H13鋼是一種具有優(yōu)良的熱強性、淬透性、紅硬性和抗冷熱疲勞性能的含Cr型熱作模具鋼，廣泛地應用于熱擠壓模、壓鑄模和熱鍛模，H13鋼是目前在鋁合金壓鑄模領域應用最為廣泛的一種熱作模具鋼。H13鋼的正常淬火加熱溫度為1020～1050℃，高溫加熱后淬火可以提高斷裂韌性，從而增加熱作模具鋼的疲勞裂紋擴展抗力，高溫回火又可以提高材料的塑性和韌性，兩者都有利于改善熱作模具鋼的熱疲勞性能。所以，探討H13鋼在高溫淬回火下的強韌性對于其熱處理工藝的進一步優(yōu)化具有一定的指導意義。
實驗原始材料為經(jīng)真空和電渣重熔后的商用H13鋼Φ30mm棒料，其化學成分（質量分數(shù)，%）為0.41C，1.00Si，0.37Mn，4.95Cr，1.27Mo，0.98V，其余為Fe。試件的熱處理工藝為：先將試件加熱到780℃保溫30min，再繼續(xù)分別加熱到1060℃、1090℃，保溫20min油淬。接著將淬火后的試件在590℃回火兩次，每次2h。為了減少試件在高溫下的脫碳，熱處理爐中事先放入少量的木炭。
將熱處理后的試件進行取樣，按照GB6397-86加工標準拉伸試樣；按照北美壓鑄協(xié)會NADCA#207-2003標準，加工成10mm×10mm×55mm的標準V型缺口沖擊試樣。室溫拉伸和沖擊實驗分別在CMT4105微機電子萬能試驗機和JB-30B沖擊試驗機上完成。采用飽和苦味酸水溶液浸蝕奧氏體晶界，用5%的HNO3酒精浸蝕試樣的組織，隨后在9XB-PC正置金相顯微鏡下觀察試樣的晶粒大小與組織形貌。利用VDT512顯微硬度計測試試樣的回火硬度，為了保證結果的準確性，每個試樣測試6個結果取平均值。試樣的拉伸和沖擊斷口的形貌觀察使用JSM-6480LV掃描電子顯微鏡來完成。研究結果表明：
?。?）H13鋼在1060、1090℃淬火并經(jīng)590℃回火后，淬火溫度越高奧氏體晶粒越大。1090℃淬火后材料的抗拉強度及硬度比1060℃淬火的分別提高了6.15%和4.5%，但其斷后伸長率及沖擊功分別下降了12.24%和13.67%。
?。?）H13鋼在1060℃淬火+590℃回火時具有優(yōu)良的強韌性配合，對于要求熱硬性和高強度為主的模具，可以適當?shù)靥岣叽慊饻囟鹊圆怀^1090℃為宜。