热锻模具钢的力学性能选择需围绕高温强度与硬度、韧性、热疲劳抗力、淬透性、导热性及工艺性能六大核心指标展开，结合具体工况实现性能平衡，以下是具体分析：

一、高温强度与硬度：抗软化的核心指标

需求背景：热锻时模具型腔表面温度可达500-800℃，甚至超1000℃（如压铸黑色金属），需保证高温下不发生塑性变形（塌模）。

选择标准：

高温抗拉强度：700℃下应≥500MPa（如4Cr3Mo2NiVNbB钢可达700MPa，远超传统3Cr2W8V钢）。

硬度保持：工作温度下硬度应≥HRC45（如8433模具钢在800℃下仍保持HRC50-54）。

典型材料：

8433钢：抗高温软化性能是H13的2-3倍，适用于深腔零件热锻。

3Cr2W8V钢：高钨含量赋予优异红硬性，但韧性较差，需权衡使用。

二、韧性：避免脆断的关键

需求背景：热锻模具承受冲击载荷（如锤锻）和交变应力，需防止裂纹扩展导致脆断。

选择标准：

冲击韧性（aK值）：应≥30J/cm²（如JDH3钢在20℃时冲击功达52J）。

断裂韧度（KⅠC）：高值可延缓裂纹扩展（如LG模具钢韧性达DC53的8-9倍）。

典型材料：

LG钢：韧性优异，适合频繁水冷或复杂形状工况。

JDH3钢：韧性高于H13钢，冲击性能优于3Cr2W8V钢。

三、热疲劳抗力：抵抗裂纹的核心能力

需求背景：模具反复受热（接触炽热金属）和冷却（喷水或油），易产生热应力裂纹。

选择标准：

热疲劳寿命：通过循环加热-冷却试验评估（如JDH3钢热疲劳性能优于5CrNiMo）。

导热性：高导热系数可快速散热，降低型腔温升（如W360钢导热系数高，允许直接水冷）。

典型材料：

W360钢：不含钨但钼含量高，导热性好且韧性足。

JDH3钢：热疲劳性能显著优于传统材料，适用于精密齿轮锻造。

四、淬透性：保证性能均匀性的基础

需求背景：锻模截面大（如300×300×400mm），需确保心部与表面性能一致。

选择标准：

临界淬透直径：应≥模具最大截面尺寸的1/2（如无螺母木钢油中可淬透大截面断模）。

合金元素：Cr、Ni、Mn等可提高淬透性（如JDH3钢含Cr 2.80-3.30%）。

典型材料：

无螺母木钢：淬透性优异，适合大型锻模。

4Cr5MoSiV1钢：中耐热高韧性钢，淬透性满足一般需求。

五、导热性：控制温升的关键

需求背景：高温下模具积热会导致力学性能下降，需快速散热。

选择标准：

导热系数（λ）：应≥30W/(m·K)（如W360钢导热系数优于含钨钢）。

冷却方式：高导热性支持直接水冷（如GR钢虽耐热但韧性低，需外套防裂）。

典型材料：

W360钢：导热性好且韧性足，适合高频次水冷工况。

GR钢：含钨耐热，但需配合外套避免开裂。

六、工艺性能：加工与热处理的适应性

需求背景：模具需经锻造、切削、热处理等工序，材料需具备良好的加工性能。

选择标准：

锻造流动性：避免加热裂纹（如低合金钢5CrNiMo锻造性能优异）。

热处理畸变：低畸变材料可减少后续加工量（如2Cr3Mo2NiVSi钢采用析出硬化工艺）。

典型材料：

5CrNiMo钢：焊接性能好，适合堆焊修复。

2Cr3Mo2NiVSi钢：机械加工前热处理，避免畸变。