当前,世界制造业的发展速度越来越快,中国制造业在此驱动带领下也呈现出欣欣向荣的景象。但是目前中国现有的热作模具钢种类与性能与国际高品质模具钢仍有一定的差距。为了适应制造业的发展,针对模具钢在实际生产中存在的问题,进行成分改进、工艺优化,从而提高使用寿命、降低生产成本,为我国模具钢研究提供一定的理论基础。本实验以H13钢为研究对象,冶炼7种不同Ce含量的实验钢,对其进行不同热处理实验,对实验钢中的显微组织及其均匀性、热疲劳性能以及力学性能进行了研究取得如下结果:通过对实验钢显微组织的观察,稀土Ce的加入起到了改善钢中组织的作用,当Ce含量为0.026%时,对钢中组织的改善效果最为显著,晶粒细化效果最为明显。同时稀土Ce的加入对于改善钢中枝晶偏析现象起到了积极的作用。通过对热处理工艺的研究,1040℃淬火+580℃回火后的调质组织其显微组织最为均匀,能同时满足强度与韧塑性的使用需求,故将其作为热疲劳循环前的预备热处理。通过700℃热疲劳循环结果显示,实验钢裂纹萌生主要由预制缺口的应力集中、氧化反应产生的坑洞、形状不均匀的夹杂物、基体存在的结构缺陷所综合作用产生。稀土Ce的加入可起到变质夹杂、强化晶界的作用,使得本不均匀的夹杂物形状逐渐转变为球状、椭球状形貌,减少应力集中,阻碍裂纹的萌生。热疲劳循环过程中,裂纹在萌生后向前扩展,其扩展的动力主要由冷热循环的热应力提供,其扩展的方向沿阻碍最小方向扩展,一般沿着晶界或氧化反应产生的坑洞尖端向前扩展。稀土Ce的加入起到了阻碍裂纹扩展的作用,当稀土含量为0.026%,对于裂纹扩展速度的阻碍最为明显,较未加稀土扩展速度减缓16.6%。稀土Ce含量对实验钢力学性能的影响呈现先上升后下降的趋势。在稀土含量为260ppm时,其各项力学性能指标最优,其淬回火硬度、抗拉强度、冲击韧性分别为:650.6HV、391.4HV、1332MPa、21.5Ak/（J·cm-2）,具有最优的综合力学性能。