化學成分

H13(4Cr5MoV1Si)是一種摸具鋼,目前應用較廣泛的材料，據介紹，國外80％的型腔均采用H13.

在美國，熱作模具鋼分為三種：鉻熱作模具鋼、鎢熱作模具鋼和鉬熱作模具鋼，全部以H命名。分別為H10～H19,H21~H26,和H42、H43。熱作模具鋼的含碳量為中碳含量（0.35～0.45％），另含Cr、W、M0和V合金元素，合金含量在6～25％范圍。

H13鋼屬於第一種。其含碳量在0.5％以下，按淬火鋼硬度與含碳量關系曲線[2]可知，其最大淬火硬度在55HRC左右。鋼的含Cr量為5％左右，它和其他碳化物形成元素一起提供給鋼具有較高的淬透性和好的抗軟化能力，所以該鋼在空冷條件下能夠淬硬。在6barN2氣體真空處理條件下可淬透直徑為160mm[3]。但鉻的加入會增加碳化物的不均勻程度，致使鋼中會出現亞穩定的共晶碳化物，這種碳化物現在國內一般可用高碳鉻軸承鋼相關標準予以評定[4,7]。鉻含量的提高有利於增加材料的熱強度，但對韌度不利。材料中增加鉬和鎢，有人提出[5]，（1/2W+M0）的量至1％以上時，會使材料500℃以上進行回火時仍獲得較高硬度，並具有二次硬化能力。H13鋼的二次硬化能力不很明顯，可參見資料[1]。提高V的含量，如V的量由0.4％（SKD6,相當於H11）提高至1%，使H13鋼（SKD61）的熱強度和熱穩定性提高瞭，同時V也增加水沖洗抗力，實際上是提高水浸侵蝕磨損抗力（erosive wear）[6]。

另外，鋼中加入W、M0、V、Nb等形成M6C和MC型碳化物的元素，能對奧氏體晶粒細化，也使溶入奧氏體後在回火過程中產生二次硬化效果。對Cr的加入形成的碳化物為

M23C­6型，其在1100℃奧氏體化時基本上溶解完瞭，（全部溶入奧氏體的溫度是1160℃），這將決定H13鋼的最佳奧氏體化溫度處於1020～1080℃范圍內。[4]

H13鋼對硫磷含量限制在0.030以下，實際上，硫的質量分數<0.014％時可以大大提高鋼件的斷裂韌度KIC值。國外電渣重熔的優質H13鋼的含硫量控制在0.005％～0.008％范圍內[7]，這當然保證瞭材料的質量。北美壓鑄協會標準NADCA207-2003中對符合標準級外的特級（premium）和超級（superior）的H13鋼的最小麥夏氏V型缺口沖擊值為11J（8英尺˙磅）和13.8J(10英尺˙磅)。當加入0.06％～0.15％S和≤1.0％Mn使成為易切削鋼時，可用於制造塑料模具，其機加工性能良好。材料經過調質處理，使硬度在（40～44）HRC范圍內進行加工，並可拋光達Ra為0.05μm的鏡面光潔度，滿足高光潔塑料模具要求。

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