典型热作模具钢性能比较

随着模具工业的发展，热作模具钢的工作条件也变得越来越恶劣，如需要承受各种应力及金属溶液对模具工作表面的作用，在工作中反复受到炽热金属和冷却介质（水、油、空气）的冷热循环交替作用。因此要求模具材料具有高的强度、高温硬度、冲击韧度、淬透性和好的热稳定性等。

H21（3Cr2W8V）钢广泛用于黑色和有色金属热挤压模具和铜、铝合金的压铸模具，由于其热稳定性高，使用温度达650℃，是我国传统的热作模具钢。我国在20世纪80年代引进了国外通用的铬系热作模具钢，如H11、H12、H13等，其中H13是我国“八五”期间重点推广的钢种。但这三种钢综合性能如何还很少见相关报道。为此，上海大学材料科学与工程学院的研究人员重点研究了铬系热作模具钢H11、H13和钨系H21热作模具钢以及德国牌号1.2367钢，同时与DM专利钢作了对比，比较了这五种钢的冲击韧度、热稳定性和高温抗压等性能，从而为模具材料的使用和选择提供一定参考。

                   表1 试验钢的化学成分（质量分数）                     %

试验材料H11、H13、H21、1.2367以及专利DM钢均为浙江正达模具公司提供，经过熔炼、电渣重熔以及锻造等相同的冶炼和锻造工艺，制成φ20mm圆棒和60mm×60mm方棒。在方棒上取横向冲击试样；在圆棒上取硬度试样、热稳定性试样以及高温抗压试样。试验钢的化学成分如表1。

利用热模拟试验机、箱式电阻炉、冲击试验机等设备分别对H11、H13、H21、1.2367以及专利DM钢等五种典型热作模具钢进行高温压缩试验、冲击试验和热稳定试验，对比研究了不同钢的性能特点。结果表明：DM专利钢、1.2367钢淬回火后组织细小均匀，为马氏体基体上弥散分布小颗粒状碳化物；DM、H21钢的热稳定性较H11、H13、1.2367钢的好，1.2367钢的回火抗力优于H11、H13钢；1.2367、DM钢在具有高硬度的同时，也具有良好的冲击韧度，与传统的高热强性热作模具钢相比，两者具有良好的高温抗压性能