H13鋼是C-Cr-Mo-Si-V型鋼，在世界范圍內得到了廣泛的應用，與此同時，許多國家的學者對其進行了廣泛的研究，并對其進行了研究。鋼材具有廣泛的應用和優良的特性，主要取決于鋼材的化學成分。當Rm在1550MPa時，材料的含硫量由0.005%降至0.003%，這將使沖擊韌度提高到13J左右，因此必須減少天然鋼中的殘渣原素。十分明顯,NADCA 207-2003規范要求：優級規范(premium)H13鋼含硫量低于0.005%，而且很大。(superior)S和0.015%應小于0.003%P。以下是對H13鋼成分的分析。 碳：美國AISI H13，UNS T20813，ASTMH13和FED(最新版本) QQ-T-H13鋼570的含碳量規定為(0.32~0.45)%，是所有H13鋼中碳含量最廣的范疇。德國X40CrMoV5-1和1.2344含碳量為(0.37~0.43)%，含碳量范圍較窄，德國DIN17350含碳量為(0.36~0.42)%，X38CrMoV5-1含碳量為%。日本SKD 含碳量為61%(0.32~0.42)%。我國GB/T 1299和YB/T 4Cr5MoSiV1和SMoSM 在SKD61和AISISI中，4Cr5MoSiV1的碳含量為%和%(0.32~0.45)%， H13同樣。尤其是北美壓鑄協會NADCA 207-90、H13鋼的含碳量在207-97和207-2003規范中均為(0.37~0.42)%。 根據鋼中碳含量和淬火鋼硬度的關聯曲線，可以知道淬火鋼的基材強度是由鋼中碳含量和淬火鋼硬度之間的關聯曲線決定的。對于工具鋼，鋼中碳的一部分進入鋼的基材，導致固溶強化。另外，部分碳會與合金元素中的滲碳體結合形成合金滲碳體。對于熱作模具鋼，這種合金滲碳體除了少量殘留外，還規定他在淬火過程中彌漫在淬火馬氏體基材上，造成兩次硬化。然后，熱作模具鋼的性能由共同分布的殘余合金碳化合物和回火馬氏體部門確定。很容易看出，鋼中的C含量不能太低。 含有5%Cr的H13鋼應該具有很強的韌性，因此含有的C量應該保持在形成一點合金C化物的程度。Woodyatt 在870℃，Krauss強調Fe-Cr-在C三元相圖中，H13鋼位于馬氏體A和（A M3C 三相區域的交界部位在M7C3中處于良好狀態。相應的C含量約為0.4%。圖表還注明增加C或Cr量使M7C3量增加，具有較高耐磨性的A2和D2鋼進行比較。此外，保持較低的C含量是為了使鋼的Ms點達到較高的溫度水平(一般來說，H13鋼的Ms數據介紹為340℃左右)，使鋼在淬火至室溫時獲得以奧氏體為主的合金C化物組織，并在淬火后獲得均勻的回火馬氏體組織。防止過多的殘余奧氏體在工作溫度下發生變化，危害工件的工作特性或變形。在淬火后的兩次或三次淬火過程中，這種少量殘留的奧氏體應該徹底改變。順便說一下，H13鋼淬火后得到的馬氏體組織是板M 少許塊狀M 一點殘留A。經過淬火后，在板條M上析出的非常細的合金滲碳體，中國學者也做了一些工作。 眾所周知，鋼中碳含量的增加會增加鋼的強度。對于熱作模具鋼來說，它會提高高溫強度、熱態硬度和耐磨性，但會降低其韌性。在工具鋼產品手冊文獻中，學者對各種H型鋼的性能進行了比較明顯的驗證。一般認為導致鋼塑性和韌性下降的碳含量界限為0.4%。所以規定人們在鋼合金化設計時要遵循以下標準：在保持強度的同時，要盡量減少鋼的碳含量，有些材料已經提出：當鋼的抗壓強度達到1550MPa以上時，含C量為0.3%-0.4%。關于1503.13鋼強度Rm的文獻。MPa1937年(46HRC時)和MPa(51HRC時)。 查看TQ-1，FORD和GM企業資料介紹。、Dievar和ADC3等鋼中的C含量均為0.39%和0.38%等，相應的韌性指標等列于表1，其原因可以從管窺中得到。 對于規定較高強度的熱作為模具鋼，選擇的方法是在H13鋼成分的前提下增加Mo成分或含碳量，這將在后面討論。預計自然韌性和塑性會略有降低。 2.2 鉻： 鉻是合金工具鋼中最常見、最便宜的合金元素。H型熱作模具鋼在美國的Cr含量為2%~12%。合金工具鋼在中國（GB在37個鋼號中，除了8CrSi和9Mn2V之外，T1299都有Cr。鉻有利于鋼的耐磨性、高溫強度、熱強度、韌性和淬透性。同時，當它與基材融合時，鋼的耐腐蝕性會得到顯著提高。H13鋼中含有的Cr和Si會使氧化膜致密，從而提高鋼的抗氧化性。