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Acier à outils H13est utilisé pour fabriquer des matrices de forgeage à charge d'impact élevée, des matrices d'extrusion à chaud, des matrices de forgeage de précision ; des matrices de moulage sous pression pour l'aluminium, le cuivre et leurs alliages.

Il s'agit de l'acier H13, trempé à l'air et durci à chaud, destiné aux outils de travail à chaud, et provenant des États-Unis. Ses propriétés et ses utilisations sont globalement similaires à celles de l'acier 4Cr5MoSiV, mais grâce à sa teneur plus élevée en vanadium, ses performances à moyenne température (600 °C) sont supérieures. C'est un acier représentatif, largement utilisé dans la fabrication d'outils de travail à chaud.
2. Caractéristiques
L'acier refondu sous laitier électroconducteur présente une trempabilité et une résistance à la fissuration thermique élevées. Riche en carbone et en vanadium, il offre une bonne résistance à l'usure, une ténacité relativement faible et une bonne résistance à la chaleur. À haute température, il présente une meilleure résistance mécanique et une dureté accrue, une résistance à l'usure et une ténacité élevées, d'excellentes propriétés mécaniques globales et une grande stabilité au revenu.
3. La composition chimique de l'acier
L'acier H13 est un acier C-Cr-Mo-Si-V largement utilisé dans le monde. De nombreux chercheurs de différents pays ont mené des études approfondies sur cet acier, notamment sur l'amélioration de sa composition chimique. Les excellentes caractéristiques de l'acier, largement utilisé, sont principalement déterminées par sa composition chimique. Il est donc essentiel de réduire la teneur en impuretés. Certaines données montrent que pour une résilience Rm de 1550 MPa, une réduction de la teneur en soufre de 0,005 % à 0,003 % permet d'accroître la résilience d'environ 13 J. La norme NADCA 207-2003 stipule que la teneur en soufre de l'acier H13 de qualité supérieure doit être inférieure à 0,005 %, tandis que celle de l'acier H13 de qualité supérieure doit être inférieure à 0,003 % (S) et 0,015 % (P). La composition de l'acier H13 est analysée ci-dessous.

Carbone : Les aciers américains AISI H13, UNS T20813, ASTM (dernière version) H13 et FED QQ-T-570 H13 ont une teneur en carbone de (0,32 ~ 0,45) %, ce qui représente la teneur en carbone la plus élevée de tous les aciers.Aciers H13La teneur en carbone des aciers allemands X40CrMoV5-1 et 1.2344 est de (0,37 ~ 0,43) %, ce qui représente une plage de valeurs étroite. Selon la norme allemande DIN 17350, la teneur en carbone de l'acier X38CrMoV5-1 est de (0,36 ~ 0,42) %. Au Japon, celle de l'acier SKD 61 est de (0,32 ~ 0,42) %. En Chine, les teneurs en carbone des aciers 4Cr5MoSiV1 et SM 4Cr5MoSiV1, conformes aux normes GB/T 1299 et YB/T 094, sont respectivement de (0,32 ~ 0,42) % et (0,32 ~ 0,45) %, valeurs identiques à celles des aciers SKD 61 et AISI H13. Il convient notamment de souligner que la teneur en carbone de l'acier H13 dans les normes de la North American Die Casting Association NADCA 207-90, 207-97 et 207-2003 est spécifiée comme étant de (0,37~0,42)%.

L'acier H13 contenant 5 % de Cr doit présenter une ténacité élevée. Par conséquent, sa teneur en C doit être maintenue à un niveau permettant la formation d'une faible quantité de composés d'alliage C. Woodyatt et Krauss ont montré que, sur le diagramme de phase ternaire Fe-Cr-C à 870 °C, l'acier H13 se situe de manière optimale à la jonction des régions austénitique A et triphasée (A + M₃C + M₇C₃). La teneur en C correspondante est d'environ 0,4 %. La figure illustre également l'augmentation de la teneur en C ou en Cr, qui accroît la proportion de M₇C₃. À titre de comparaison, les aciers A2 et D2, présentant une résistance à l'usure supérieure, sont utilisés. Il est également important de maintenir une teneur en C relativement faible afin que le point Ms de l'acier atteigne une température relativement élevée (généralement de 340 °C pour l'acier H13), permettant ainsi une trempe à température ambiante. On obtient ainsi une structure composée de l'alliage C, principalement constituée de martensite et d'une faible quantité d'austénite résiduelle (A) uniformément répartie. Après revenu, on obtient une structure de martensite revenue uniforme. Il faut éviter de transformer une trop grande quantité d'austénite résiduelle à la température de travail afin de préserver les performances de la pièce et d'éviter toute déformation. Ces faibles quantités d'austénite résiduelle doivent être complètement transformées en deux ou trois revenus après la trempe. Il est à noter que la structure martensitique obtenue après trempe de l'acier H13 est composée de lattes M, d'une faible quantité de particules M et d'une faible quantité d'austénite résiduelle (A). De très fins carbures d'alliage précipitent sur les lattes M après revenu. Des chercheurs chinois ont également mené des travaux sur ce sujet.