1、 国外的研究现状

从上世纪90年代开始，我们国家的模具行业得到了快速的发展，对于热作模具钢的探究也取得了很多的建树。但是最近的一些年，我国对模具行业的发展结构进行了调整，主要向大型化、复杂化、精密化、高寿命和高效率方向发展。现代制造业的发展对热作模具钢性能提出了更高的要求[4]。

H13钢是从美国标准中引入的热作模具钢，主要被用来生产冲击载荷比较大的锻模、热挤压模和精锻模，铝、铜及其合金的压铸模。等同于我国采用的4Cr5MoSiV1标号。H13钢在欧美、日本等一些工业发展较为发达的国家，已经成为这些年消耗量最多的一种热作模具钢。虽然现在在我国还没有被纳入国家标准之中，但是目前已经被列进了冶金部颁发的指导性技术文件YB/210-76，作为推荐采用的钢的牌号。

日本学者田部博辅[5]表示，SKD61( 相当于牌号HI3)该进的第一个阶段就是将钢本来的常规熔炼的做法改为真空脱气、 在炉外精炼和电渣重熔等方法。并且要使钢材的内部组织更加的均匀，降低成分偏析。不断提高H13钢的性能和它的使用寿命。而且要改进它的热处理方法，来增强工模具的使用性能。采取在真空高压下进行气淬和油冷或者进行采用分级淬火等方法来抑制碳化物沿着晶界析出，增强钢的硬度。第二阶段的发展方向是不断的改进SKD61 钢的组成成分，主要的方向是减少Si的含量和增加 Mo的含量。低Si化的发展动态开始是由对尺寸大的钢块的内部偏析较好降低的低 Si-VCD 炼钢方法中得到的启发。在这样的技术下进行生产低Si(≤0.25%) 高Mo(0.2%-3.5%) H13改进的热作模具钢[6]。这些方法的提出，在国际上已经得到广泛的采用。

现在，国外很多的生产厂商已经很普遍的在使用电炉加电渣重熔的生产工艺制造H13钢，来提高H13钢的纯净度，并且降低了含硫的量。当钢中硫的含量小于0.014%的时候，就能够很大程度上来提高H13钢的KID值。国外的规范对于H13钢硫的含量，一般会要求它的质量分数被控制在0.005%-0.008%之间。我国的大冶特殊钢股份有限公司现在在使用电炉冶炼+浇铸180mm方电极棒+电渣重熔+加工成材这一生产工艺，每年都可以生产超过2000吨左右的H13钢，并且这些钢材的化学成份十分的均匀， 组织也很致密，具有很好的等向性和纯净度[7]。

2、 国内的研究现状

在美国、日本等先进的发达国家，模具钢的使用量大约占据钢材总的产量的千分之一，但是我国的模具钢消耗量大约占到了我国钢总的产量的千分之三。这说明我国的模具生产钢技术甚至整个模具行业与世界上发达的工业制造国家相比仍然有着很大的差距。在我国热作模具钢的消耗总量大的主要原因是模具的寿命低和材料的重复使用率低[8]。伴随无切削加工工艺不断地发展，模具行业对于整个工业生产来说也变得越发的重要，因此，改进国内模具钢的制造水平也显得越发重要。

为了提升国产H13钢的品质，国内很多学者也都对工艺进行了研究和改进。宝钢集团五钢公司与上海大学合作采用高温扩散退火的方法，改善了H13钢的偏析，减少了一次碳化物。该方法的应用同时也使的二次碳化物成球形分布在铁素体的基体上，所有提到的这些方法很好地增强了H13钢横向的冲击韧性。并不断地改进工艺方法，在有效的提高了钢材的纯净度和均匀度后，成功研制出了具有国际先进水平的SWPH13钢[9]。近几年北京钢厂、上钢五厂等也已经批量生产供应该钢号各种规格的棒材和模块。

因采用生产的工艺与标准的区别，目前我国大批量生产的H13钢与欧美和日本等国家的钢，在品质上有一定的差距。据公开的资料显示[10]，国产铝合金压铸模具的使用寿命3-10万模次之间，仅仅是工业发达国家的1/2-1/5。使用寿命很低的压铸模具，已经成为我国压铸生产的阻碍。研究显示，超过80％的铝合金压铸模都因为热疲劳开裂而导致失效的[11]。工件在服役条件中，经受长时间的热循环，最容易产生热疲劳失效。热作模具要经受长期的热循环，因此，改善制造模具钢的抗热疲劳失效能力，能有效的解决模具早期失效问题，提高模具制造的水平。