热作模具钢钢种的发展

    传统上热作模具用钢主要是5CrMnMo、5CrNiMo和3Cr2W8V这3个钢种。其中，5CrMnMo和5CrNiMnMo主要用于中小锻模，对于更大截面或更高温度的热锻模，这两种钢的淬透性和淬硬性都达不到要求，热稳定性也差。基于传统热锻模具钢在性能上存在不足，按照合金化成分设计原理，有关人员在5CrNiMo钢的基础上研制开发出一些新型的钢种。新钢种与传统钢种相比较，淬透性和热稳定性明显得到提高。

    由于铸造模具与普通机械加工制造的模具相比具有多方面的优越性，国外非常重视其发展。为了提高铸造热锻模具钢的性能，目前研究主要集中在两个方面：，优化模具钢合金元素成分；第二，对现行的铸造热锻模具钢进行变质处理。

    3Cr2W8V钢广泛用于黑色、有色金属热挤压模具和Cu、Al合金的压铸模具，这种钢的热稳定性好，使用温度达650摄氏度，但钨系热作模具钢的导热性能差，导致其冷热疲劳性能差，模具使用寿命不长。当前实际生产对热挤压和压铸模具用钢性能的要求越来越高。为了适应这种变化，提高热作模具钢的性能，国外的研究工作者经过多次研究试制后，相继研发了一些综合性能较好的热作模具钢。

    从当前的研究状况来看，国外的研究者主要是基于H13、3Cr3Mo3V这两种在国外应用较广的钢种从优化模具钢的成分、改进模具钢的生产工艺流程两个方面发展新的钢种，提高热挤压和压铸模具钢的性能，形成了一批性能优良的新钢种。

    为了提高H13热作模具钢的性能，世界各国通过调整优化合金成分研发了许多新型钢种。当前H13钢成分优化有两种趋势：一是低Si高Mo的合金化途径；二是加入Nb微合金化的方法，Nb的适量加入(0.07%)可以起到细化晶粒、提高热稳定性和热疲劳性能的作用。

    近年来，在3Cr3Mo3V钢的基础上国外研制了一些强韧性和热稳定性都比较好的热作模具钢，较有代表性的有瑞典的QR090M、日本的QDH、德国的GS999等，这些钢都具有较好的高温性能和冷热疲劳性能。

    新技术和新工艺的发展对模具提出了更严格的要求，一些普通热作模具钢已不能满足其要求，必须采用特殊性能钢种制作热作模具，才能使模具达到其技术要求并延长其使用寿命。这类特殊性能热作模具钢主要有基体钢、析出硬化钢、奥氏体型热作模具钢等。