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为适应压铸和冲压模具的发展需求,满足力学性能和耐磨损性能的匹配,本研究团队以H13钢为研究对象,通过合理的成分优化设计了三种新型H13模具钢,即:“低Si低Cr高Mo”的CXN1钢、“低Si低Cr高Mo加低W”的CXN2钢、“低Si低Cr高Mo加高W”的CXN3钢。本文针对H13钢的合金元素成分优化及对应产生的显微组织与机械性能变化,为高耐磨模具钢的研发与应用提供指导。主要研究成果如下:（1）CXN系列钢退火组织中碳化物尺寸均匀,分布弥散,而H13钢中碳化物尺寸不一,且在相界处有大量的链状液析碳化物;四种合金在500和550℃回火时均为回火马氏体;在600℃回火时,H13钢和CXN1钢呈回火屈氏体,而CXN2和CXN3组织仍为回火马氏体,出现部分回火屈氏体,且马氏体板束尺寸更小。（2）CXN系列钢在600℃回火硬度稳定性和热稳定性均优于H13钢;随回火温度上升,CXN系列钢冲击吸收功呈先下降后上升趋势,H13钢则不断增大;四种合金的延伸率也有不同程度上升;CXN系列钢的抗拉强度始终高于H13钢。（3）随着磨损时间延长,H13钢和CXN1钢的动态摩擦系数增大,CXN2钢和CXN3钢则波动较小;各温度下CXN系列钢的平均摩擦系数均小于H13钢。随回火温度升高,四种合金的磨痕宽度差别较小,深度差别较大;CXN系列钢和H13钢的磨损率均呈先下降后上升趋势,且CXN系列钢在600℃时磨损率显著低于H13钢;尤其是CXN3钢在各温度下磨损率仅H13钢30%50%。（4）随回火温度上升,H13钢由磨粒磨损为主演变成剥层磨损为主;CXN1钢由磨粒磨损和剥层磨损到600℃回火时转变为磨粒磨损和粘着磨损为主;CXN2钢500℃时主要是磨粒磨损和剥层磨损,演变为磨粒磨损为主;CXN3钢始终为磨粒磨损,磨痕犁沟修长均匀;4种材料均出现了氧化磨损。（5）H13钢在各温度主要是Cr7C3和Cr23C6,其中Cr23C6粗大软质,偏聚在晶界边缘,降低硬度和稳定性,易为磨损开裂源;CXN1钢前期主要是M2C和M6C,600℃时主要是MC和M2C,利于提高强度硬度和耐磨性;CXN2钢在500℃回火主要是M2C和M6C,随温度上升出现较多MC和M2C,细小且稳定,钉扎了位错,推延马氏体回复效应,提高材料位错强化作用;CXN3钢主要是富Mo、V、W的M2C、MC型碳化物,M2C弥散度很高,阻碍了α相的回复再结晶,钉扎位错的运动和晶界的迁移,维持组织和结构的稳定性,使得CXN3钢具有较佳热稳定性能。W系碳化物有较高的硬度、熔点和耐磨性。综上所述,本论文选择立足于H13钢的合金成分优化设计,通过改进的热处理参数,探究CXN系列钢与H13钢的合金显微组织、硬度与塑韧性匹配、摩擦磨损行为的变化,为发展力学性能和耐磨损性能较佳的模具钢提供指导。