模具的力學(xué)性能要求--常規(guī)力學(xué)性能  

    模具材料的性能是由模具材料的成分和熱處理后的組織所決定的。模具鋼的基本組織是由馬氏體基體以及在基體上分布著的碳化物和金屬間化合物等構(gòu)成。  

    模具鋼的性能應(yīng)該滿足某種模具完成額定工作量所具備的性能，但因各類模具使用條件及所完成的額定工作量指標(biāo)均不相同，故對(duì)模具性能要求也不同。又因?yàn)椴煌摰幕瘜W(xué)成分和組織對(duì)各種性能的影響不同，即使同一牌號(hào)的鋼也不可能同時(shí)獲得各種性能的最佳值，一般某些性能的改善會(huì)損失其他的性能。因而，模具工作者常根據(jù)模具工作條件及工作定額要求選用模具鋼及最佳處理工藝，使之達(dá)到主要性能最優(yōu)，而其他性能損失最小的目的。  

    對(duì)各類模具鋼提出的性能要求主要包括：硬度、強(qiáng)度、塑性和韌性等。  
 
    模具的力學(xué)性能要求--硬度  

    硬度表征了鋼對(duì)變形和接觸應(yīng)力的抗力。測(cè)硬度的試樣易于制備，車間、試驗(yàn)室一般都配備有硬度計(jì)，因此，硬度是很容易測(cè)定的一種性能，而且硬度與強(qiáng)度也有一定關(guān)系，可通過(guò)硬度強(qiáng)度換算關(guān)系得到材料硬度值。按硬度范圍劃定的模具類別，如高硬度（52～60HRC），一般用于冷作模具，中等硬度（40～52HRC），一般用于熱作模具。  

    鋼的硬度與成分和組織均有密切關(guān)系，通過(guò)熱處理，可以獲得很寬的硬度變化范圍。如新型模具鋼012Al和CG－2可分別采用低溫回火處理后硬度為60～62HRC，采用高溫回火處理后硬度為50～52HRC，因此可用來(lái)制作硬度要求不同的冷、熱作模具。因而這類模具鋼可稱為冷作、熱作兼用型模具鋼。  

    模具鋼中除馬氏體基體外，還存在更高硬度的其他相，如碳化物、金屬間化合物等。表l為常見碳化物及合金相的硬度值。   


相 硬度HV  
鐵素體 約100  
馬氏體：ω C 0.2% 約530  
馬氏體：ω C 0.4% 約560  
馬氏體：ω C 0.6% 約920  
馬氏體：ω C 0.8% 約980  
滲碳體(Fe 3 C) 850～1100  
氮化物 1000～3000  
金屬間化合物 500  

    模具鋼的硬度主要取決于馬氏體中溶解的碳量（或含氮量），馬氏體中的含碳量取決于奧氏體化溫度和時(shí)間。當(dāng)溫度和時(shí)間增加時(shí)，馬氏體中的含碳量增多馬氏體硬度會(huì)增加，但淬火加熱溫度過(guò)高會(huì)使奧氏體晶粒增大，淬火后殘留奧氏體量增多，又會(huì)導(dǎo)致硬度下降。因此，為選擇最佳淬火溫度，通常要先作出該鋼的淬火溫度—晶粒度—硬度關(guān)系曲線。