H13 钢铁是美国的一种钢种， 这是一种应用十分广泛的热作模具钢， 应用于世界各地。通常在中国被称为4Cr5MoSiV1 钢。H13 表1显示了钢材的化学成分和质量浓度。 所示。

　　表1 H13 钢材的化学成分和质量浓度(W/%)

　　H13 钢铁的工艺性能见表2～表4 所示, 其密度为7.8g/cm3, 弹性模具E 为210000MPa。钢铁中碳含量决定淬火钢的基材强度。每个国家的名称和含碳量与H13钢相似，如表5所示。 所示, H13国际标准化组织声称 钢铁40CrMoV55 钢。

　　表2 H13 钢线膨胀系数

　　表3 H13 钢的热导率

　　表4 H13 的临界温度

　　表5 H13 钢材的名称和含碳量

　　根据钢中碳含量与淬火钢硬度相关的曲线可知， H13钢的淬火硬度在55HRC左右。对于工具钢，钢中碳的一部分进入钢的基材，导致固溶强化， 另外，部分碳会与合金元素中的渗碳体结合形成合金渗碳体。热作模具钢， 这种合金渗碳体除了少量残留外， 在淬火过程中，他还规定自己在淬火马氏体基材上弥漫沉淀，导致二次硬化。然后，热作模具钢的性能由共同分布的残余合金碳化合物和回火马氏体部门确定。不难看出, 钢铁中的C含量不能太低。含铬量为4.75%的H13钢～5.50%。一般来说, 含有5%Cr的钢应具有高韧性， 因此，碳含量应保持在形成合金渗碳体的程度。Woodyatt和Krausst在870℃强调Feodyatt- Cr- 在C三元相图上， 马氏体和Hl3钢的位置(A M3C 三相区域的交界部位在M7C3中处于良好状态。相应的碳含量约为0.4%。

　　另外，重要的是， 真空技术网(http://www.chvacuum.com/)值得提醒的是，保持较低的碳含量是为了使钢的Ms点趋于较高的温度水平(Hl3钢的Ms点一般数据介绍在340℃左右) , 使该钢在淬冷至室温时得到一个合金渗碳体机构，主要由奥氏体加入少许残余奥氏体和残余联合分布， 经淬火后，低碳含量得到均匀的回火马氏体机构， 防止过多的残余奥氏体在工作温度下发生变化，危害工件的工作特性或变形。在淬火后的两次或三次淬火过程中，这种少量残留的奥氏体应该能够完全改变。在淬火后的两次或三次淬火过程中，这种少量残留的奥氏体应该能够完全改变。顺便说一下， H13钢淬火后得到的马氏体组织是板条奥氏体 奥氏体的一点块状 一点残余的奥氏体。众所周知, 钢中碳含量的增加会增加钢的强度， 对于热作模具钢， 可提高高温强度、热态硬度和耐磨性， 但是它的韧性会降低。

　　一些学者在文献中对各种H型钢的性能进行了比较验证。一般认为导致钢塑性和韧性下降的碳含量界限为0.4%。所以在钢合金化设计中，规定人们遵循以下标准： 在保持强度的情况下，应尽量减少钢的碳含量， 有些材料已经提出： 当钢材抗压强度达到1550MPa以上时， C含量为0.3%～0.4%为宜。H13钢的强度为1503.1MPa( 46HRC) 和1937.5MPa( 51HRC) 。

　　H13 钢铁中合金元素的主要作用如下？

　　铬: 铬可以在钢中产生铬渗碳体， 可以提高钢的高温强度和耐磨性， 使C曲线右移， 提高钢的淬透性和回火稳定性。铬与其它渗碳体产生的原素一起分发给钢，具有较高的淬透性和良好的抗软化性， 所以H13钢可在空冷环境中淬硬。可淬透直径在6barN2汽体真空处理标准下为160mm。但是铬的添加会增加渗碳体的不均匀性，导致钢铁时产生亚稳定的共晶渗碳体， 目前国内普遍采用高碳铬轴承钢技术标准对此类渗碳体进行鉴定。提高铬含量有利于提高材料的热强度， 但是对于韧性不好。

　　钼: 钼是渗碳体产生的原素， 和铬一样, 可以提高钢材的高温硬度和淬透性。此外, 钼也可以细化晶粒， 降低回火脆性。

　　钒: 比铬和钼更容易产生渗碳体， 很少融入铁的固溶体。钒渗碳体使钢具有良好的热硬度， 并且可以细化晶粒， 提高钢材的耐磨性。

　　硅: 硅是对铁素体进行固溶强化更换的一种非常有效的原素， 仅次磷, 但是同时也会在一定程度上降低钢的韧性和塑性。通常还会将硅限制在钢脱氧的必要范围内。如果把Si 钢材作为合金元素添加， 通常不低于0.40%。硅素也是提高淬火抗力的有效原素。Si 降低铁素体中碳的扩散速度， 使得淬火时沉淀的渗碳体不易聚集， 提高回火稳定性。此外, 硅易使钢呈现带状组织，使钢的横向性能低于竖向性能， 还提高了钢的延性转折温度。Si 同时还具有促进钢材渗碳的敏感性， 但Si 有利于提高高温抗氧化能力。

　　锰: 锰能改变钢在凝结过程中产生的氧化物的特性和外观。同时它与S 具有较大的亲合力， 可以避免在晶界形成低熔点的硫酸盐FeS， MnS具有一定的塑性 存有, 从而清除硫的有害危害， 提高钢材的热处理特性。Mn 具有固溶强化作用， 从而提高铁素体和奥氏体的强度和硬度， 尽管其固溶强化效果不如碳、磷和硅， 但是对钢的可塑性几乎没有影响。Mn在铁素体-珠光体槽钢 唯一能提高抗拉强度，使冷脆转化温度转化最小的合金元素。