4Cr5MoSiV1（统一数字代号 T23353）就是国际通用的 AISI H13

4Cr5MoSiV1 热作模具钢：H13 系的"热作标杆"

4Cr5MoSiV1（统一数字代号 T23353）就是国际通用的AISI H13，对应的还有德标DIN 1.2344、日标JIS SKD61、俄标4Х5МФ1С——它是全球用量最大、应用面最广的空冷硬化型 Cr-Mo-V 系热作模具钢。和前几篇聊的 GH 系列镍/铁基高温合金不是一条赛道：GH 系列守 700–950℃ 的航空发动机热端，而 4Cr5MoSiV1 的主场在≤ 550℃ 长期、600℃ 短时

的热作模具工况——铝/镁压铸模、热锻模、挤压模芯棒这类"反复受热+受冲击+要水冷"的活，它几乎是默认选项。

一、化学成分：Cr-Mo-V 经典三元

4Cr5MoSiV1 的合金设计思路很清晰——C 控在 0.4% 上下保硬度又不伤韧，Cr 堆到 5% 管淬透和抗氧化，Mo+V 扛二次硬化和回火稳定性，Si 抬回火抗力。国标 GB/T 1299-2014 典型范围（wt%）：

元素

范围

角色

碳 C

0.32 – 0.45%

平衡硬度与韧性

铬 Cr

4.75 – 5.50%

淬透性 + 抗氧化（5%Cr 是空淬钢的甜点）

钼 Mo

1.10 – 1.75%

二次硬化主力，提回火稳定性

钒 V

0.80 – 1.20%

形成 VC 硬质碳化物，抗热裂+耐磨

硅 Si

0.80 – 1.20%

提回火抗力、脱氧

锰 Mn

0.20 – 0.50%

脱氧、辅助淬透

磷 P / 硫 S

≤ 0.030%

严控杂质保纯净

牌号里的"4Cr5"指的是 Cr≈5%、C≈0.4%（"4"是万分之含义的国标命名法），"MoSiV"就是 Mo-Si-V 三元附加——这套组合在全球 H13 系里高度一致，美标/德标/日标成分几乎重合，所以 4Cr5MoSiV1 是少有的"国内外完全对得上"的牌号。

二、物理与力学性能

项目

典型值

密度

7.8 g/cm³

临界点 Ac1 / Ac3 / Ms

860 / 915 / 340 ℃

热导率（20℃ / 650℃）

32.2 / 28.8 W/(m·K)

线胀系数（20–600℃）

≈ 13.2 ×10⁻⁶/K

退火态硬度

≤ 235 HB（易切削）

淬火态（1020–1050℃ 空冷）

HRC 50–55

回火态（560–580℃ 两次）

HRC 48–52

室温抗拉（调质态）

1400 – 1500 MPa

500℃ 抗拉

≥ 1100 MPa

600℃ 抗拉

≥ 850 MPa

室温冲击韧性

15 – 20 J/cm²（V 口 ≥ 200 J 级）

几个读数要点：

• 
  
• 600℃ 还能剩 850 MPa 抗拉——这是 4Cr5MoSiV1 敢进热作模具的核心资本，但注意长期工作温度建议压在 540–550℃ 以下，超过 600℃ 硬度会陡降（>600℃ 软化加快，650℃ 几乎保不住硬度）。
• 
  
• 空淬即可硬化——截面 100 mm 以内基本能淬透，不必像油淬钢那样担心变形和开裂，大模块也能用。
• 
  
• 抗热疲劳是招牌：可承受 10 万次级急冷急热循环（温差 400℃ 级），表面龟裂细而短、不易扩展——压铸模那种"浇铝→喷水冷→再浇"的循环正好踩中它的甜区。

三、热处理：退火→淬火→二次回火

4Cr5MoSiV1 是空冷硬化，热处理纪律比油淬钢宽松，但有两条不能省：

1. 
   
2. 退火（软化，便于机加工）：850 – 900℃ 保温 2 – 4 h，随炉缓冷至 500℃ 以下空冷，硬度落到 180 – 220 HBW。
3. 
   
4. 去应力退火（机加工后、淬火前）：730 – 760℃ 保温炉冷，消掉加工应力。
5. 
   
6. 淬火：790℃ 预热（±15℃）→1020 – 1050℃ 加热（盐浴/炉控气氛，保温 5 – 15 min/mm）→油冷或空冷，淬火硬度 HRC 50 – 55。
7. 
   
