飛機(jī)、船舶、坦克和航天飛行器等軍工產(chǎn)品中，60%的零部件都是通過(guò)模具直接加工出來(lái)的。熱作模具鋼是在高溫環(huán)境下，對(duì)金屬進(jìn)行熱加工的模具鋼。隨著航天事業(yè)的發(fā)展，運(yùn)用在高溫環(huán)境中的材料越來(lái)越多，工作熱環(huán)境也越來(lái)越復(fù)雜，因而熱作模具也占有越來(lái)越重要的地位。對(duì)于熱作模具鋼而言，其硬度、韌性和熱穩(wěn)定性是最主要的性能指標(biāo)，這些性能指標(biāo)決定了熱作模具鋼的使用壽命。
以高強(qiáng)鋼板沖壓成型用熱作模具鋼為工況背景，設(shè)計(jì)了新型熱作模具鋼5Cr8MoNi2SiV，通過(guò)模擬的CCT曲線，分析其熱力學(xué)相變規(guī)律，為改善該鋼鑄態(tài)組織的嚴(yán)重偏析，設(shè)計(jì)了普通常規(guī)退火、正火+球化退火和正火+等溫球化退火3種預(yù)處理工藝，分析不同工藝對(duì)該鋼的組織性能的影響，旨在改善其偏析并降低退火態(tài)硬度，改善切削性能，為該鋼的淬（回）火工藝設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備，同時(shí)為新型熱作模具鋼的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持。
試驗(yàn)用5Cr8MoNi2SiV鋼由GW無(wú)芯中頻感應(yīng)爐熔煉，原材料成分：C0.56，Si0.54，Mn0.53，Cr7.65，Mo1.56，V0.25，Ni2.55，S0.02，P0.031，Cu0.813，F(xiàn)e余量。將澆鑄成型的梅花試樣加工成尺寸為Φ20mm×30mm的圓柱試樣，采用RJX-8-3電阻爐進(jìn)行熱處理。利用Jmatpro軟件對(duì)5Cr8MoNi2SiV鋼進(jìn)行CCT曲線計(jì)算模擬。
采用ZEISS200MAT金相顯微鏡觀察試樣的顯微組織；采用FEI QUANTA 200F型掃描電子顯微鏡觀察材料的表面形貌；采用HRD-150電動(dòng)洛氏硬度計(jì)測(cè)定其洛氏硬度值。結(jié)果表明：
（1）5Cr8MoNi2SiV鋼不同奧氏體化溫度下的CCT曲線表明，隨著奧氏體化溫度升高，珠光體和貝氏體轉(zhuǎn)變?cè)杏谠鲩L(zhǎng)，說(shuō)明殘留奧氏體逐漸穩(wěn)定，淬透性較好，可以使用較慢的冷卻速度得到馬氏體組織，避免應(yīng)力過(guò)大而產(chǎn)生龜裂。
（2）通過(guò)對(duì)常規(guī)退火、正火+球化退火和正火+等溫球化退火3種預(yù)處理工藝的微觀組織和硬度值比較，發(fā)現(xiàn)5Cr8MoNi2SiV鋼經(jīng)1090℃×1h正火+880℃×2h+640℃×48h等溫球化退火工藝下，能夠很好地改善碳化物偏析，同時(shí)使硬度大大降低，改善機(jī)加工性能。