強(qiáng)度性能

(1)硬度是模具鋼的主要技術(shù)指標(biāo)。在高應(yīng)力的作用下，模具必須具有足夠高的硬度，以保持其形狀和尺寸不變。在室溫下，冷模具鋼的硬度一般保持在HRC60左右，而熱模具鋼的硬度根據(jù)其工作條件一般要求保持在HRC40~55以內(nèi)。對于同一鋼種，在一定硬度范圍內(nèi)，硬度與變形抗力成正比；而硬度相同但成分和組織不同的鋼，其塑性變形抗力可能會有明顯差異。

(2)紅硬度熱作模具在高溫下工作，要求保持其組織和性能穩(wěn)定，以保持足夠高的硬度，這種硬度稱為紅硬度。碳素工具鋼和低合金工具鋼通常能在180~250的溫度范圍內(nèi)保持這種性能，鉻鉬熱作模具鋼通常在550~600的溫度范圍內(nèi)保持這種性能。鋼的紅硬性主要取決于其化學(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**度的壓力和彎曲，因此要求模具材料要有一定的抗壓強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度。在很多情況下，壓縮試驗和彎曲試驗的條件接近模具的實(shí)際工作條件(如實(shí)測的模具鋼壓縮屈服強(qiáng)度與沖頭工作時的變形抗力很吻合)。彎曲試驗的另一個優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)變**值大，可以靈敏地反映不同鋼種之間以及不同熱處理和顯微組織狀態(tài)下變形抗力的差異。

韌性

在工作過程中，模具承受著沖擊載荷，為了減少在使用過程中的折斷、崩刃等形式的損壞，要求模具鋼具有一定的韌性。

模具鋼的化學(xué)成分，晶粒度，純凈度，碳化物和夾雜物等的數(shù)量、形貌、尺寸大小及分布情況，以及模具鋼的熱處理制度和熱處理后得到的金相組織等因素都對鋼的韌性帶來很大的影響。特別是鋼的純凈度和熱加工變形情況對于其橫向韌性的影響更為明顯。鋼的韌性、強(qiáng)度和耐磨性往往是相互矛盾的。因此，要合理地選擇鋼的化學(xué)成分并且采用合理的精煉、熱加工和熱處理工藝，以使模具材料的耐磨性、強(qiáng)度和韌性達(dá)到**的配合。

沖擊韌性系表特征材料在一次沖擊過程中試樣在整個斷裂過程中吸收的總能量。但是很多工具是在不同工作條件下疲勞斷裂的，因此，常規(guī)的沖擊韌性不能**地反映模具鋼的斷裂性能。小能量多次沖擊斷裂功或多次斷裂壽命和疲勞壽命等試驗技術(shù)正在被采用。

抗熱疲勞

熱作模具鋼在服役條件下除了承受載荷的周期性變化之外，還受到高溫及周期性的急冷急熱的作用，因此，評價熱作模具鋼的斷裂抗力應(yīng)重視材料的熱機(jī)械疲勞斷裂性能。熱機(jī)械疲勞是一種綜合性能的指標(biāo)，它包括熱疲勞性能、機(jī)械疲勞裂紋擴(kuò)展速率和斷裂韌性三個方面。

熱疲勞性能反映材料在熱疲勞裂紋萌生之前的工作壽命，抗熱疲勞性能高的材料，萌生熱疲勞裂紋的熱循環(huán)次數(shù)較多；機(jī)械疲勞裂紋擴(kuò)展速率反映材料在熱疲勞裂紋萌生之后，在鍛壓力的作用下裂紋向內(nèi)部擴(kuò)展時，每一應(yīng)力循環(huán)的擴(kuò)展量；斷裂韌性反映材料對已存在的裂紋發(fā)生失穩(wěn)擴(kuò)展的抗力。斷裂韌性高的材料，其中的裂紋如要發(fā)生失穩(wěn)擴(kuò)展，必須在裂紋**具有足夠高的應(yīng)力強(qiáng)度因子，也就是必須有較大的裂紋長度。在應(yīng)力恒定的前提下，在一種模具中已經(jīng)存在一條疲勞裂紋，如果模具材料的斷裂韌性值較高，則裂紋必須擴(kuò)展得更深，才能發(fā)生失穩(wěn)擴(kuò)展。

也就是說，抗熱疲勞性能決定了疲勞裂紋萌生前的那部分壽命；而裂紋擴(kuò)展速率和斷裂韌性，可以決定當(dāng)裂紋萌生后發(fā)生亞臨界擴(kuò)展的那部分壽命。因此，熱作模具如要獲得高的壽命，模具材料應(yīng)具備高的抗熱疲勞性能、低的裂紋擴(kuò)展速率和高的斷裂韌性值。

抗熱疲勞性能的指標(biāo)可以用萌生熱疲勞裂紋的熱循環(huán)數(shù)，也可以用經(jīng)過一定的熱循環(huán)后所出現(xiàn)的疲勞裂紋的條數(shù)及平均的深度或長度來衡量。