此外，Cr對0.3C-分析1Mn鋼淬火特性的功效，添加﹤6% Cr有利于提高鋼淬火抗力，但不能構成二次硬化；當含有Cr時，﹥在550℃淬火后，6%的鋼淬火具有二次硬化作用。熱作鋼模具鋼的添加量一般為5%鉻。 一部分工具鋼中的鉻融入鋼中，起到固溶強化作用，另一部分與碳融合，根據含鉻量多少(FeCr)3C、(FeCr)以7C3和M23C6的形式存在，從而影響鋼材的性能。另外還要考慮合金元素的交互作用危害，例如，當鋼中含有鉻、鉬和釩時，Cr>3%[14]當時，Cr可以阻止V4C3的生成和Mo2C的延遲分析，V4C3和Mo2C是提高鋼高溫強度和抗回火能力的增強相。[14]，這種交互作用提高了鋼材的耐熱變形性能。 在鋼馬氏體中加入鉻，提高鋼的淬透性。Cr﹑Mn﹑Mo﹑Si﹑Ni和Cr一樣，是增加鋼淬透性的合金元素。每個人都習慣于使用淬透性因素來表達，一般中國目前的材料[15]還只使用Grossmann等材料，隨后Moser和Legat[16,22]的進一步工作提出，碳鋼的最佳臨界孔徑Dic和合金元素成分由含C量和奧氏體晶粒度確定的淬透性因素(見圖3)來計算碳鋼的最佳臨界孔徑Di，也可以從下式進行近似計算： Di=Dic×2.21Mn×1.40Si×2.13Cr×3.275Mo×1.47Ni (1) (1)每種合金元素的質量百分比表示。人們通過這種方式對待Cr﹑Mn﹑Mo﹑Si和Ni元素對鋼淬透性的危害有相當明確的半定量掌握。人們通過這種方式對待Cr﹑Mn﹑Mo﹑Si和Ni元素對鋼淬透性的危害有相當明確的半定量掌握。 Cr對鋼共析點的危害，與Mn大致相似，當含鉻量約為5%時，共析點的含量降至0.5%左右。此外Si﹑W﹑Mo﹑V﹑Ti的加持似乎減少了共析點的C含量。所以可以知道：熱作模具鋼和高速鋼一樣屬于過共析鋼。分析中C含量的減少，會增加奧氏體化后組織中合最終組織中的合金滲碳體成分。 鋼中合金C化物的行為與其自身的可靠性有關。事實上，合金C化物的結構和可靠性與相應C化物產生元素的d電子殼層和S電子殼層的電子缺乏程度有關[17]。隨著電子缺乏程度的降低，金屬原子半徑的降低，碳和化學元素的原子半徑比rc/rm高，合金C化物從間隙相向間隙化合物轉變，C化物的穩定性減弱，相應的熔化溫度降低到A中的熔化溫度，自由能的絕對值降低，相應的硬度值降低。VC滲碳體具有面心立方點陣，穩定性高，溫度在900~950℃左右逐漸融化，在1100℃以上逐漸融化(融化結束溫度為1413℃)[17]；在500~700℃的淬火環節中，他沉淀下來，不容易聚集成長，可以作為鋼中加強相。中等滲碳體產生原素W 、M2C和MCMo形成 滲碳體具有密排和簡單的六方點陣，穩定性較弱，強度、溶點和融解溫度較高，仍可作為500~650℃范圍內鋼材的加強相。M23C6(如Cr23C6等)具有復雜的立方點陣，可靠性較差，結合強度較差，溶點和融解溫度較低(1090℃融入A中)，只有在少數耐磨鋼中經過綜合金化后才具有較高的可靠性(例如（CrFeMoW）23C6，可以作為強化相。M7C3具有復雜的六方結構(例如Cr7C3)、 Fe4Cr3C3或Fe2Cr5C3的穩定性較差，它和Fe3C類滲碳體一樣容易融解和沉淀，具有較大的匯聚增長率，一般不能成為高溫增強相[17]。 我們仍然從Fe開始-Cr-在H13鋼中，C三元相圖可以簡單地掌握合金滲碳體相。按Fe-Cr-C系統700℃[18~20]和870℃[9]三元等溫截面相圖，對于含有0.4%C的鋼材，隨著Cr量的增加，（FeCr）3C（M3C）和（CrFe）合金滲碳體7C3(M7C3)。請注意，M23C6只會出現在870℃圖上，Cr含量超過11%)。另外，基于Fe-Cr-在5%Cr時，C三元系的垂直截面，對含有0.40%C的鋼進行退火。α相(約1%固溶)Cr）和（CrFe）合金C化物7C3。當加熱到791℃時，產生馬氏體A和進入（α A 三相區，在795℃上下進入M7C3。（A 在970℃左右，M7C3)兩相區，（CrFe）7C3消退，進入單相A區。在含有C量的基材中﹤只有在793℃左右才存在0.33%(M7C3) 在796℃，M23C6和A的三相區進入（A 在此之前，M7C3區域(0.30%C)一直保持到液相。鋼鐵中殘留的M7C3有阻擋A晶粒生長的作用。Nilson提出，1.5%C-Cr成分合金13%，不穩定。（CrFe）不產生23C6[20]。自然而然地，只有Fe-Cr-C三元系分析中存在一些誤差，需要了解添加合金元素的影響。