4Cr13钢属于马氏体不锈钢(美国AISI的420钢)，在国际上广泛用作预硬耐蚀性塑料模具钢。该钢适宜制造承受高负荷、高耐磨及在腐蚀介质作用下的塑料模具。4Cr13钢在供应时需预先进行热处理，使之达到33～36HRC的使用硬度，并要求在使用硬度下可以直接进行加工。因此，加工性能的优劣直接影响了4Cr13钢的使用和推广。 本文通过向4Cr13钢中加入铜元素来提高其加工性能，并进一步研究了铜元素对其耐腐蚀性能以及其它各项性能的影响，并与含硫4Cr13钢进行了对比。利用SDT-Q600设备和DIL805A相变仪分析了铜元素对4Cr13钢相变点的影响。通过硬度测量，金相组织观察，X射线，电子显微镜分别研究了回火工艺，钢中的碳化物以及夹杂物。利用室温拉伸，室温冲击研究了铜和硫元素对4Cr13钢强度和韧性的影响。利用浸泡腐蚀、盐雾腐蚀以及极化曲线对4Cr13钢、4Cr13S钢以及4Cr13Cu钢的耐腐蚀性能进行了对比研究。通过车削试验研究了铜元素对4Cr13钢加工性能的影响，并与4Cr13S钢的加工性能进行了对比。利用高分辨透镜和扫描电镜对4Cr13Cu钢中的易切削相进行了观察，并对其成分进行了检测，进而提出了铜提高塑料模具钢4Cr13切削性能的机理。试验结果表明如下： 1、4Cr13钢的ACl点为790℃；而4Cr13Cu钢的ACl点为742℃。通过600℃回火5小时的回火工艺，达到35HRC的使用硬度。4Cr13Cu钢中碳化物主要为Cr23C6型碳化物。 2、硫的加入降低了4Cr13钢的强度和延伸率，而铜加入后，强度基本不变，而延伸率则提高了20％。硫元素的加入明显降低了4Cr13钢的冲击韧性，尤其是横向冲击韧性。相反，铜元素的加入显著提高了4Cr13钢的冲击韧性。横向冲击功提高了26％，纵向冲击功提高了20％。 3、硫元素的加入极大的提高了4Cr13钢的在盐酸中的腐蚀速率。而铜元素的加入则降低了4Cr13钢的腐蚀速率。铜元素提高了钢的自腐蚀电位，而硫元素则降低了钢的自腐蚀电位。4Cr13Cu钢的皮纹刻蚀性能优于4Cr13钢和4Cr13S钢的皮纹刻蚀性能。 4、铜、硫元素都显著提高了4Cr13钢的切削性能。4Cr13Cu钢的易切削性能达到了4Cr13S钢的易切削水平。铜元素和硫元素的加入增大了4Cr13钢的粗糙度，有损于4Cr13钢的抛光性能，但4Cr13Cu钢的抛光性能优于4Cr13S钢的抛光性能。 5、钢中易切削相为铜-石墨复合相，大小约为10nm。铜-石墨复合相是以铜为形核中心，石墨分布于铜周围的析出相。铜-石墨复合相中的石墨作为润滑剂润滑刀具，并能在刀具的切削刃上形成一层固体润滑膜，固体润滑膜隔断了刀具与材料的直接接触，降低了刀具的磨损。