1、冲裁模具钢结构的强化机理

冲压板料时，由于单位载荷较大（≥200MPa），被冲材料应力状态复杂，分离过程中模具刃口加热温度较高（200℃），因此多数情况下冲压模具的耐用度不能满足板料冲压生产的要求。

为了提高冲模的耐用度，目前已开发出三种新型模具钢。它是通过增加模具钢中的碳化物相数量和改变其类型来最大限度提高冲模的耐用度。但由于碳化物的不均匀性增加，模具钢的力学性能可能恶化。因此，模具钢中必须同时添加某些活性元素。例如钒和钼可以改善元素在组织中的分布，提高模具钢的物理机械性能和使用性能。钼可以部分取代碳化物中的铬原子，而钒可以减少合金渗碳体的总量，从而明显降低模具钢微观体积内的化学成分和碳化物不均匀性。

所形成的碳化物M7C3与相当数量的铬（可达8%～9%）有关，铬往往会降低合金化的效果。为消除这种现象，必须在钢中添加0.4%～0.8%的Ti，可降低α固溶体中的碳含量，提高马氏体转变点温度，促使组织中残余奥氏体量减少（可达7%～10%）。另外，降低碳含量可促使获得韧性较好的基体，并可导致应力源处松弛程度的提高，这对于模具钢的工作过程十分重要。

通过对形成碳化物的活性元素（Mo、V、Ti等）进行合理的合金化，发展出有效的组织强化机制，既能保证模具钢综合性能的提高，又能部分降低钢中碳化物形成的化学成分不均匀性，消除或使铬原子难以由固溶体向碳化物转移。

上述元素的难熔碳化物在淬火温度t quench =1040～1080℃时不溶解，可以保证奥氏体保持较细的晶粒，从而具有较高的抗脆性破坏和抗弯强度。另外，提高r→α转变时最弥散的MC型碳化物的体积份额，可以增加马氏体形核中心的数量，从而也促使马氏体转变温度M start 、M end 的提高和晶粒的细化，使模具刃口金属在使用时不易流动，从而提高模具的耐磨性。

马氏体转变开始温度Mstart和结束温度Mend与模具钢成分和淬火温度

2、冲压模具钢的化学成分

经测定，在含6%～12%Cr的模具钢中，活性元素特别是Ti(可达0.7%)与Mn、Cr、Mo等进行最佳配合，可促使生成更优质的组织相，提高模具钢的强度(σb≥3400MPa～3600MPa)、耐磨性和耐热性(t≥450～500℃)。含0.2%～0.9%钼，可抑制沿马氏体晶界弥散分布的脆性质点析出，明显提高模具钢淬火回火后的冲击韧度。钒和钛能细化晶粒，提高模具钢的耐磨性。钒、钼、硅可保证模具钢各种性能达到满意的配合，当加入钛时，可提高它们对耐磨性的影响。

高铬合金中含有形成碳化物的活性元素，淬火时对过热的敏感性较小，保证了细晶粒的淬火温度区域明显扩大，从而为铬碳化物等元素在奥氏体中的更大溶解创造了条件。