高的冶金質(zhì)量才能發(fā)揮鋼的基本特性，模具鋼的內(nèi)部冶金質(zhì)量與他的基本性能具有同等的重要意義，在研究性能的同時(shí)，必須研究冶金質(zhì)量影響因素。一般較常遇到的模具鋼內(nèi)在質(zhì)量問(wèn)題有以下幾個(gè)方面：

1.化學(xué)成分的均勻性

模具鋼通常是含有多種元素的合金鋼，鋼在錠模中從液態(tài)凝固時(shí)，由于選分結(jié)晶的緣故，鋼液中各種元素在凝固的結(jié)構(gòu)中分布不均勻而形成偏析，這種化學(xué)成分的偏析將造成組織和性能的差異，他是影響模具鋼質(zhì)量的重要因素之一。降低鋼的偏析度，可以有效地提高模具鋼的性能。近些年來(lái)，國(guó)內(nèi)外很多冶金廠(chǎng)都在研究生產(chǎn)成分均勻、組織細(xì)化的模具鋼。

2.有害元素的含量

硫和磷在鋼凝固過(guò)程中形成磷化物和硫化物而在晶界沉淀，因而產(chǎn)生晶間脆性，使模具鋼的塑性降低，過(guò)高的S\P含量，會(huì)使鋼錠在軋制時(shí)易產(chǎn)生裂紋，而且會(huì)大大降低鋼的力學(xué)性能。日本的松田幸紀(jì)等研究了S、P含量對(duì)含w（Cr）5%的熱作模具鋼H13的韌性和熱疲勞性能影響結(jié)果表明，如將W（P、S）的含量從0.025￥和0.010%降到w（P）0.005%和w（S）0.001%時(shí)，其熱疲勞裂紋的長(zhǎng)度和數(shù)量將減少一半。日歷金屬公司將SKD61模具鋼種的w（P）含量從0.030%降到0.001%時(shí)，可是鋼在45HRC時(shí)的沖擊韌度由39.2 j/cm2提高到127.5 j/cm2。此外，降低模具鋼中的S、P含量還可以有效地提高模具鋼的等向性。

3.鋼中的非金屬夾雜物

質(zhì)量良好的模具鋼不僅化學(xué)成分要符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并且模具鋼中的非金屬夾雜物的含量要盡可能地少，因?yàn)榉墙饘賷A雜物在模具鋼中所占的體積雖然很小，但對(duì)剛才的性能影響卻很大。減少模具鋼中的非金屬夾雜物是煉鋼的主要任務(wù)之一。通常所指的鋼中的非金屬夾雜物，如FeO、Al2O3、SiO2、FeS、MnS、AlN、VN等，以及在煉鋼和澆注時(shí)帶入的耐火材料，后者成分也主要是Si、Al、Fe、Cr、Ca、Mg等的氧化物。模具鋼中的非金屬夾雜物就其來(lái)源，可以分為內(nèi)在夾雜物和外來(lái)夾雜物，內(nèi)在的夾雜物是在液態(tài)及凝固過(guò)程中形成的化合物。

模具鋼中的非金屬夾雜物在某種意義上可以看成是一定的裂紋，他破壞了金屬的連續(xù)性，引起應(yīng)力集中，在外界應(yīng)力的作用下，裂紋延伸很容易發(fā)展擴(kuò)大而導(dǎo)致性能降低。塑性?shī)A雜物的存在，隨著鍛軋過(guò)程延展變形，致使鋼材產(chǎn)生各向異性。同時(shí)夾雜物拋光過(guò)程中的剝落，提高了模具的表面粗糙度。因此，對(duì)于大型和重要的模具來(lái)說(shuō)，提高模具鋼的純凈度是十分重要的。

4.白點(diǎn)

白點(diǎn)是熱軋鋼坯和大型鍛件中比較常見(jiàn)的缺陷，是鋼的內(nèi)部破裂的一種。白點(diǎn)的存在對(duì)模具鋼的性能有極為不利的影響，這種影響主要表現(xiàn)在使模具鋼的理學(xué)性能降低，熱處理時(shí)使鍛件淬火開(kāi)裂，或使用時(shí)法杖成更為嚴(yán)重的破壞事故，所以，在任何情況下，都不能使用有白點(diǎn)的鍛件，不同的鋼對(duì)白點(diǎn)的敏感程度是不同的，一般認(rèn)為容易發(fā)生白點(diǎn)的鋼有鉻鋼、鉻鉬鋼、錳鋼、錳鉬鋼、鉻鎳鉬鋼、鉻鎢鋼其中含w（C）大于0.30%、w（Cr）大于1%、w（Ni）大于2.5%的馬氏體鉻鎳鋼以及鎳鉬鋼等對(duì)白點(diǎn)敏感性最大。白點(diǎn)的形成原因是鋼中氫的脫落析出聚集，在鋼的縱斷面上形成銀亮白色粗晶狀的圓形或橢圓形的斑點(diǎn)。它往往使短劍和坯材的內(nèi)部產(chǎn)生裂紋。模具鋼5CrNiMo、5CrMnMo等最容易發(fā)生白點(diǎn)，增加碳化物元素Cr、Mo和V后可江都白點(diǎn)敏感性。這類(lèi)模具鋼在生產(chǎn)中一定要注意脫氣和加強(qiáng)大短劍的鍛后緩冷或去氫退火。

