H13（4Cr5MoSiV1）熱作模具鋼廣泛應用在熱鍛模、壓鑄模、熱擠壓模等方面，是使用最廣泛的熱作模具鋼種。碳化物對于熱作模具鋼的硬度、紅硬性、耐磨性、疲勞壽命等有著重要的影響。H13熱作模具鋼合金含量較高，在電渣重熔過程中會在凝固末端形成粗大的共晶碳化物及氮化物，由于生成溫度高，熱穩(wěn)定性好，在鍛造和熱處理過程中難以去除，會保留到回火狀態(tài)，顯著降低鋼的強度、韌性以及疲勞性能，如何細化或減少這些粗大碳化物，成為研究的重點。
研究人員從熱力學角度對電渣重熔H13熱作模具鋼中一次碳化物、氮化物的生成進行了分析，結(jié)論如下：
（1）在電渣重熔生產(chǎn)H13熱作模具鋼過程中，由于元素偏析，殘余液相中元素含量逐漸升高，固相率達到0.82時生成TiN，在接近凝固終點時生成VC0.88，最終長大形成粗大的氮化物和碳化物，受到熱處理溫度的限制，會保留到最終產(chǎn)品中，對鋼的性能產(chǎn)生不利影響。通過提高冷速減少偏析可以達到細化碳化物的目的；
（2）盡管在凝固末端時V和C元素在殘余液相中的偏析含量已經(jīng)很高，但是假設(shè)VC0.88活度為1時并不能生成碳化物。由于碳化物中固溶較高含量的Cr、Mo、Fe等元素，當假設(shè)碳化物活度為0.3時，理論計算與試驗結(jié)果吻合，因此固溶多種合金元素的碳化物的活度不能假設(shè)為1。而TiN中其他合金元素含量很少，其活度可以認為是1；
（3）凝固過程中形成的共晶碳化物，以及在不同冷速下元素含量和相變溫度均會發(fā)生變化，影響碳化物的生成溫度。
