经加热的金属在热变形模具中或液态金属在压铸模具中能够加工成所需要形状的工件，制作这种模具的钢称作热作模具钢。这种模具长期在反复急冷急热条件下服役，要求能稳定地保持各种力学性能，特别是热强性、热疲劳性和韧性。一般热作模具钢分为三类：
（1）高韧性热作模具钢 高韧性热作模具钢主要用于承受冲击负荷的锤锻模，能在400℃左右的工作条件下承受急冷急热的恶劣工况。此类模具钢有5CrMnMo、5CrNiMo等。
（2）高热强性模具钢 高热强性模具钢一般用于模具温升高，容易造成模具型腔堆塌、磨损、表面氧化和热疲劳的热挤压模、压形模、压铸模等模具。此类模具钢有3Cr2W8V、GR、Y4、Y10等。
（3）强韧兼备的热作模具钢 强韧兼备的热作模具钢既用于在550~600℃高温下服役的模具，又可用于冷却液反复冷却的压铸模、压形模等模具。此类模具钢有4Cr5MoV1Si（H13）、3Cr3MoNb（HM3）、5Cr4Mo3SiMnVAl（012Al）等。图3-113~图3-115所示为H13钢锻造后形成的粒状珠光体及碳化物，图3-116~图3-120所示为H13钢淬火回火后形成的回火索氏体及碳化物。
图3-121和图3-122所示为耐热钢4Cr14Ni14W2Mo固溶处理+时效后形成的奥氏体及颗粒状碳化物。
图3-113a 100×
图3-113b 100×
图号：3-113 材料：H13钢（美国）
处理工艺：锻造 浸蚀方法：苦味酸盐酸酒精溶液
组织说明：由于锻造及均匀化退火工艺不当，材料存在严重的枝晶偏析，图中蓝色区域为高碳高合金区域，黄色区域为低碳低合金区域。基体组织为细小点状、粒状珠光体。
图3-114a 800×
图3-114b 800×
图号：3-114 材料：H13钢（美国）
处理工艺：锻造 浸蚀方法：苦味酸盐酸酒精溶液
组织说明：图3-114a为低合金区的组织形貌，细小点状、粒状珠光体，分布均匀。图3-114b为偏析区的组织形貌，细小点状、粒状珠光体分布较密集并有块状共晶碳化物存在。
图3-115 800×
图号：3-115 材料：H13钢（美国）
处理工艺：锻造 浸蚀方法：苦味酸盐酸酒精溶液
组织说明：细小点状、粒状珠光体及球状夹杂物。
图3-116a 500×
图3-116b 1000×
图号：3-116 材料：H13钢（美国）
处理工艺：淬火+回火 浸蚀方法：苦味酸硝酸酒精溶液
组织说明：仍保留马氏体位向的回火索氏体+细小颗粒状及微量小块状碳化物。
图3-117a 500×
图3-117b 1000×
图号：3-117 材料：H13钢（美国）
处理工艺：淬火+回火 浸蚀方法：苦味酸硝酸酒精溶液(www.xing528.com)
组织说明：仍保留马氏体位向的回火索氏体+细小颗粒状及少量块状碳化物。
图3-118a 500×
图3-118b 500×
图号：3-118 材料：H13钢（美国）
处理工艺：淬火+回火 浸蚀方法：苦味酸硝酸酒精溶液
组织说明：仍保留马氏体位向的回火索氏体+细小颗粒状状碳化物及块状、球状夹杂物。
图3-119a 500×
图3-119b 1000×
图号：3-119 材料：H13钢（美国）
处理工艺：淬火+回火 浸蚀方法：苦味酸硝酸酒精溶液
组织说明：回火马氏体+颗粒状及块状碳化物+残留奥氏体。由于材料中存在碳化物偏析，因此色泽上存在明显的明暗差异。在碳及合金元素富集区，回火稳定性高，有残留奥氏体，组织不易浸蚀，因此颜色较亮。
图3-120a 500×
图3-120b 1000×
图号：3-120 材料：H13钢（美国）
处理工艺：淬火+回火 浸蚀方法：苦味酸硝酸酒精溶液
组织说明：回火马氏体+颗粒状及块状碳化物+残留奥氏体。
图3-121a 500×
图3-121b 500×
图号：3-121 材料：4Cr14Ni14W2Mo（气门）
处理工艺：固溶处理+时效 浸蚀方法：过饱和苦味酸水溶液
组织说明：基体为奥氏体及颗粒状碳化物，部分碳化物沿晶界呈断续的链状分布，部分奥氏体晶界内有孪晶组织。
图3-122a 500×
图3-122b 500×
图号：3-122 材料：4Cr14Ni14W2Mo（气门）
处理工艺：固溶处理+时效 浸蚀方法：过饱和苦味酸水溶液
组织说明：基体为奥氏体及颗粒状碳化物，部分碳化物沿晶界呈断续的链状分布，部分奥氏体晶界内有孪晶组织。奥氏体晶粒大小严重不均。
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