根据热作模具的工作特点，要求模具钢具备优良的高温强度、高温韧性、高温抗氧化性能和疲劳强度等。因此，作为热作模具钢，最重要的是在保持高温强度与韧性的前提下，还应具有良好的抗氧化性能与疲劳强度。各元素的综合强化作用应占主导地位。
1.碳元素在热作模具钢中的作用
碳在热作模具钢中的含量（质量分数）为0.35%～0.65%，远低于在冷作模具钢中的含量。碳的主要作用有如下两点：
（1）提高钢的韧性和强度 热作模具钢中，碳主要用于同铬、钼、钨、钒、铌等元素形成复合碳化物M6C和M2C、MC，起强化作用。但是，与冷作模具钢相比，热作模具钢中碳化物数量远少于冷作模具钢。热作模具钢对韧性的要求高于冷作模具钢。因此，相应降低了含碳量，但是碳的作用依然未改变。
（2）降低钢的高温性能 随着钢中含碳量的增加，碳降低高温抗氧化性能、高温热稳定性、高温疲劳强度，以及抗热裂纹等性能。因此，高温下使用的热作模具钢中含碳量不宜过高。
2.铬元素在热作模具钢中的作用
铬是热作模具钢中重要的合金元素。铬在钢中的含量（质量分数）为0.50%～5.50%，不同含铬量在钢中的作用分述如下：
（1）提高钢的耐热性能 热作模具的工作温度在500～850℃之间，要求模具钢具有良好的抗氧化性能。随着模具工作温度的升高，钢中含铬量应相应提高。铬在高温下，在模具工作表面形成一层Cr2O3保护膜，保护金属不继续氧化，抑制高温工件的热侵蚀，提高模具的使用寿命。在钢中只有铬元素才能承担此重要作用。
（2）铬的其他作用 铬能提高钢的淬透性、强度、韧性等。在冷作模具钢中已有介绍，这里不再重述。
3.钒元素在热作模具钢中的作用(www.xing528.com)
（1）提高高铬热作模具钢的高温硬度 钒在含Cr=5%（质量分数）的高铬热作模具钢中，能有效地提高钢的热稳定性和高温硬度。钢中含钒量（质量分数）从0.50%增加到1.50%时，650℃时的高温硬度从约130HBW提高到230HBW。主要因为钒在钢中以VC的形式呈弥散状析出，提高了钢的二次硬化效果。
随着含钒钢高温硬度的提高，钢在高温下的耐磨性能明显增加，使模具的使用寿命得到延长。
（2）钒的其他作用 钒在细化晶粒、防止高温晶粒粗化和提高耐回火性等方面所起的作用，与在冷作模具钢中相同，不再重述。
4.钨、钼元素在热作模具钢中的作用
（1）钨在钢中的作用 钨主要以碳化物WC的形式存在于钢中。其作用是使钢在高温时具有高的硬度，增强高温耐磨性能。
钨同钼共同作用，使热作模具钢在高温下，具有高的强度、硬度和耐回火性。
钨在钢中含量过高，会降低热作模具钢的韧性，影响模具的使用寿命。
（2）钼在钢中的作用 热作模具钢中，含钼量（质量分数）为0.20%～3.5%。主要作用是提高钢的高温组织稳定性、增加变形抗力，减少模具变形量，延长模具的使用寿命。
钼与钨一起保持钢的高温强度和韧性。钼的其他作用与在冷作模具钢中相同，不再重述。
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