熱作模具鋼主要被用于壓鑄模、鍛模、擠壓模等專用模具的制造，在服役過程中，往往承受著循環(huán)往復(fù)的沖擊載荷，為減少整體開裂風(fēng)險，要有較高的沖擊性能；在高溫摩擦條件下為保持尺度精度，必須具備較高的硬度。傳統(tǒng)熱作模具鋼一般選用Cr-Mo-V系馬氏體型合金鋼，這類模具鋼因優(yōu)良的力學(xué)性能配比而倍受青睞。但Cr-Mo-V系熱作模具鋼也有其自身的性能短板：熱導(dǎo)率不高，這將極大地限制產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。鑒于此，上海大學(xué)模具鋼課題組以進(jìn)口高熱導(dǎo)率熱作模具鋼HTCS-130的合金化思路為基礎(chǔ)，合理優(yōu)化成分配比，設(shè)計了兩種新型鋼種HDCM和HDLM用以預(yù)研。對這兩種新型高熱導(dǎo)率熱作模具鋼進(jìn)行組織和二次硬化性能的研究，以便對此一系列新鋼種的性能有一定的了解。

兩種試驗鋼的制備采用如下步驟：熔煉-電渣重熔-多向鍛造-退火。將配比好的合金爐料放置于中頻感應(yīng)爐熔煉，澆鑄鋼錠。多向鍛造時將鋼錠加熱至1200～1250℃，終鍛溫度900～1000℃，鍛造成尺寸規(guī)格為60mm×60mm×1500mm的長方體鋼錠，而后在820～870℃溫度下進(jìn)行退火處理，保溫10h，爐冷至室溫。鋼材的實際化學(xué)成分如表1所示。

表1HDCM和HDLM鋼的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）

鋼號CMnSiCrWMoV

HDCM0.340.110.040.151.724.80.02

HDLM0.480.130.050.141.743.30.87

對尺寸規(guī)格為60mm×60mm×250mm的HDCM鋼和HDLM鋼進(jìn)行真空淬火熱處理，淬火熱處理在真空油淬爐中進(jìn)行，淬火工藝為：分別在650、850℃各預(yù)熱40min，然后加熱到1080℃保溫1h，油冷到室溫。分別從這兩種鋼的淬火態(tài)鋼錠中切取硬度試樣和沖擊試樣。對切取的硬度試樣和沖擊試樣進(jìn)行不同溫度回火試驗，研究回火溫度對組織、硬度和沖擊性能的影響，回火制度采用2次2h。

結(jié)果表明：兩種試樣鋼的馬氏體相變臨界冷速分別為8℃/s和9℃/s，1080℃真空油淬后兩種鋼的組織為板條上貝氏體。經(jīng)回火后，二者均具有非常明顯的二次硬化效應(yīng)，硬化峰值均出現(xiàn)在580℃，在此狀態(tài)下合金碳化物的早期彌散析出極大地提升了兩者的硬度。沖擊性能試驗結(jié)果表明：兩種試驗鋼的韌性變化趨勢存在明顯差異，HDLM鋼的沖擊性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于HDCM鋼，這主要是由于VC沿晶界偏聚粗化使HDLM鋼的內(nèi)應(yīng)力集中。