5.氧含量

對(duì)模具鋼一般都未規(guī)定鋼中的允許的氣體含量。隨著氧含量的增加，氧化物的顆粒和數(shù)量都隨之增加，鋼的疲勞性能降低，問(wèn)也容易產(chǎn)生。有人曾對(duì)4Cr5MoSiV1鋼進(jìn)行過(guò)實(shí)驗(yàn)，含氧量最好不超過(guò)1.5×10－5，如日本大同特殊鋼公司規(guī)定高純凈度模具鋼氧含量不大于1.0×10－5。因此近年來(lái)，為了提高模具的制造質(zhì)量，國(guó)內(nèi)外模具鋼逐漸在向低氧含量發(fā)展。

6.碳化物的不均勻力度

碳化物是絕大多數(shù)模具鋼的必須組份，除可溶于奧氏體的碳化物外，還會(huì)有部分不能溶于的殘留碳化物。碳化物的尺寸、形態(tài)、分布是鋼的冶煉方法、鋼錠的凝固條件以及熱加工變形條件等有關(guān)。過(guò)共析鋼的碳化物可能在晶界形成網(wǎng)狀碳化物或是在加工變形中碳化物被拉長(zhǎng)而形成帶狀碳化物或者二者兼有，萊氏體模具鋼中存在的一次碳化物和二次碳化物，在熱變形過(guò)程中，網(wǎng)狀的共晶碳化物大多可以破碎，碳化物先沿變形方向延伸，產(chǎn)生帶狀，隨著變形程度的增加，碳化物變得均勻、細(xì)小。碳化物的不均勻性對(duì)淬火變形、開(kāi)裂、模具鋼的力學(xué)性能影響較大。萊氏體鋼的尺寸愈大，碳化物的不均勻度愈嚴(yán)重，在淬火后，理學(xué)呢更差，其中橫向性能下降最多，抗彎強(qiáng)度為縱向的1/2。另外碳化物偏析嚴(yán)重對(duì)重載和帶尖齒的模具的壽命影響極大，比如Cr12MoV鋼制搓絲板，如碳化物的不均度達(dá)到5至6級(jí)，使用壽命很短。

7.偏析

偏析即鋼的充分和組織不均勻性的表現(xiàn)，這是在模具鋼的地被組織的檢驗(yàn)中常存在的一種缺陷。是鋼錠在凝固過(guò)程中形成的，與模具鋼的化學(xué)成分和澆注溫度等有關(guān)。一般分為樹(shù)狀、方形、點(diǎn)狀偏析等。由于樹(shù)狀偏析的存在，鋼在各個(gè)不同的方向的理學(xué)性能表現(xiàn)出明顯的差異。方形偏析是由于鑄錠結(jié)晶時(shí)，在柱狀晶的末端與錠心等軸晶區(qū)之間，聚集了較多的雜質(zhì)和孔隙而形成的。嚴(yán)重的方形偏析，對(duì)模具鋼的質(zhì)量影響是顯著的，特別是切削加工量很大的零件會(huì)心部受力的零件。偏析除了影響模具鋼的力學(xué)性能的共享性外，對(duì)模具的拋光性能也有一定影響。因此，國(guó)外相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定及其嚴(yán)格。 8.疏松 疏松是鋼的不致密性的表現(xiàn)。疏松多數(shù)出現(xiàn)在鋼錠的上部及中部，在這些地方因?yàn)榧�中了較多的雜質(zhì)和氣體造成的。由于疏松缺陷的存在，降低了鋼的強(qiáng)度和韌性，也嚴(yán)重地影響了加工后的表面的粗糙度，在一般的模具鋼中的影響不是特別大，但如冷軋輥、大型的模塊、沖頭和塑料成型模具零件等都有較嚴(yán)格的要求。如深型腔的鍛模和沖頭要求疏松不超過(guò)1級(jí)或2級(jí)，用于表盤(pán)或透光件等的塑料模具用鋼，要求疏松不超過(guò)1級(jí)。

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