热作模具钢主要用于制作热锻模、热挤压模、压铸模等。这些模具在工作时除了承受高温高载荷外，还要承受激冷激热。因此，热作模具钢在较高的工作温度下应具有良好的强度、硬度、耐磨性、抗冷热疲劳性、抗氧化性和抗特殊介质的腐蚀性能。当模具钢成分及制备工艺确定时，热处理工艺对组织具有较大的影响。模具钢的磨损抗力主要取决于热处理工艺及其组织。本实验用钢是一种高性能低成本热作模具钢，该模具钢主要通过固溶强化、沉淀强化来提高模具钢的性能。通过热处理工艺，可以改变模具钢偏析、均匀合金成分，调整强化相的形态、尺寸、分布及其体积分数，从而改善其性能。由此可见，研究该新型模具钢的热处理工艺，对提高该合金力学性能，发挥合金潜力，延长使用寿命、节约成本具有重要意义。

新型热作模具钢成分如表1所示。合金经200kg真空感应炉熔炼，浇注成Φ180mm的圆柱棒。合金经成分检测合格后，进行锻造处理，锻压比为5～6。试验用钢锻造后在850℃进行退火处理并随炉冷却。

表1  新型模具钢化学成分（质量分数，%）

对本实验所用淬火温度分别为1000、1050、1100和1150℃，保温后油淬。测试其硬度及磨损性能，选择合适的淬火温度。在淬火试验所得实验数据的基础上，选定520、540、560、580、600、620和640℃7个回火温度对试样进行两次回火，每次回火2h，然后空冷。采用型号为TK-C1380光学显微镜和KYKY2800B扫描电子显微镜观察试样组织。物相分析使用日本理光D/max2500型X射线衍射仪。洛氏硬度采用HR-150A型硬度计。磨损试验在M-2000型磨损机上进行。

结果表明：低于1100℃淬火，存在带状组织及偏析，硬度和磨损性能较低。1100℃淬火时，组织比较均匀，有较好的硬度和耐磨性。淬火温度升高到1150℃时，形成粗大的马氏体组织，硬度降低，磨损量增加。该热作模具钢经1100℃淬火后，在回火过程中，逐渐析出碳化物，析出的碳化物类型由渗碳体逐渐向合金碳化物转变，硬度和磨损抗力增加。当回火温度进一步升高时，合金碳化物尺寸逐渐增大，晶粒粗化，这些原因都导致该热作模具钢硬度下降，磨损量升高。该热作模具钢较佳的热处理工艺为：1100℃/油淬＋2次560℃×2h回火。