เนื่องจากเป็นเหล็กกล้าแม่พิมพ์งานร้อนที่มีทั้งความแข็งแรงและความเหนียว AISIH13 จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในแม่พิมพ์ตีขึ้นรูปร้อน แม่พิมพ์อัดขึ้นรูปร้อน และแม่พิมพ์หล่อโลหะผสมอลูมิเนียม ตัวมันเองจะต้องมีความแข็งแรงและความเหนียวที่ดีเยี่ยมในอุณหภูมิสูง เหล็ก H13 มีสัดส่วนมวลสูงของธาตุโลหะผสม โดยเฉพาะธาตุที่ก่อรูปคาร์ไบด์ โมลิบดีนัม วานาเดียม และโครเมียม การแยกองค์ประกอบโลหะผสมในระหว่างกระบวนการแข็งตัวจะนำไปสู่การตกตะกอนของคาร์ไบด์ขนาดใหญ่หรือคาร์โบไนไตรด์ การมีอยู่ของตะกอนแข็งขนาดใหญ่เหล่านี้ ซึ่งไม่ต้องสงสัยเลยว่าเป็นอันตรายต่อความแข็งแรงและความเหนียวของผลิตภัณฑ์เหล็กกล้าแม่พิมพ์ การตกตะกอนขนาดใหญ่ในเหล็ก H13 ส่วนใหญ่ประกอบด้วยเฟสคาร์ไบด์หรือเฟสคาร์โบไนไตรด์ของวาเนเดียม โครเมียม และโมลิบดีนัม แต่ละเฟสการตกตะกอนขนาดใหญ่จะมีสารละลายที่เป็นของแข็งไม่มากก็น้อยสำหรับธาตุผสมอื่นๆ โดยทั่วไปจะถือว่าตะกอนขนาดใหญ่เหล่านี้เกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการแข็งตัวของเหล็กหลอมเหลว อย่างไรก็ตาม ในการวิจัยในปัจจุบัน ไม่มีการวิเคราะห์โดยละเอียดเกี่ยวกับลักษณะพฤติกรรมของระยะตกตะกอนขนาดใหญ่ และไม่มีคำอธิบายที่สมเหตุสมผลและสม่ำเสมอเกี่ยวกับกลไกการตกตะกอน
มีความไม่สะดวกมากมายในการสุ่มตัวอย่างแท่งโลหะระหว่างกระบวนการผลิตจริง การเก็บตัวอย่างจากหัวหรือหางไม่ได้เป็นตัวแทน การเก็บตัวอย่างจากตรงกลางของแท่งโลหะจะทำให้ไม่สามารถหลอมชิ้นส่วนที่เหลือเป็นวัสดุต่อไปได้ ส่งผลให้สิ้นเปลืองวัสดุ ในการตีวัสดุ การสุ่มตัวอย่างจากวัสดุที่รีดไม่สามารถคืนลักษณะทางสัณฐานวิทยาดั้งเดิมของตะกอนขนาดใหญ่ได้ นักวิจัยใช้เตาเหนี่ยวนำสุญญากาศเพื่อหลอมแท่งเหล็กขนาดเล็กในห้องปฏิบัติการตามช่วงองค์ประกอบของเหล็ก H13 ที่ระบุใน NADCA207-2003 และวิเคราะห์ลักษณะของตะกอนขนาดเล็กในแท่งโลหะ พวกเขายังใช้ซอฟต์แวร์คำนวณทางอุณหพลศาสตร์ Thermo-calc เพื่อวิเคราะห์ลักษณะของตะกอนขนาดใหญ่ในระหว่างกระบวนการแข็งตัว พฤติกรรมการตกตะกอนได้รับการคำนวณเพื่อให้คำอธิบายที่สมเหตุสมผลและการวิเคราะห์พฤติกรรมการตกตะกอนของตะกอนขนาดใหญ่ในเหล็ก H13
มวลของแท่งเหล็กที่หลอมในเตาเหนี่ยวนำสุญญากาศในห้องปฏิบัติการคือ 5 กก. วัตถุดิบโลหะผสมได้แก่เหล็กบริสุทธิ์ โครเมียมโลหะ โมลิบดีนัมโลหะ แมงกานีสโลหะ และโลหะซิลิคอน วาเนเดียมคือ FeV51.8 วานาเดียมเฟอร์โรอัลลอยด์ ตัดแท่งเหล็กให้เท่ากันตามยาว และเก็บตัวอย่างที่ความสูง 1/2 และ 1/2 ของรัศมีของหน้าตัดและที่ศูนย์กลาง ตัวอย่างมีพื้นหยาบและขัดเงา และใช้ SEM+EDS เพื่อสังเกตลักษณะทางสัณฐานวิทยาและองค์ประกอบของตะกอนขนาดใหญ่ การวิจัยแสดงให้เห็นว่า:
(1) เฟสตกตะกอนขนาดใหญ่ในการถลุงเหล็ก H13 ในห้องปฏิบัติการประกอบด้วยสามประเภท เฟส C ที่อุดมด้วยวาเนเดียม (V, Mo, Cr, Fe) C, เฟส C ที่อุดมด้วย Mo-Cr (V, Mo, Cr, Fe) และ แมงกานีสซัลไฟด์ เฟส C ที่อุดมด้วยวานาเดียม (V, Mo, Cr, Fe) ส่วนใหญ่จะมีรูปร่างเป็นแถบยาว โดยมีขนาดไม่เกินสิบไมครอน และมีเศษส่วนมวลต่ำของโมลิบดีนัมและโครเมียม เฟส C ที่อุดมด้วย Mo-Cr (V, Mo, Cr, Fe) รูปร่างของเฟสไม่ปกติและเศษส่วนมวลวาเนเดียมค่อนข้างต่ำ
(2) ตะกอนขนาดใหญ่มักตกตะกอนรวมกัน การตกตะกอนทั้งสามประเภทนั้นถูกห่อจากด้านในออกหรือเชื่อมต่อจากปลายถึงปลายในทิศทางเดียว โดยรูปแบบการดำรงอยู่ของระยะตกตะกอนขนาดใหญ่ ลำดับของการตกตะกอนสามารถอนุมานคร่าวๆ ได้: ซัลไฟด์จะตกตะกอนก่อน ตามด้วยเฟส C ที่อุดมด้วยวาเนเดียม (V, Mo, Cr, Fe) และเฟส C ที่อุดมด้วย Mo-Cr ( ในที่สุดเฟส V, Mo, Cr , Fe)C ก็ตกตะกอน
(3) คุณลักษณะขององค์ประกอบและลำดับการตกตะกอนของระยะที่ตกตะกอนในระหว่างกระบวนการแข็งตัวที่คำนวณโดย Thermo-calc โดยพื้นฐานแล้วจะสอดคล้องกับผลการทดสอบ ในขณะที่กระบวนการแข็งตัวดำเนินไป เฟส FCC-A1# ที่มีวาเนเดียมอุดมจะตกตะกอนก่อน และเฟส M7C3 ที่มี Cr-Fe มาก และเฟส M6C ที่มี Mo-Fe มากจะตกตะกอนในที่สุดเมื่อสิ้นสุดการแข็งตัว ตามคุณลักษณะขององค์ประกอบ เฟส C ที่มี Mo-Cr-rich (V, Mo, Cr, Fe) ที่มีอยู่ในแท่งเหล็กอาจเป็นเฟสที่ละลายร่วมกันหรือเฟสผสมของเฟส M6C และเฟส M7C3
