钢的模具热加工及钢凝固成型表面粗糙度计量显微镜
抗热疲劳性能
抗热疲劳性能是钢在反复加热和冷却过程中对产生表面裂纹
的一种抗力。它首先是模具钢，即热稳定性钢或半热稳定性钢的
主要性能。
模具和压型模的工作表面层每次加热和冷却都要产生体积变
化，在表面层中和在较深各层之间的转变区内都会由体积变化引
起一定的应力。这些应力聚集以后，先形成不可见的微裂纹。
钢的抗热疲劳性能取决于这些微裂纹的扩展速度。在韧性钢和可
锻钢(这类钢都具有高强度)中裂纹扩展较缓慢，而且首先转变
成细小可见、无一定走向的热裂纹，然后扩展成深度和宽度大大
增加的网状裂纹。在脆性模具钢中，裂纹扩展速度较快，它们能
很快形成深的纵向裂纹，较后可能导致模具断裂。
如果金属表层以下在热作用下显著软化，则裂纹的扩展可能
加速。
另外，在成形过程中，金属可能流入模具的裂纹内使裂纹扩
大，致使模具很快断裂。
冷却条件对裂纹也有显著影响。急剧冷却可能会大大增加裂
纹的形成，特别是低韧性钢。采用内部冷却可改进模具的抗热疲
劳性能。
容易引起热裂纹的其他因素有：
(1)模具表面层与成形金属阅的相互作用。这个因素的作用
在热固态金属成形模具中不如在铸模或液态金属压花模中重要。
在铸造或液态金属压花过程中，模型的表面层状态可能发生变化，
因为形成的一些脆性混合物成为新的裂纹源；
(2)钢的热膨胀系数取决于钢的成分。热膨胀系
数愈低，过量碳化物的密集程度愈大，则抗热疲劳性能愈高，
(3)模具形状。捷尔诺夫指出，在模具的凸起部位出现
较大的拉应力，但在平面部分特别是凹下部位应力较小；
(4)模具表面。粗糙表面以及横截面急剧变化的表面，会降
低抗热疲劳性能。
