H13钢是世界上广泛使用的热作模具钢。 由于其在高温下具有良好的冲击韧性、耐磨性、延展性和热硬性，用于制造压铸模具、热锻模具和挤压模具。 本文介绍了H13钢锻后的热处理工艺。

钢的化学成分

H13钢是美国国家标准ANSI钢级，相当于我国GB/T1299中的4Cr5MoSiV1。 H13钢中含有Cr、Mo、Si、V等合金元素。 见表1。除Si元素不形成碳化物外，Cr、Mo、V三种元素会与碳结合形成特殊的碳化物。 这些特殊的碳化物会提高钢的抗回火能力。

Cr的作用：Cr能与碳结合形成特殊的碳化物。 当碳化铬固溶在奥氏体中时，可以提高过冷奥氏体的稳定化和二次硬化效果。 较多Cr的主要目的是提高H13钢的淬透性、高温强度和高温抗氧化性能2。 Mo的作用：Mo也是碳化物形成元素，能提高H13钢的回火稳定性和耐磨性。 Si的影响：提高钢的强度、硬度和回火性能，同时削弱热处理炉内的氧化气氛。 V的影响：降低钢的过热敏感性，提高钢的回火稳定性和二次硬化效果，弥散的碳化钒颗粒可大大提高钢的耐磨性。

热处理工艺选择

热处理温度和冷却方法由钢的临界转变点和等温转变图确定。 冷却转变临界点：Arlic'820℃； 女士，335°C。 3）奥氏体化温度：1010℃

退火

H13钢锻件为了消除应力、改善组织、细化晶粒、降低硬度、便于机械加工，需进行退火。 H13合金元素较多，加热时转变较慢。 因此，不能采用常规退火，而应采用高温球化退火，以形成均匀的合金碳化物颗粒，获得细晶粒的珠光体组织。 高温球化退火温度应略高于钢的加热临界点温度Ac1。 在此温度下保温有利于保留未溶解的碳化材料点。 在冷却过程中，这些颗粒可成为粒状结构的晶核，保证了均匀细小的粒状组织。 球化退火冷却过程中，应在相变点Ar区进行等温处理，促进细晶珠光体的形成，帮助碳化物聚集成细小颗粒，从而降低硬度，有利于切削加工。

淬火

H13钢具有良好的淬透性，对于厚度小于150毫米的零件，油淬可以达到均匀的硬度。 但由于钢中含有Mn.Si元素，容易引起氧化和脱碳。 在生产实践中，建议采用盐浴、可控气氛热处理、真空热处理等，也可采用覆盖物或涂层进行防脱碳保护。 淬火温度选择1030℃，硬度可达到54~55HRC，1040℃以上晶粒开始长大。 因此，推荐的热处理温度范围为1030~1040℃。 同时，出炉时应特别注意预冷至Ac3以上20~30℃（950~980℃），以减少应力集中，避免开裂。

回火

为了消除H13锻件在高温下的应力，提高韧性，必须进行高温回火。 利用H13钢中合金元素良好的抗回火性和二次硬化作用，二次回火可以提高模具的寿命。 回火温度(580±20)℃获得硬度47~52 HRC。 回火后的组织为回火马氏体和少量粒状碳化物。

H13钢热处理后具有良好的红硬性、高温韧性和抗热疲劳性能。 为了保证热处理质量，生产时应注意以下几点：

1）原材料检验：需进行宏观缺陷检验，及时发现夹渣、中心缩孔、折叠、表面裂纹等缺陷。

2）锻件锻造后应入炉冷却或缓冷，并及时退火。

3）由于H13钢易发生氧化、脱碳，因此锻模毛坯应适当增加加工余量，以避免淬火后产生软点。

4）模具返修后重新淬火前必须进行低温退火，以免开裂。

5）热处理过程中应严格遵守操作规程。