H13原是美國(guó)的一個(gè)熱作模具鋼鋼種，在我國(guó)稱(chēng)為4Cr5MoSiV1，簡(jiǎn)稱(chēng)：國(guó)產(chǎn)H13，它是目前應(yīng)用最廣泛的一種熱作模具鋼。H13鋼之所以被廣泛應(yīng)用，是因?yàn)樗哂懈叩拇阃感浴⒏叩捻g性、良好的切削加工性能、熱處理變形小、在較高溫度下具有抗軟化能力，H13鋼具有優(yōu)良的抗熱裂能力，在工作場(chǎng)合可予以水冷。以下是上海隆繼集團(tuán)有限公司技術(shù)中心整理編輯的有關(guān)國(guó)產(chǎn)H13模具鋼的熱處理工藝和組織（包括：等溫轉(zhuǎn)變曲線(xiàn)、連續(xù)冷卻曲線(xiàn)以及淬火、回火后的組織）。
國(guó)產(chǎn)H13(4Cr5MoSiV1)模具鋼的等溫轉(zhuǎn)變曲線(xiàn)如上面題圖所示（試驗(yàn)鋼的化學(xué)成分為：WC=0.40%，WMn=0.40%，WSi=1.50%，WCr=5.00%，WMo=1.35%，WV=1.10%）。國(guó)產(chǎn)H13模具鋼的連續(xù)冷卻曲線(xiàn)分別如下圖所示（圖中Ar為殘留奧氏體量）。
國(guó)產(chǎn)H13模具鋼經(jīng)高溫加熱奧氏體化后，在800℃左右緩冷，有二次碳化物沿晶析出。過(guò)冷奧氏體在400℃~600℃極為穩(wěn)定，可以在這個(gè)溫區(qū)分級(jí)淬火，分級(jí)淬火溫度宜取下限溫度。加熱溫度低，冷卻速度慢時(shí)，還會(huì)在淬火組織中出現(xiàn)貝氏體。淬火加熱溫度超過(guò)1070℃后，直徑為200mm的工件油冷淬火時(shí)一般不會(huì)出現(xiàn)貝氏體。
國(guó)產(chǎn)H13模具鋼中的碳化物大部分是M23C6型鉻的碳化物，還有少量是MC型碳化物。將鋼加熱到1050℃~1070℃時(shí)，M23C6碳化物急劇溶解，加熱到1100℃時(shí)基本溶完，因此最佳奧氏體化溫度應(yīng)選擇在1020℃~1080℃溫區(qū)為宜。從1070℃加熱開(kāi)始，奧氏體晶粒將明顯長(zhǎng)大。
隆繼研究表明，對(duì)于要求熱硬性為主的模具，應(yīng)選取1050℃~1080℃加熱，油冷淬火后硬度可達(dá)54~57HRC，晶粒度為9級(jí)左右。組織為細(xì)針馬氏體+未溶碳化物+殘留奧氏體，馬氏體針長(zhǎng)為1.5~2級(jí)，未溶碳化物呈點(diǎn)狀，數(shù)量不多，有時(shí)有塊狀或顆粒狀亞穩(wěn)定共晶碳化物，組織見(jiàn)下面左圖所示。
隆繼實(shí)際應(yīng)用證明，對(duì)于要求韌性較好的模具，可選取1020℃~1050℃加熱，油冷淬火后硬度為53~56 HRC，晶粒度為9~10級(jí)左右，組織為細(xì)針和隱針馬氏體+來(lái)溶碳化物+殘留奧氏體，馬氏體針長(zhǎng)為l級(jí)左右，碳化物較多，但仍呈點(diǎn)狀。在特殊情況下，可選取1100℃加熱，油冷淬火后硬度可達(dá)58HRC左右，此時(shí)到達(dá)淬火硬度的極大值，晶粒已長(zhǎng)大到8級(jí)左右，晶粒界清晰可見(jiàn)，馬氏體針長(zhǎng)達(dá)4級(jí)左右，并成排分布，碳化物數(shù)量已很少，組織如上面右圖所示。
淬火加熱應(yīng)先經(jīng)兩次預(yù)熱，冷卻可采用空冷、油冷，也可采用分級(jí)冷卻。分級(jí)冷卻的分級(jí)溫度最好選擇低些，例如350℃~500℃，也有選擇在500℃~560℃分級(jí)的?？绽浠蛟?00℃以上分級(jí)冷卻容易使過(guò)飽和奧氏體在冷卻過(guò)程中析出碳化物，而在模具中心出現(xiàn)較多的貝氏體，在高溫回火時(shí)出現(xiàn)貝氏體脆性，這兩種后果都可使模具變脆，在作模具失效分析時(shí)上述兩項(xiàng)是必檢內(nèi)容。
國(guó)產(chǎn)H13模具鋼的回火溫度以高于500℃、低于650℃為宜。530℃回火的組織為回火馬氏體+回火屈氏體，仍保持針狀形態(tài)，如下面左圖所示（經(jīng)1050℃加熱、油冷淬火、530℃回火后的組織，回火兩次1.5h）。
國(guó)產(chǎn)H13模具鋼經(jīng)630℃回火后的組織為回火屈氏體+回火索氏體，針狀形態(tài)基本消失，組織如上面右圖所示（經(jīng)1050℃加熱、油冷淬火、630℃回火后的組織，回火兩次1.5h）。在500℃回火時(shí)，出現(xiàn)回火二次硬化峰，回火硬度最高，峰值為55 HRC左右，但韌性最差。因此，回火工藝以及低溫化學(xué)熱處理，都要避開(kāi)500℃左右，而在550℃~650℃回火比較適宜，回火應(yīng)進(jìn)行兩次。