AISI H13 Hot Work Werkzeugstahl — Die Casting, Extrusion & Forging Die Properties
ASTM A681 (UNS T20813) · Published: 2026-06-14 · Updated: July 2026
AISI H13 is the dominant hot-work tool steel globally — if you've ever held a die-cast aluminum part (engine block, laptop case, bicycle frame), you've held something made in an H13 die. Its chromium-molybdenum-vanadium composition provides the...
AISI H13 ist der dominant heiß-arbeiten werkzeug steel globally — wenn you've ever held ein die-cast aluminum teil (motor block, laptop case, bicycle frame), you've held something made in ein H13 die. Sein chromium-molybdenum-vanadium composition provides der unique combination von heiß strength (maintaining hardness über HRC 40 bei 600°C), thermal fatigue widerstand (surviving thousands von heating-cooling cycles ohne cracking), und toughness (resisting brittle fracture unter impact loading).
Der key metallurgical feature von H13 ist sein sekundär hardening response. Unlike plain carbon steels das continuously soften als tempering temperature increases, H13 exhibits ein hardness peak bei approximately 500-550°C due zu der precipitation von fine alloy carbides (primarily VC und Mo2C). Dies sekundär hardening peak ist was allows H13 dies zu maintain ihre hardness bei der elevated temperatures encountered während aluminum die casting (molten aluminum injected bei 650-700°C).
Die life optimization für H13 centers ein: (1) ordnungsgemäß austenitizing temperature — overshooting durch even 25°C coarsens der grain und reduces toughness durch 30-40%; (2) double oder triple tempering — retained austenite von der erste temper transforms zu fresh martensite ein cooling und müssen sein tempered wieder; (3) surface treatment — nitriding oder PVD coatings können extend die life 2-5x in aluminum casting applications.
Quick Facts
| Kategorie | Werkzeugstahl |
| Norm | ASTM A681 (UNS T20813) |
| Density | 7800 |
| Yield Strength | 1,200-1,500 MPa (hardened and tempered, HRC 44-52) |
| Tensile Strength | 1,400-1,800 MPa |
Physical Properties
| Melting Point | 1427°C |
| Wärmeleitfähigkeit | 24.3 W/m·K bei 20°C |
| Dichte | 7.80 g/cm³ |
Global Equivalents & Cross-Referenz
| Alternative Norm / Güte | Action |
|---|---|
| EN 1.2344 | Compare |
| X40CrMoV5-1 | Compare |
| JIS SKD61 | Compare |
| GB 4Cr5MoSiV1 | Compare |
Heat Treatment & Processing
| Austenitizing | 1000-1040°C, soak 20-30min per 25mm |
| Quenching | Luft oder öl (luft preferred für complex shapes) |
| Tempering | 540-650°C, double temper recommended |
| Annealing | 840-870°C, furnace cool bei 10-20°C/h |
Welding & Fabrication
| Preheat | 300-500°C, maintain throughout welding |
| Filler Metal | H13 filler oder E312 stainless für reparieren |
| Pwht | Anneal immediately nach welding, re-harden |
| Schweißeignung Rating | Poor — welding ist für reparieren nur |
Verwandt Materials
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Frequently Asked Questions
H13 vs H11 — welche sollte I spec für die casting?
H13 (5% Cr) offers better heiß hardness und thermal fatigue widerstand als H11 (5% Cr but unter carbon und vanadium). Für aluminum die casting — spec H13. Für forging dies wo toughness ist mehr kritisch als heiß hardness — H11 kann sein ein better choice. Der practical difference ist approximately 10-15% longer die life für H13 in die casting applications.
Was causes heat checking in H13 dies?
Heat checking ist der network von fine surface cracks caused durch thermal fatigue — der die surface expands wenn es contacts molten metal, dann contracts wenn cooled durch der release agent spray. Jede cycle produces ein klein strain. Nach thousands von cycles, der accumulated plastic strain exceeds der material's ductility bei der surface und cracks initiate. Prevention: reduce die surface temperature swing mit conformal cooling channels, verwenden ein release agent das provides mehr uniform cooling, und ensure der die ist preheated zu 200-250°C vor der erste shot.
References & International Standards
- ASTM International. Norm Specifications für Stahl & Metal Alloys. astm.org
- International Organization für Standardization (ISO). Metallic Materials — Cross-Referenz Database. iso.org
- American Iron und Stahl Institute (AISI). Stahl Güte Designations & Equivalents. steel.org
- European Committee für Standardization (CEN). EN Stahl Standards & Numbering System. cencenelec.eu