h13钢是c-cr-mo-si-v型钢，在世界上的应用极其普遍,同时各国许多学者对它进行了广泛的研究，并在探究化学成分的改进。钢的应用广泛和具有优良的特性，主要由钢的化学成分决定的。当然钢中杂质元素必须降低，有资料表明，当rm在1550mpa时，材料含硫量由0.005%降到0.003%，会使冲击韧度提高约13j。nadca 207-2003标准就规定：优级(premium)h13钢含硫量小于0.005%，而超级(superior)的应小于0.003%s和0.015%p。
含0.5%cr的h13钢应具有高的韧度，故其含c量应保持在形成少量合金c化物的水平上。woodyatt 和krauss指出在870℃的fe-cr-c三元相图上,h13钢的位置在奥氏体a和（a+m3c+m7c3）三相区的交界位置处较好。相应的含c量约0.4%。图上还标出增加c或cr量使m7c3量增多,具有更高耐磨性能的a2和d2钢以作比较。另外重要的是,保持相对较低的含c量是使钢的ms点取于相对较高的温度水平(h13钢的ms一般资料介绍为340℃左右)，使该钢在淬冷至室温时获得以马氏体为主加少量残余a和残留均匀分布的合金c化物组织，并经回火后获得均匀的回火马氏体组织。
钢中增加碳含量将提高钢的强度，对热作模具钢而言，会使高温强度、热态硬度和耐磨损性提高，但会导致其韧度的降低。学者在工具钢产品手册文献中将各类h型钢的性能比较很明显证明了这个观点。通常认为导致钢塑性和韧度降低的含碳量界限为0.4%。为此要求人们在钢合金化设计时遵循下述原则:在保持强度前提下要尽可能降低钢的含碳量,有资料已提出:在钢抗拉强度达1550mpa以上时,含c量在0.3%-0.4%为宜。h13钢的强度rm，有文献介绍为1503.1mpa(46hrc时)和1937.5mpa(51hrc时)。
再则以cr对0.3c-1mn钢回火性能的作用来分析，加入﹤6% cr对提高钢回火抗力是有利的，但未能构成二次硬化；当含cr﹥6%的钢淬火后在550℃回火会出现二次硬化效应。人们对热作钢模具钢一般选5%铬的加入量。
另外还要考虑合金元素的交互作用影响，如当钢中含铬、钼和釩时，cr>3%[14]时，cr能阻止v4c3的生成和推迟mo2c的共格析出，v4c3和mo2c是提高钢材的高温强度和抗回火性的强化相[14]，这种交互作用提高该钢耐热变形性能。

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