H13热作模具钢

H13介绍：

H13是最受欢迎，用途最广泛的热作模具钢，除了具有适度的耐磨性外，还具有韧性，耐热性和高温强度之间的良好平衡。H13钢可以抵抗550°C的软化，并且具有良好的耐热性能。

H13钢是C-Cr-Mo-Si-V型钢，在世界上的应用极其普遍,同时各国许多学者对它进行了广泛的研究，并在探究化学成分的改进。钢的应用广泛和具有优良的特性，主要由钢的化学成分决定的。当然钢中杂质元素必须降低，有资料表明，当Rm在1550MPa时，材料含硫量由0.005%降到0.003%，会使冲击韧度提高约13J。NADCA 207-2003标准就规定：优级(premium)H13钢含硫量小于0.005%，而超级(superior)的应小于0.003%S和0.015%P。下面对H13钢的成分加以分析。碳：美国AISI H13，UNS T20813，ASTM（最新版）的H13和FED QQ-T-570的H13钢的含碳量都规定为（0.32~0.45）%，是所有H13钢中含碳量范围最宽的。德国X40CrMoV5-1和1.2344的含碳量为（0.37~0.43）%，含碳量范围较窄，德国DIN17350中还有X38CrMoV5-1的含碳量为（0.36~0.42）%。日本SKD 61的含碳量为（0.32~0.42）%。我国GB/T 1299和YB/T 094中4Cr5MoSiV1和SM 4Cr5MoSiV1的含碳量为（0.32~0.42）%和（0.32~0.45）%，分别与SKD61和AISI H13相同。特别要指出的是：北美压铸协会NADCA 207-90、207-97和207-2003标准中对H13钢的含碳量都规定为（0.37~0.42）%。

H13应用范围：

H13钢是一种空气硬化的5％铬模具钢，是各种热加工和冷加工应用的绝佳选择。典型的应用包括用于铝，镁和锌的压铸模，用于铝和黄铜的挤压模，衬板，心轴，压力垫，从动件，垫枕，模壳，用于铜和黄铜挤压的模架和适配器环。H13钢用于生产热冲压和锻造模具，分体式热模，夹持器模，热冲压，冲孔和修边工具。其他应用包括塑料模具，用于热加工的剪切刀片和热锻模。

H13特征：

在低温和高温下均具有良好的耐磨性。

高水平的韧性和延展性均匀且高水平的可加工性和抛光性。

良好的高温强度和抗热疲劳性。

优异的穿透硬化性能。

硬化过程中的变形非常有限。

良好的可加工性。

质量标准： 

ASTM A681工具模钢标准规范

钢号比较：

H13化学成分（％）：

硬度/应用–在1020°C–1050°C空冷回火：

H13超细化处理：

该钢的显微结构被有效地利用由多个循环加热和淬火方法精制而成。具体过程是将钢从室温加热到略高于Ac3的温度，将其在较低的奥氏体化温度下保持一小段时间，然后迅速将其淬火并冷却至室温，然后重复该过程。每个循环加热将获得更细的奥氏体晶粒。

其具体工艺是将钢由室温加热至稍高于Ac3的温度，在少量的奥氏体化温度下短时间保温，然后快速淬火冷却至室温，再重复此过程。每循环一次奥氏体粒径就获得一定程度的细化，从而获得细小的奥氏体粒径组织。

　常规热处理：  随炉升温（850～870）℃保温后炉冷至500℃出炉空冷+随炉升温（550～600）℃×20min→（800～850）℃×12min→1040℃×6min油冷+600×90min×2次；
　超细化热处理：  随炉升温（850～870）℃×12min→1150℃×6min油冷+720℃×90min+随炉升温（800～850）℃×12min→1050℃×6min油冷+600℃×90min×2次；
　　　　　　　　

常规处理与细化处理的力学性能对比
工艺               σb/Mpa   σs/Mpa   ψ/％    δ/％    αK/Jcm-2    KIC/Mpam1/2    HRC
常规处理          1447     1292        42.6    10.6       23.8                 49.7             48
细化处理          1548     1417        54.3    14.9       33.6                 76.2             50