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模具鋼作為制造模具的關(guān)鍵材料，其使用性能對于模具的壽命和性能至關(guān)重要。以下是對模具鋼主要使用性能的詳細(xì)解析：

強(qiáng)度性能

1.硬度：硬度是衡量模具鋼性能的重要指標(biāo)之一。模具在高應(yīng)力作用下需保持形狀尺寸穩(wěn)定，因此必須具有較高的硬度。冷作模具鋼在室溫條件下通常硬度保持在HRC60左右，而熱作模具鋼則根據(jù)工作條件，一般要求硬度保持在HRC40~55范圍內(nèi)。硬度與變形抗力在一定范圍內(nèi)成正比，但不同成分和組織的鋼種之間，其塑性變形抗力可能存在顯著差異。

2.紅硬性：熱作模具在高溫狀態(tài)下工作時，需保持組織和性能穩(wěn)定，從而維持足夠的硬度，這種性能稱為紅硬性。碳素工具鋼和低合金工具鋼通常能在180250℃的溫度范圍內(nèi)保持紅硬性，而鉻鉬熱作模具鋼則能在550600℃的溫度范圍內(nèi)保持此性能。紅硬性主要取決于鋼的化學(xué)成分和熱處理工藝。

3.抗壓屈服強(qiáng)度和抗壓彎曲強(qiáng)度：模具在使用過程中經(jīng)常受到高強(qiáng)度壓力和彎曲力的作用，因此要求模具材料具有一定的抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度?？箟涸囼?yàn)和抗彎試驗(yàn)的條件往往接近于模具的實(shí)際工作條件，能夠較為準(zhǔn)確地反映模具鋼的強(qiáng)度性能。

韌性

模具在工作過程中承受沖擊載荷，為減少折斷、崩刃等形式的損壞，模具鋼需具備一定的韌性。韌性受鋼的化學(xué)成分、晶粒度、純凈度、碳化物和夾雜物的數(shù)量、形貌、尺寸及分布，以及熱處理制度和金相組織等因素的影響。特別是鋼的純凈度和熱加工變形情況對橫向韌性的影響更為顯著。

抗熱疲勞性能

熱作模具鋼在服役條件下除了承受載荷的周期性變化外，還受到高溫及周期性的急冷急熱作用。因此，評價熱作模具鋼的斷裂抗力需重視其熱機(jī)械疲勞斷裂性能。熱機(jī)械疲勞包括熱疲勞性能、機(jī)械疲勞裂紋擴(kuò)展速率和斷裂韌性三個方面，它們共同決定了模具鋼在熱機(jī)械疲勞條件下的使用壽命。

耐磨性

耐磨性是決定模具使用壽命的關(guān)鍵因素之一。模具在工作中承受較大的壓應(yīng)力和摩擦力，要求模具在強(qiáng)烈摩擦下保持尺寸精度。模具的磨損主要包括機(jī)械磨損、氧化磨損和熔融磨損三種類型。改善模具鋼的耐磨性需保持其高硬度，并合理控制碳化物或其他硬化相的組成、形貌和分布。

其他性能要求

模具鋼還需滿足以下性能要求：

1.退火工藝性：球化退火溫度范圍寬，退火硬度低且波動范圍小，球化率高。

2.可鍛性：具有較低的熱鍛變形抗力，塑性好，鍛造溫度范圍寬，鍛裂冷裂及析出網(wǎng)狀碳化物傾向低。

3.氧化、脫碳敏感性：高溫加熱時抗氧化性能好，脫碳速度慢，對加熱介質(zhì)不敏感，產(chǎn)生麻點(diǎn)傾向小。

4.切削加工性：切削用量大，刀具損耗低，加工表面粗糙度低。

5.淬透性：淬火后能獲得較深的淬硬層，采用緩和的淬火介質(zhì)即可淬硬。

6.可磨削性：砂輪相對損耗小，無燒傷極限磨削用量大，對砂輪質(zhì)量及冷卻條件不敏感，不易發(fā)生磨傷及磨削裂紋。

7.淬硬性：淬火后具有均勻而高的表面硬度。

8.淬火變形開裂傾向：常規(guī)淬火體積變化小，形狀翹曲、畸變輕微，異常變形傾向低；常規(guī)淬火開裂敏感性低，對淬火溫度及工件形狀不敏感。