熱作模具鋼是指適宜于制作對金屬進(jìn)行熱變形加工的模具用的 合金工具鋼 ，如熱鍛模,、熱擠壓模,、壓鑄模、熱鐓模等,。由于熱作模具長時間處于高溫高壓條件下工作,，因此，要求模具材料具有高的強(qiáng)度,、硬度及熱穩(wěn)定性,，特別是應(yīng)有高熱強(qiáng)性、熱疲勞性,、韌性和耐磨性,。 [1]

性能要求

熱作模具在工作時承受著很大的沖擊力，模腔和高溫金屬接觸,，反復(fù)地加熱和冷卻,，其使用條件極其惡劣,。為了滿足熱作模具的使用要求，熱作模具鋼應(yīng)具備下列基本特性：

(1)較高的高溫強(qiáng)度和良好的韌性,。熱作模具,，尤其是熱鍛模，工作時承受很大的沖擊力,，而且沖擊頻率很高,，如果模具沒有高的強(qiáng)度和良好的韌性，就容易開裂,。

(2)良好的耐磨性能,，由于熱作模具丁作時除受到毛坯變形時產(chǎn)生摩擦磨損之外，還受到高溫氧化腐蝕和氧化鐵屑的研磨,，所以需要熱作模具鋼有較高的硬度和抗黏附性,。

(3)高的熱穩(wěn)定性。熱穩(wěn)定性是指鋼材在高溫下可長時間保持其常溫力學(xué)性能的能力,。熱作模具工作時,，接觸的是熾熱的金屬，甚至是液態(tài)金屬,，所以模具表面溫度很高,，一般為400～700℃。這就要求熱作模具鋼在高溫下不發(fā)生熱化,，具有高的熱穩(wěn)定性,，否則模具就會發(fā)生塑性變形，造成堆塌而失效,。

(4)優(yōu)良的耐熱疲勞性,，熱作模具的工作特點(diǎn)是反復(fù)受熱受冷，模具一時受熱膨脹,，一時又冷卻收縮,，形成很大的熱應(yīng)力，而且這種熱應(yīng)力是方向相反,，交替產(chǎn)生的,。在反復(fù)熱應(yīng)力作用下，模具表面會形成網(wǎng)狀裂紋(龜裂),，這種現(xiàn)象稱為熱疲勞,，模具因熱疲勞而過早地斷裂，是熱作模具失效的主要原因之一,。所以熱作模具鋼必須要有良好的熱疲勞性,。

(5)高淬透性。熱作模具一般尺寸比較大,，熱鍛模尤其是這樣,，為了使整個模具截面的力學(xué)性能均勻,，這就要求熱作模具鋼有高的淬透性能。

(6)良好的導(dǎo)熱性,。為了使模具不致積熱過多，導(dǎo)致力學(xué)性能下降,，要盡可能降低模面溫度,，減小模具內(nèi)部的溫差，這就要求熱作模具鋼要有良好的導(dǎo)熱件能,。

(7)良好的成形加工工藝性能,，以滿足加工成形的需要。 [2]

成分特點(diǎn)

1．含碳量

一般為中碳,，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%～0.6%,。保證材料具有較高的強(qiáng)度和硬度，較高的淬透性以及較好的塑性,、韌性,。

2．合金元素

加入的合金元素有Cr、Mn,、Si,、Ni、W,、Mo,、V等合金元素。其中Cr,、Mn,、Si、Ni合金元素的作用是強(qiáng)化鐵素體和提高淬透性,。W,、Mo合金元素是為了防止回火脆性，Cr,、W,、Si合金元素能提高相變溫度，使模具在交替受熱與冷卻過程中不致發(fā)生相變而發(fā)生較大的容積變化,，從而提高其抗熱疲勞的能力,。另外，W,、Mo,、V等在回火時以碳化物形式析出而產(chǎn)生二次硬化，使熱作模具鋼在較高溫度下仍保持相當(dāng)高的硬度,，這是熱作模具鋼正常工作的重要條件之一,，Cr,、Si能提高鋼的抗氧化性。 [3]

標(biāo)準(zhǔn)鋼號

國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1299-2000《合金工具鋼》列入了12個熱作模具鋼鋼號,。鋼號分三類：

第一類是原有老鋼種,，如、,、,、等；

第二類是國內(nèi)研制的新鋼種,，如,、、,、等,；

第三類是從國外引進(jìn)的通用鋼種，如（H10）,、（H11）,、 [4]（H13）、（W2）等,。另外冷作模具用無磁模具鋼（）,，也常用于制造在700～800℃下使用的熱作模具。 [1]

分類

熱作模具鋼的分類方法很多,，可以根據(jù)合金元素含量及熱處理后的性能分類,，可以按用途分，也可以按合金元素分類,。

(1)按用途可分為熱鍛模用鋼,、熱擠壓模用鋼、壓鑄模用鋼,，熱沖裁模用鋼,。

(2)按耐熱性可分為低耐熱鋼（350～370℃）、中耐熱鋼（550～600℃）,、高耐熱鋼,。

(3)按性能分為高韌性熱作模具鋼、高熱強(qiáng)熱作模具鋼,、高耐磨熱作模具鋼,。

(4)按合金元素分類可分為低合金熱作模具鋼（鎢系、鉻系和鉬系）,、中合金熱作模具鋼和高合金熱作模具鋼（鎢鉬系和鉻鉬系）,；或分為鎢系熱模鋼、鉻系熱模鋼及鉻鎢鉬系熱模鋼。鉻鎢系高合金熱作模具鋼的高溫強(qiáng)度及熱穩(wěn)定性不及鎢鉬系,，而冷熱疲勞抗力及韌性比鎢鉬系高,。