H13模具钢与5CrNiMo模具钢的材料比较
H13模具钢与5CrNiMo模具钢的材料比较:
5CrNiMo低耐热模具钢(350-370℃)
H13(4Cr5MoSiV1)耐热韧性热作模具钢(550-600℃)
耐热高韧性热作模具钢主要用于制造冲击载荷和工作应力较大的热作模锻件。由于模具钢截面大、型腔复杂，要求模具钢具有高淬透性、一定的高温强度和良好的冲击韧性。模具型腔与热工件的接触不仅产生强烈的摩擦，而且使模具表面达到400℃左右的高温，局部甚至达到500-600℃。脱模后，工件型腔表面被压缩空气和润滑油迅速冷却，处于反复承受极寒和极热的恶劣工作环境中。因此，要求模具钢具有高的导热性、耐磨性、抗氧化性和抗热疲劳性。为了满足上述性能，这类钢的碳含量一般控制在0.3%-0.5%。添加适量的铬、镍、锰和钼可以稳定钢的过冷奥氏体，获得较好的渗透性和力学性能。添加V和Mo可以细化晶粒，提高钢的热强度，抑制回火脆性，形成特殊碳化物，提高钢的耐磨性。
制造的模具的尺寸不应该太大。一般厚度小于250mm的模具可以硬化。当截面尺寸过大时，中心会出现中温转变产物。此外，还有少量残余奥氏体和碳化物。
5CrNiMo具有较高的强度、韧性和耐磨性。回火稳定性高，加热到550℃时，硬度仍能保持在300 HB(HB和HRC的关系差不多十倍，300HB≈30HRC)。这种钢有很高的淬透性。尺寸为300mm×400mm×300mm的模锻件，经820℃油淬和560℃回火后，模截面各段硬度值基本相同。因为这种钢含有钼，所以它对回火脆性不敏感。主要用于制造形状复杂、冲击载荷大的大中型锻模(边长≥400mm)，如高度> 375 mm的大型(锤锻模> 3 t)锤锻模。
5CrMnMo是为了节约贵重合金元素Ni而开发的，具有与5CrNiMo相似的力学性能。但其抗热疲劳性、室温和高温塑性和韧性比5CrNiMo钢差，淬透性也稍差。主要用于制造各种中小型(边长< < 400mm，锻造吨位< 3t)要求强度和耐磨性较高但韧性不太高的锻模。当要求高韧性时，可采用电渣重熔钢。
4CrMnSiMoV是我国近年来在热作模具钢领域开发的钢种之一，是5CrMnSiMoV钢的改进型。该钢在最佳温度淬火回火后的力学性能优于5CrNiMO。主要用于制造各种类型的大中型锤锻模和压锻模，如汽车用连杆和齿轮的压锻模，模具寿命比5CrNiMo高0.2-1倍。
5CrNiMoV是西方国家普遍使用的热作模具钢。与5CrNiMo钢相比，合金元素Cr、Mn、Mo含量较高，其淬透性和硬化能力高于5CrNiMo钢。横截面为400mm×400mm的模块经淬火后，表面和芯部的硬度可保持在56和56-60HRC之间。在钢中添加0.1%-0.15%的V，钢的高温强度和回火稳定性比5CrNiMo钢有所提高。500℃时，5CrNiMoV钢的高温强度比5CrNiMo钢高100～150 MPa左右，回火稳定性高100℃左右。一般与5CrNiMo钢相比，模具寿命可提高50%以上。主要用于制造大型、复杂、重型锤锻模具和压力锻造模具。
Cr2nimov钢中Cr、Mo、V等合金元素含量高于5CrNiMo和5CrNiMoV，淬透性和热稳定性很高。在500-550℃回火时，由于M2C和MC合金碳化物的析出，具有二次硬化能力。此外，该钢加热时奥氏体晶粒长大倾向小，热处理加热温度范围宽，热疲劳性能和冲击韧性好。一般情况下，与5CrNiMo钢相比，模具寿命可提高47%-180%以上。适用于制造大型、复杂、深型腔的锤锻模和压锻模。
具有中等耐热性和韧性的热作模具钢
具有中等耐热性和韧性的热作模具钢包括4Cr5MoSiV(H11)、4Cr5W2SiV、4Cr3Mo3VSi(H10)、4Cr5MoSiV1(H13)和25Cr3Mo3VNb钢。这种钢具有优异的室温综合力学性能、较高的高温强度和韧性、良好的抗热疲劳性能，特别适合制造温度变化剧烈的热作模具，并具有良好的热稳定性。
H13是一种空冷硬化的热作模具钢。与H11钢相比，由于V含量的增加，该钢具有更高的热强度、热稳定性和硬度，并具有更高的抗热疲劳性、耐磨性和中温韧性。较低温度奥氏体化后淬火，热处理变形和氧化倾向较小，能抵抗熔融铝合金的侵蚀。适用于制造铝、铜及其合金的压铸模具、热挤压模具和芯棒、模锻锤的锻模、精密锻压机的模具镶块等。
