H13鋼是使用最廣泛和最具代表性的熱作模具鋼種，它的主要特性是：（1）福州自由鍛件具有高的淬透性和高的韌性；（2）福州自由鍛件優(yōu)良的抗熱裂能力，在工作場合可予以水冷；（3）具有中等耐磨損能力，還可以采用滲碳或滲氮工藝來提高其表面硬度，但要略為降低抗熱裂能力；（4）因其含碳量較低，回火中二次硬化能力較差；（5）在較高溫度下具有抗軟化能力，但使用溫度高于540℃（1000℉）硬度出現(xiàn)迅速下降（即能耐的工作溫度為540℃）；（6）熱處理的變形??；（7）中等和高的切削加工性；（8）中等抗脫碳能力。更為令人注意的是，它還可用于制作航空工業(yè)上的重要構(gòu)件。

鍛件的質(zhì)量要求主要表現(xiàn)在鋼的純凈性、均勻性和致密性三個方面。純凈性、均勻性和致密性的任何不完善都會影響質(zhì)量而成為缺陷，缺陷越嚴重，對質(zhì)量影響也越大，缺陷如超過限度則導(dǎo)致鍛件質(zhì)量不能滿足技術(shù)條件的要求而報廢，故道道工序均應(yīng)嚴加控制。1.福州自由鍛件化學(xué)成分分析。一般化學(xué)成分分析主要為碳、錳、硅、硫、磷及合金元素的含量。2.福州自由鍛件力學(xué)性能試驗。常用的力學(xué)性能試驗為硬度、拉深、沖擊和彎曲試驗。3.低倍檢驗。硫印、酸洗、斷口是常用的低倍檢驗項目。4.金相高倍檢驗。5.無損檢測。通常用的有磁粉、熒光、著色、射線、渦流和超聲波等方法。

福州自由鍛件大型鍛件的傳統(tǒng)制造方式是采用大型鋼錠開坯、自由鍛造成形。但隨著重大裝備的不斷發(fā)展，對大型鍛件的要求越來越高，不僅規(guī)格和截面越來越大，而且內(nèi)在質(zhì)量也不斷提高，傳統(tǒng)的制造方式已經(jīng)難以滿足要求。為了適應(yīng)高端裝備的需求，實現(xiàn)大型鍛件形質(zhì)兼?zhèn)涞哪繕?，急需對制造方式進行變革。為此，以傳統(tǒng)鋼錠制造技術(shù)提升和新型增材制坯技術(shù)開發(fā)為代表的均質(zhì)化制坯、一體化制造及模鍛化成形等制造方式應(yīng)運而生。福州自由鍛件大型鍛件是電力、冶金、石化、造船、礦山、航空航天、軍工等裝備（圖1）的基礎(chǔ)部件，其經(jīng)濟帶動性強，涵蓋面廣，是裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上不可缺少的重要一環(huán)。大型鍛件傳統(tǒng)的制造方式是自由鍛造成形，“肥頭大耳”和“傻大黑粗”曾經(jīng)是大型鍛件的代名詞。

福州自由鍛件鍛件是指通過對金屬坯料進行鍛造變形而得到的工件或毛坯。利用對金屬坯料施加壓力，使其產(chǎn)生塑形變形，可改變其機械性能。鍛件按坯料在加工時的溫度，可分為冷鍛溫鍛和熱鍛。冷鍛一般是在室溫下加工，熱鍛是在高于金屬坯料的再結(jié)晶溫度下加工。福州自由鍛件的鍛件熱處理按其熱處理的目的不同可分為兩組。通過鍛造可消除金屬的疏松?？锥矗瑰懠臋C械性能得以提高。

福州自由鍛件是能源消耗大戶，而鍛件熱處理又是鍛件生產(chǎn)中能源消耗大戶，約占整個鍛件生產(chǎn)總能耗的30%～35%。我國每噸模鍛件的能耗約為1.0t標煤，與國外工業(yè)發(fā)達國家相比，存在很大差距，例如日本每噸模鍛件的能耗約為0.515t標煤。福州自由鍛件的鍛件能耗約占鍛件成本的8%～10%，降低能耗不僅可以降低鍛件生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟效益，而且能源問題又是關(guān)系到一個國家能否可持續(xù)發(fā)展的重要問題，甚至是關(guān)系到人類生存的全球性重大問題。所以充分利用鍛造余熱進行熱處理，在節(jié)能降耗、提升效率等方面有著顯而易見的優(yōu)勢，既節(jié)約能源、縮短工藝流程，又保護環(huán)境。

福州自由鍛件根據(jù)鋼種和鋼的質(zhì)量要求，合金結(jié)構(gòu)鋼的冶煉，可采用氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐、平爐、電弧爐；或再加電渣重熔、真空除氣。鑄錠可采用連鑄或模鑄。鋼錠應(yīng)緩慢冷卻或熱送鍛造、軋制。鋼錠加熱時，應(yīng)力求溫度均勻并有足夠的保溫時間，以改善偏析缺陷和避免鍛、軋時變形不均勻；鍛、軋后的鋼材，尺寸小的、特別是含碳0.2%左右的滲碳鋼，在600℃以上時應(yīng)快速冷卻,以免加重帶狀組織；截面較大的鍛件，應(yīng)采取措施消除內(nèi)應(yīng)力和白點。福州自由鍛件調(diào)質(zhì)鋼應(yīng)盡可能淬火成馬氏體組織，然后回火成索氏體組織；滲碳鋼在滲碳過程中，滲層濃度梯度不宜過大,以免在滲層晶界上出現(xiàn)連續(xù)網(wǎng)狀碳化物;氮化鋼必需先經(jīng)熱處理得到所需的性能，再經(jīng)最后精加工才能進行氮化。