钢铁硬知识：H13是什么材质？H13性能特点、H13应用范围、H13切割下料

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H13钢板是一种高性能热作模具钢，以其优异的淬透性、高韧性和抗热裂能力在多个工业领域得到广泛应用。本文将详细介绍H13钢板的化学成分、物理及力学性能、产品规格、热处理工艺及其具体应用，帮助读者全面了解这种重要工业材料。

一、化学成分

H13钢板的化学成分主要包括以下元素，按照质量分数表示如下：

• 碳（C）：0.32~0.45%
• 硅（Si）：0.80~1.20%
• 锰（Mn）：0.20~0.50%
• 铬（Cr）：4.75~5.50%
• 钼（Mo）：1.10~1.75%
• 钒（V）：0.80~1.20%
• 磷（P）和硫（S）的含量均不超过0.030%

二、物理及力学性能

• 熔点：1470℃
• 抗拉强度（σb）：≥520MPa
• 条件屈服强度（σ0.2）：≥205MPa
• 伸长率（δ5）：≥40%
• 断面收缩率（ψ）：≥60%
• 硬度：HB≤187，HRB≤90，HV≤200

此外，H13钢板还具有以下特性：

• 高淬透性和高韧性：H13钢板具有优异的淬透性，能够在较宽的截面尺寸范围内获得均匀的硬度分布。同时，它还具有高韧性，能够抵抗冲击和振动。
• 优良的抗热裂能力：H13钢板在高温下仍能保持较高的强度和稳定性，不易产生热裂纹。
• 中等耐磨损能力：H13钢板具有一定的耐磨损性能，能够在一定程度上抵抗磨损和侵蚀。
• 抗软化能力：H13钢板在较高温度下仍能保持一定的硬度，但使用温度高于540℃（1000℉）时，硬度会迅速下降。因此，其能耐的工作温度为540℃，使用温度不宜超过600℃。
• 中等抗脱碳能力：H13钢板在加热过程中具有一定的抗脱碳能力，能够保持钢材的化学成分和性能稳定。

三、产品规格

H13钢板的产品规格通常包括不同的宽度、厚度等，例如：

• 宽度范围：（210~610）mm
• 厚度范围：6~80mm（热轧）

四、热处理工艺

H13钢的热处理工艺主要包括预备热处理、淬火和回火，以及可能的深冷处理和表面处理等辅助工艺。以下是具体的热处理步骤：

• 预备热处理：通常采用常规完全退火或等温球化退火。
• 完全退火工艺：在850900℃保温34小时，然后随炉冷却至500℃以下出炉空冷。
• 等温球化退火工艺：在845900℃保温24小时，然后炉冷至700740℃再保温34小时，最后以40℃/h的速度冷却至500℃出炉空冷。
• 淬火：淬火前，H13钢板需要加热到奥氏体化温度。加热温度通常在1020~1050℃之间，保温时间根据工件厚度和加热设备而定。加热过程中应控制加热速度，避免过快导致钢材内外部温差过大，产生内应力。淬火过程中，H13钢板需要快速冷却以获得所需的马氏体组织。冷却方式可以是油冷、空冷或分级淬火等。
• 回火：回火的主要目的是消除淬火产生的内应力和残余奥氏体，提高钢材的韧性和塑性。同时，回火过程中还会析出细密的碳化物颗粒，产生二次硬化效应，进一步提高钢材的硬度和耐磨性。H13钢的回火温度通常在500~650℃之间，根据具体性能要求可选择不同的回火温度和回火次数。一般采用两次回火工艺，第一次回火温度为580℃，第二次回火温度为560℃，回火后应缓慢冷却至室温。

此外，为了提高H13模具钢的韧性和耐磨性，还可以进行深冷处理。通过将模具钢冷却至-70℃以下并保持一段时间，可以细化晶粒、减少残余奥氏体含量并促进析出更多细小的碳化物颗粒。同时，为了提高H13模具钢的耐磨性和抗腐蚀性，还可以进行渗碳、氮化、镀铬等表面处理。

五、产品用途

H13钢板因其优良的性能而被广泛应用于各个领域，包括汽车零部件制造、电子设备生产、军工装备制造等。具体来说，H13模具钢用于制造冲击载荷大的锻模、热挤压模、精锻模以及铝、铜及其合金压铸模等。

六、执行标准

H13钢板的执行标准通常为GB/T 1299—2000或ASTM A681-2015等。此外，H13钢板的交货状态通常以退火状态交货，根据需方要求，并在合同中注明，钢板也可酸洗交货。

综上所述，H13钢板是一种具有优良性能的热作模具钢，在多个领域有着广泛的应用。通过合理的热处理工艺和适当的表面处理，可以充分发挥其高韧性、淬透性和耐冷热疲劳性能等优势，延长模具的使用寿命并降低生产成本。

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