热锻模具钢作为制造高温、高压环境下模具的关键材料，其性能特点直接决定了模具的使用寿命、加工精度和生产效率。以下是热锻模具钢的核心性能特点及具体说明：

1. 高硬度与耐磨性

硬度表现：热锻模具钢经淬火回火处理后，硬度通常可达HRC 45-55，部分高性能材料甚至超过HRC 60。高硬度使模具在承受高温金属冲压时不易变形，保持形状精度。

耐磨性机制：材料中含有的碳化物（如铬、钼、钒的碳化物）形成硬质颗粒，均匀分布在基体中，有效抵抗金属流动产生的磨损。例如，H13钢中的Cr7C3和Mo2C碳化物可显著提升耐磨性。

应用场景：在汽车连杆、齿轮等高负荷锻造中，高耐磨性可减少模具修模频率，延长使用寿命至数万次甚至更高。

2. 优异的耐热疲劳性

热疲劳机制：模具在反复加热（锻造温度可达1000-1200℃）和冷却（冷却介质如石墨乳、油）过程中，表面产生交变热应力，易导致龟裂。热锻模具钢通过优化合金成分（如增加钼、钒含量）和热处理工艺，形成细小、均匀的碳化物分布，抑制裂纹扩展。

抗热疲劳表现：例如，3Cr2W8V钢在600℃下经10000次热循环后仍无裂纹，而普通钢在5000次循环后即出现明显裂纹。

应用场景：航空发动机涡轮盘锻造模具需承受极端热循环，耐热疲劳性是关键性能指标。

3. 良好的抗热冲击性

热冲击抵抗：模具从高温锻造状态快速冷却时，表面与内部产生温度梯度，导致热应力。热锻模具钢通过低热膨胀系数和高导热性（如添加钨、钼元素）缓解热应力集中。

实例验证：H13钢在急冷（从850℃水淬）时，热应力仅为普通钢的1/3，显著降低开裂风险。

应用场景：高铁车轮锻造模具需频繁接触高温金属和冷却介质，抗热冲击性确保模具不开裂。

4. 高强度与韧性

强度表现：热锻模具钢的屈服强度可达1200-1500MPa，抗拉强度超过1800MPa，远高于普通结构钢。高强度使模具在高压锻造（如压力达2000吨以上）时不变形。

韧性优化：通过控制碳含量（通常0.3%-0.5%）和添加镍、锰等元素，材料在保持高强度的同时具备良好韧性。例如，4Cr5MoSiV1钢的冲击韧性可达20-30J/cm²，防止脆性断裂。

应用场景：船舶曲轴锻造模具需承受巨大冲击载荷，高强度与韧性结合可避免模具崩块。

5. 良好的淬透性与热处理稳定性

淬透性：模具钢需在淬火时形成均匀的马氏体组织。热锻模具钢通过添加铬、钼等元素，使淬透直径达100mm以上，确保大截面模具心部硬度与表面一致。

热处理稳定性：经多次回火（通常550-650℃）后，尺寸变化率小于0.05%，保证模具精度。例如，H13钢经5次回火后硬度波动仅±1HRC。

应用场景：复杂形状模具（如航空发动机叶片模具）需通过精确热处理控制变形，热处理稳定性是关键。

6. 抗回火软化能力

回火软化抵抗：模具在高温服役时，硬度可能因回火效应下降。热锻模具钢通过添加钨、钒等元素形成稳定碳化物，在600℃下工作100小时后硬度下降不超过10%。

实例对比：普通钢在500℃下工作50小时后硬度下降30%，而H13钢仅下降5%。

应用场景：电力设备涡轮盘锻造模具需长期在高温下工作，抗回火软化能力确保模具性能稳定。

7. 良好的加工性能与可焊性

加工性能：热锻模具钢需通过锻造、切削等工艺成型。材料通过优化化学成分（如降低硫、磷含量）和热处理工艺，实现良好的切削加工性（如切削力降低20%-30%）和锻造流动性。

可焊性：模具修复时需焊接，热锻模具钢通过控制碳当量（CE<0.6%）和添加镍元素，降低焊接裂纹倾向。例如，H13钢可采用TIG焊或激光焊修复，焊缝强度达母材90%以上。

应用场景：大型模具（如船舶艏柱模具）局部损坏时，良好可焊性可降低更换成本。