3.2.2  热作模具材料的成分

热作模具钢的成分与合金调质钢相似，C的质量分数一般小于0.5%（个别钢种碳的质量分数可达0.6%～0.7%），常用的合金元素有Cr、Mn、W、Mo、V、Si、Ni及Co等，它们对热作模具钢的组织和性能有很大的影响。含碳量低可保证其具有足够的韧性，合金元素的作用是强化铁素体和增加淬透性。

在上述合金元素中，Si、Ni、Co三种元素仅固溶于基体中，不形成碳化物。Mn既可固溶于基体中，也可固溶于渗碳体中。Cr、W、Mo、V四种元素可以形成碳化物，这些特殊碳化物对热作模具的回火抗力、回火后的硬度和热稳定性有很大的影响。热作模具钢中各种碳化物的硬度见表3-1。

表3-1 热作模具中各种碳化物的硬度

为了防止回火脆性，需增加Mo、W等元素；为了提高高温强度和热疲劳抗力，需增加相当数量的Cr、W和Si。这些元素提高了相变温度，使模面在交替受热与冷却过程中不致发生相变而发生较大的容积变化，从而提高其抗热疲劳的能力。另外，W、Mo、V等在回火时以碳化物的形式析出会产生二次硬化，使热作模具钢在较高温度下仍能保持足够高的硬度。

常用的热作模具材料中，添加Cr、W、Mo、V等合金元素。对特殊要求的热作模具可以采用高合金奥氏体耐热模具钢、高温合金、难熔合金制造。常用热作模具材料的化学成分见表3-2。

表3-2 常用热作模具材料化学成分（质量分数，%）

（续）