近年来,国家颁布节能减排的政策,为了响应国家号召,减缓资源短缺、环境恶化的情况,汽车轻量化逐渐提上日程。伴随着汽车轻量化的而来的是热冲压工艺的发展,热冲压工艺让汽车保证质量的同时减轻质量成为可能。热冲压工艺作为一项新工艺,对其模具钢的性能提出了新的要求。为了给热冲压工艺提供更符合现场生产需要的热冲压模具钢,本文选择目前市场上常用的先进热作模具钢。通过对这6种模具钢的组织观察、性能测试,选出性能较好的模具钢。本文首先利用热力学计算软件Thermo-Calc计算出6种牌号模具钢在不同温度下产生的物相,然后根据奥氏体、铁素体和马氏体的转变温度曲线和碳化物的溶解度曲线,制定合适的热处理工艺。为了让碳及其他合金元素更好的融入奥氏体,淬火温度设定较高,在1000℃-1090℃之间。根据相图,确定奥氏体摩尔分数最高所对应的温度,在此温度附近淬火效果较好。1.2344、1.2367、EX1、DIEVAR、QRO90、Cr7V等六种热作模具钢γ相摩尔分数达到最大时所对应的温度分别为1120℃、1080℃、1000℃、1050℃、1090℃、1090℃。为了达到完全奥氏体化,奥氏体加热温度要在1000℃以上。在回火工艺中,回火温度根据碳化物的溶解温度和Ac₁温度来设定。M₂₃C₆碳化物的溶解温度范围为850℃以下,M₇C₃碳化物的溶解温度范围为750℃-1090℃,M₆C碳化物的溶解温度范围为610℃以下。首先,M₇C₃碳化物不稳定,为了获得更好的性能,将以得到M₂₃C₆和M₆C碳化物为目的。再者,6种钢的Ac₁温度在820℃左右,回火温度要在Ac₁温度以下。综合以上两点,回火温度设定在600℃左右。给6种试验钢1.2344、1.2367、EX1、DIEVAR、QRO90、Cr7V钢编号,分别为:1^#、2^#、3^#、4^#、5^#、6^#。其中4^#、5^#、6^#钢是非正常失效钢,用于失效分析。研究表明:1^#钢Si、V元素含量最高,硬度最大,韧性相对较差;2^#钢Mo含量最高,晶粒相对细小,韧性介于另外两者之间,Si、V元素含量介于另外两种钢之间,但硬度最低;3^#钢Si、V元素含量最低,但硬度并不是最低的,并且韧性最高。综上所述,3^#钢的综合力学性能较好,可得出各成分较佳的含量范围,即Si、Mo、V含量分别为:0.2%、2%、0.5%左右。4^#钢失效的主要原因是碳化物尺寸较大,分布不均;5^#、6^#钢失效的主要原因是组织为针状马氏体,降低了钢的力学性能。本文还通过deform-3D软件对热冲压过程进行正交试验分析,研究了凸模速度、凸凹模间隙、凹模圆角半径、模具温度对模具磨损的影响,得出四个因素的影响大小为:凹模圆角半径>凸凹模间隙>模具温度>凸模速度。通过比较得出最优方案为:凸模速度0.9 mm/s、凸凹模间隙1 mm、凹模圆角半径3 mm、模具温度200℃。