热作模具钢在工作中除承受很大的冲击载荷外，还受到很大的压应力或拉应力和弯曲应力的复合作用以及高温条件下的金属流动产生的强烈摩擦力，模膛表面的温度经常瞬时达到600℃左右，因此要求热作模具钢在高温条件下仍能保持高强度、高硬度和高韧性。另外，热作模具钢一般尺寸较大，要求热作模具钢还要具有高的淬透性和导热性。

热作模具钢种类繁多，每个国家都有数十个牌号，多数是适应本国资源情况和使用习惯的钢种，但其中有些则是各国共有的钢种，这些钢种尽管在各国的命名（牌号）不同，但它们具有类似的化学成分和性能，更重要的是它们生产工艺成熟、产量大、使用性能优良、可靠、稳定。我国的5CrNiMo钢与俄罗斯的5XHM钢、美国的6F2、6F3和L6钢、日本的SKT4钢、德国的55NiCrMoV7和55NiCrMoV6钢和法国的55NCDV7钢在化学成分和性能上十分相似，可以说是多国通用的钢种。其他多国通用的钢种还有：5CrMnMo(5XTM、SKT5、40CrMnMo7)、3Cr3W8V(XBΦ、H21、SKD5、X30WCrV93、Z30WCV)、4Cr5W2VSi(4X5B2ΦC)、4Cr5MoVSi(4X5MΦ、H11、SKD6、X36CrMoV51、Z38CDV5)和4Cr5MoV1Si(4X5MΦ1C、H13、SKD61、X43CrMoV51)等。

近年来我国还研制了2Cr3Mo3VNb、4Cr3Mo2MnVB(ER8)、4Cr3Mo3SiV、4Cr3Mo3W4VtiNb(GR)、45Cr2NiMoVSi(45Cr2)、4Cr14Ni14W2Mo、5Cr2NiMoVSi(5Cr2)、5Cr3Mo3W2V(HM1)、5Cr3Mo3VNb(HM3)、Cr4W5Mo2V(RM2)、0Cr4Mo3SiMnVA1(012Al)、Cr4Mo3Si2WV(CG20)和SRM-1等热作模具钢。

锻件生产过程中的切边、冲孔和精压等辅助工序所使用的8Cr3、9CrV、Cr12MoV、Cr12Mo、T10A、T9A模具钢都属于冷作模具钢。高温锻件切边模也有用较优质热作模具钢，如SRM-1、H13或W6Mo5Cr4V2高速钢等。

热作模具钢通常包括热模锻、热挤压（含热冲挤）、热冲裁（含热切边和热校正）和压铸模具钢。根据地锻压工作者的习惯，现按照锻压设备、工艺和工序特点以及模具钢的合金化机理分别对锻件生产的常用字热作模具钢（不含压铸模具钢）及其特性叙述如下。

热模锻（预锻和终锻）模具钢是模锻件生产中最为重要和用量最大的钢种，也是模锻件生产厂家最为关注的模具钢。目前常用热作模具钢大致可以划分为两个层次：以5CrNiMo和5CrMnMo为代表的传统（普通）热作模具钢和以4Cr5MoV1Si（H13）、4Cr5W2VSi及3Cr3Mo3VNb为代表的优质模具钢。

现以最具有代表性的、不同档次的典型热模锻模具钢5CrNiMo、4Cr5W2VSi和3Cr3Mo3VNb为例，对它们的力学性能和物理性能（常数）及其与使用效果之间的关系作一探讨。

为了解模具钢的性能与使用特性（或寿命）之间的关系，北京航空材料研究院研究了典型热作模具钢5CrNiMo、4Cr5W2VSi和3Cr3Mo3VNb的力学性能与温度、硬度与温度以及抗回火稳定性和冷热疲劳性能关系。三种钢试样的热处理工艺如下：

（1）5CrNiMo钢：盐浴炉865℃保温15min，油淬；电炉回火500℃保温1.5h空冷；冲击和热稳定试样380℃～400℃回火；硬度46.0HRC～46.5HRC。

（2）4Cr5W2VSi钢：盐浴炉1070℃保温10min，油淬；电炉回火590℃保温1.5h，空冷+580℃保温1.5h，空冷；硬度52.0HRC～52.2HRC。

（3）3Cr3Mo3VNb钢：盐浴炉1060℃保温10min，油淬；电炉回火610℃保温1.5h，油冷+580℃保温1.5h，油冷；硬度46.2HRC～47.0HRC。

 

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