由于環(huán)保和節(jié)能的需要，汽車輕量化是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要措施之一，現(xiàn)已成為世界汽車發(fā)展的潮流。隨著汽車輕量化的發(fā)展，超高強(qiáng)度鋼逐漸發(fā)展應(yīng)用起來。傳統(tǒng)的冷沖壓工藝已經(jīng)不能滿足超高強(qiáng)度鋼的生產(chǎn)要求，熱沖壓成形技術(shù)的發(fā)展成功解決了冷沖壓容易產(chǎn)生破裂、起皺、反彈、尺寸精度不高的缺陷，近年來熱沖壓模具鋼的使用量急劇增長(zhǎng)。熱沖壓模具的使用情況較一般熱作模具要復(fù)雜，熱沖壓模具要有較高的熱導(dǎo)率、高硬度、良好的韌性以及熱穩(wěn)定性等。本課題對(duì)自主研發(fā)的熱沖壓模具鋼HSM進(jìn)行力學(xué)性能分析，對(duì)熱沖壓模具關(guān)鍵參數(shù)熱導(dǎo)率、沖擊性能、高溫穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)試，與國內(nèi)優(yōu)質(zhì)H13鋼進(jìn)行了對(duì)比分析。

采用合理的冶金工藝制備HSM試驗(yàn)鋼，將配比好的合金配料放入ZG-0.01型真空感應(yīng)電爐中熔煉，澆鑄鋼錠。電渣重熔后，經(jīng)多向鍛造以及球化退火，得到HSM鋼的成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）為：C0.47，Si0.15，Mn0.19，Cr0.17，Mo2.99，V0.05，F(xiàn)e95.93。將HSM鋼在電阻爐中進(jìn)行1040℃淬火及兩次600℃×2h回火，回火后硬度為50.7HRC。

對(duì)尺寸規(guī)格為40mm×40mm×250mm的HSM鋼進(jìn)行真空淬火熱處理，淬火工藝為：在500℃預(yù)熱15min后，加熱到850℃再預(yù)熱15min，之后加熱到1040℃保溫30min油冷至室溫，再經(jīng)兩次600℃×2h回火后，切取金相試樣和硬度試樣，尺寸為10mm×10mm×10mm，采用MM大視野金相顯微鏡對(duì)組織進(jìn)行顯微組織觀察，采用GeminiSEM500型場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡進(jìn)行顯微組織觀察。用激光閃射法導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量?jī)xLFA427測(cè)得試驗(yàn)鋼的熱導(dǎo)率；用ZBC200-EC擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)測(cè)得回火試樣室溫沖擊性能。切取尺寸為15mm×15mm×10mm的試樣進(jìn)行熱穩(wěn)定性試驗(yàn)，將試樣放入箱式爐中，在600℃分別保溫2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22和24h后，用HRS-150D型數(shù)顯洛氏硬度計(jì)測(cè)定硬度值的變化情況。結(jié)果顯示：

（1）HSM鋼退火態(tài)組織均勻，沒有明顯成分偏析，硬度為206HV0.05，符合機(jī)加工要求，淬回火組織中有細(xì)小的碳化物析出，主要是Mo的特殊碳化物。

（2）HSM鋼具有較高的熱導(dǎo)率，300℃時(shí)較H13鋼熱導(dǎo)率高48.6%；沖擊斷裂性質(zhì)為韌性斷裂，沖擊吸收能量為198J。

（3）HSM鋼的熱穩(wěn)定性優(yōu)于H13鋼，600℃保溫24h后，HSM鋼的硬度降低約21.3%，H13鋼的硬度降低26.4%。