热锻模具钢材的硬度和耐磨性通过控制磨损速率与开裂风险两大核心失效形式，协同影响模具寿命，二者需与韧性、红硬性合理匹配，才能最大化延长模具使用寿命。具体分析如下：

硬度与耐磨性的协同作用机制

硬度是耐磨性的基础：

模具的硬度决定了其抵抗工件摩擦、挤压的能力。适宜的硬度（如HRC40-50）能有效减少模具表面的划痕、凹陷等磨损，延缓尺寸失效。例如，热锻模具在800-1050℃高温下工作时，若钢材高温硬度不足，耐磨性会迅速下降，导致模具加速磨损。

耐磨性是硬度的延伸价值：

耐磨性强的钢材能抵抗工件的反复摩擦和黏附，降低磨损速率，延长模具达到“磨损极限”的时间。高耐磨性还能减少模具打磨、补焊等维护次数，避免维护过程中对模具结构的损伤，间接延长总使用寿命。

硬度与耐磨性的协同失效风险

硬度过高导致韧性不足：

当硬度超过HRC50时，钢材的韧性会显著降低，无法承受热锻时的温度波动和冲击负荷，易出现热疲劳开裂。例如，3Cr2W8V模具钢在硬度超过HRC50时，开裂风险显著增加；H13模具钢在硬度提高至HRC52-55时，虽然耐磨性有所提升，但韧性下降，开裂可能性增大。

耐磨性不足导致局部过度磨损：

耐磨性差的钢材易出现局部过度磨损，导致锻件不合格，模具需提前维修或更换。例如，在热锻高强度钢时，若模具耐磨性不足，模具表面会快速磨损，影响锻件质量。

硬度、耐磨性与韧性、红硬性的匹配原则

与韧性匹配：

脱离韧性的高硬度和高耐磨性会导致模具易开裂。例如，大型热锻模具因受力大，开裂风险高，对韧性的要求高于耐磨性，因此硬度一般控制在HRC40-46，以防止开裂。

与红硬性匹配：

缺乏红硬性的模具在高温下硬度和耐磨性会失效，寿命骤降。例如，热锻模具在高温下工作时，若钢材的红硬性不足，硬度会快速下降，导致耐磨性失效，模具加速磨损。

实际应用中的协同优化策略

根据工况选择硬度范围：

冷作模具：硬度要求较高，一般选择HRC60左右，以抵抗室温下的剧烈摩擦。

热作模具：硬度要求适中，一般选择HRC40-50，以平衡耐磨性和韧性。例如，H13模具钢因其良好的韧性和耐高温性能，广泛应用于碳钢、合金钢的热锻模具。

大型热锻模具：硬度一般控制在HRC40-46，以防止开裂。

通过合金元素优化耐磨性：

耐磨性不仅取决于硬度，还与碳化物的种类、数量、形态、大小及分布有关。例如，可瑞得CHD-3模具钢通过优化合金元素，耐磨性优于H13，高温硬度保持性好，适合高强度钢、不锈钢的热锻模具。

采用表面强化处理提升耐磨性：

模具表面可进行氮化、渗碳等热处理，进一步提升耐磨性和抗粘模性。例如，模具表面氮化处理后，表面硬度可显著提高，耐磨性增强。

采用镶块结构平衡成本与寿命：

模具的关键部位（如模芯）可采用高端材质（如可瑞得CHD系列），其余部位用普通H13，以平衡成本与寿命。例如，在复杂形状、易粘模的锻件模具中，采用镶块结构可显著提高模具的耐用性。