8. 回火（关键）560 – 580℃ × 2 – 3 次每次 ≥ 2 h，第二次回火温度可比第一次低 20℃。目的是把残余奥氏体转成回火马氏体 + 析出 Mo₂C/V₄C₃ 型二次碳化物，把硬度稳定在 HRC 48 – 52，同时把韧性拉回来。

⚠️ 两次回火不是可选项——单次回火后残奥还在，二次回火才能把残奥打下来、把内应力消透。跳过这一步，模具上线容易早裂。

四、加工与表面处理

• 
  
• 热加工：锻加热 1100 – 1150℃，终锻 ≥ 850℃，锻后缓冷（空冷易裂），再做退火。
• 
  
• 机加工：退火态 HB ≤ 235，切削性友好；调质态硬度上来了，要用硬质合金刀具。
• 
  
• 焊接：可补焊，但需预热 300 – 400℃ + 焊后缓冷 + 回火，否则热影响区易裂。
• 
  
• 表面强化渗氮 / 氮碳共渗是 H13 模具的标配，表面可顶到 HV 900+（≈ HRC 60+），耐磨+抗铝液侵蚀，但渗层会轻微牺牲抗热裂性，压铸模常用、锻模慎用。
• 
  
• 电渣重熔（ESR）纯净态可选——把 S、非金属夹杂物压下去，横向冲击和疲劳寿命能再提一档，高端压铸模愿意加这个钱。

五、典型应用场景

4Cr5MoSiV1 的选型逻辑就一句——"550℃ 以下、要抗热疲劳、要空淬、要性价比"，就它：

• 
  
• 压铸模（最主打）：铝/镁/锌合金压铸的模芯、镶件、滑块、浇口套——灯饰、锁具、汽配、家电外壳这类量产件几乎全用它
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• 热锻模：模锻锤锻模、压力机锻模、精锻模、顶锻模
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• 挤压模：铝型材/铜材热挤压的凹模、凸模、芯棒
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• 其他：热剪切刀片、热镦模、塑料模（高温/玻纤增强级）
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• 对比老牌 3Cr2W8V：4Cr5MoSiV1 韧性和抗热疲劳明显更好，模具寿命比 3Cr2W8V 高 30%+，所以这几年 3Cr2W8V 在压铸/锻模侧基本被 H13 系替代完了

把前几篇的温度档连起来看分层更清楚：

牌号

基体

强化

长期温度

主场

GH4199

Ni-Cr(W/Mo↑)

γ' 沉淀

≤ 950℃

加力隔热屏（航空）

GH4163

Ni-Cr-Co

γ' 中沉淀

≤ 800℃

燃烧室火焰筒（航空）

4Cr5MoSiV1

5Cr-Mo-V 钢

二次硬化

≤ 550℃

压铸/热锻/挤压模（工业）

GH1131

Fe-Ni-Cr

W-Mo-N 固溶

≤ 750℃

铁基加力筒体

注意别把 4Cr5MoSiV1 和 GH 系列混成"同一温度档"——GH 系是 Ni 基、800℃+ 起步；4Cr5MoSiV1 是 Cr-Mo-V 钢，超过 600℃ 就软化，两者分工完全不重叠。4Cr5MoSiV1 拼的是"热作模具里反复冷热+冲击"的工况，不是"高温持力"。

六、小结

4Cr5MoSiV1（H13）的设计哲学可以概括为：用 5%Cr 管淬透、1.5%Mo+1%V 管二次硬化和抗回火、0.4%C 平衡硬韧，换回"空淬不裂 + 600℃ 还能 850 MPa + 抗热疲劳 10 万次"这套热作模具最想要的成绩单。它在热作钢里的地位，约等于 GH4738 在镍基盘合金里的地位——不是说它性能最极致，而是综合性能+工艺宽容度+成本三者最均衡的那个通用解。压铸模选它基本不会错，往上 600℃+ 要换 GH 系或高合金工具钢，往下冷作模要换 Cr12 系或 D2，4Cr5MoSiV1 自己就守在热作这条中轴线上。

如果你在做压铸模或热锻模的选材（4Cr5MoSiV1 vs 3Cr2W8V vs DH31 / DAC / 8407 这类改良 H13），把合金种类（铝/镁/铜）、浇注温度、顶出周期、是否渗氮发我，可以帮你把取舍拆到具体工艺段。