一种高耐磨性高疲劳寿命的cr8模具钢的制备方法
技术领域
1.本发明涉及一种高耐磨性高疲劳寿命的cr8模具钢的制备方法，属于冷作技术领域。
背景技术：
2.在冲压、冲孔等应用领域，模具表面往往受到高的循环机械应力与摩擦载荷。疲劳失效与磨损失效是模具钢遇到的严峻问题。提升模具钢的耐磨性和疲劳寿命是有利于降低经济成本提升生产效率。传统的cr12型模具钢因碳化物数量与尺寸的问题，韧性较差，疲劳寿命极低严重影响生产。因此，为解决此类韧性不足的问题，mo、v等元素的加入可以改善淬透性和析出碳化物尺寸从而提升材料的韧性。但是，大块的共晶碳化物与内部的夹杂物是不可避免的，容易成为裂纹源。尽管可以通过镦粗拔长工艺破碎部分大块共晶碳化物，但是破碎后的碳化物多数存在尖角，尖角效应也是容易产生裂纹开裂使模具断裂失效。因此，从成分设计到热处理工艺的研究，开发一种高耐磨性高疲劳寿命的cr8模具钢是具有十分重要的意义的。
3.中国发明专利cn115491473a公布了一种提高大规格dc53冷作模具钢性能的处理方法，其化学元素成分及其质量百分比为：c：0.9～1.2％、si：0.8～1.2％、mn：0.2～0.5％、cr：7.0～9.0％、mo：1.5～2.5％、v：0.2～0.5％，余量为fe和不可避免的杂质元素；通过此种方法可以增强模具钢的和耐磨性；但是，喷射成型工艺存在材料损失现象，并且热处理时间较长，提升经济成本。
4.中国发明专利cn113355597a公布了一种高韧性高耐磨冷作模具钢及其制作工艺，其化学元素成分及其质量百分比为：c：0.7％-0.9％、si：0.2％-0.4％、mn：0.5％-0.8％、mo：1.0％-1.5％、cr：12.0％-15.0％、v：0.5％-0.8％、nb：0.6％-0.8％、y：0.02％-0.05％、ti：0.01％-0.05％、w：1.0％-1.5％、s≤0.02％、p≤0.02％；余量为fe和不可避免的其他杂质。此方法通过成分设计上改善材料的耐磨性和韧性。但是合金元素添加过多，析出物种类不好调控增加经济成本。
5.中国发明专利cn 112251580a公布了一种高碳冷作模具钢的热处理工艺，此发明改进热处理工艺，避免了高碳冷作模具钢热处理过程中进行转移时的热量流失，节省资金，提高工作效率；但是，对于材料性能提升意义不大。
6.获得高耐磨性高疲劳寿命的模具钢一直是研究热点；目前面对的最大挑战就是碳化物强化基体与其对韧性的恶化的两面性；从成分设计到后续变形热处理工艺上调控析出物是值得研究的热点问题。
技术实现要素：
7.针对上述现有技术的缺点，本发明提供一种高耐磨性高疲劳寿命的cr8模具钢的制备方法，通过在合金成分设计和稀土元素的添加，以及创新的热处理工艺，调控析出物形态与原奥晶粒，从析出强化与细晶强化角度改善材料的耐磨性和疲劳寿命。
8.为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种高耐磨性高疲劳寿命的cr8模具钢的制备方法，包括如下步骤：
9.(1)按照cr8模具钢的化学成分的重量百分比称取原料，然后进行熔炼、待金属液完全熔化时加入稀土la，随即浇注为铸坯。
10.(2)将铸坯加热至中温区600
±
20℃，保温时间控制在0.5h，保证铸件心部部受热均匀，在后续处理中内外组织不受温差的影响，随后升温使铸坯均匀化处理，出炉冷却进行锻造处理，随后空冷至室温。
11.(3)将锻造处理的钢材进行循环热处理，快速升温到950-1030℃，随后淬火至室温，重复2～3次。
12.(4)将热处理后的钢材升温至回火温度进行两次回火，随后空冷至室温，两次回火确保了材料的韧性提升，二次碳化物的析出以及残余奥氏体的全部转变。
13.优选的，本发明所述高硬度高韧性贝氏体耐磨钢包括如下重量百分比的化学成分：c：0.9-1.1％，si：0.9-1.05％，mn：0.35-0.45％，cr：7.5-8.5％，p《0.001％，s《0.001％，v：0.2-0.4％，ni：0.2-0.3％，mo：1.85-2.05％，la：0.0001％-0.0002％，余量为fe及不可避免的杂质。
14.优选的，本发明所述浇注的温度为1510-1530℃。
15.优选的，本发明步骤(2)中中温区的升温速度为10-30℃/min。
16.优选的，本发明步骤(2)中铸坯均匀化处理温度为1150-1250℃，时间为1h。
17.优选的，本发明步骤(3)中所述锻造温度为1100-1150℃，锻造比为2～3。
18.优选的，本发明步骤(3)中升温速率为25-40℃/min。
19.优选的，本发明步骤(4)中所述回火升温速率在10-30℃/min，温度控制为500-600℃。
20.作为本发明的优选实施方案，所述原料包括生铁、硅铁、锰铁、铬铁、废钢。
21.本发明原理：本发明从成分设计上考虑，通过mo和v的加入增加材料淬透性，并且为材料提供二次硬化的能力；在浇铸前稀土元素的少量添加可以净化钢液，避免氧含量过高；更重要是的仅添加百万分之几级的稀土就能显著提高疲劳寿命；浇铸成型的钢锭内部存在部分缺陷，提高温度进行锻造处理，焊合内部缺陷与小裂纹，并且在较大变形量前提下晶粒发生再结晶，细化晶粒；内部碳化物在塑性变形下发生断裂；因为碳化物的析出温度高，热处理无法全部消除大块碳化物，利用循环热处理工艺，反复短时间加热保温，修剪碳化物形状，使碳化物尖角固溶进基体，避免尖角效应带来的恶化影响；两次高温回火确保了循环热处理带来的淬火应力能完全消除，并且高温回火能使残余奥氏体转变为回火马氏体，在此过程析出细小碳化物对基体进行二次硬化，确保了材料的表面硬度。在此工艺下，所得到的模具钢具有高的硬度，高的耐磨性和高的疲劳寿命。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
23.本发明一方面在成分设计上通过稀土元素的加入提升材料的疲劳寿命，降低内部夹杂物的尺寸和数量；另一方面优化制备工艺，将锻造工艺温度提高，重熔部分碳化物，破碎大块碳化物，增加再结晶晶粒细化原奥晶粒；循环热处理的引入将锻造后被破碎碳化物的尖角熔化，快速升温通过a1-a3线，可在后续多次淬火下细化晶粒，并且保温时间短元素扩散不足以使碳化物和晶粒生长过大。高温回火析出mo2c则保证了二次硬化的发生，并且
在此温度区间，因为mo和v的添加，促使基体中的cr元素发生上坡扩散，发生m7c3
→
m23c6的转变，m23c6型碳化物的结构稳定性，并且m23c6杨氏模量要强于其他类型碳化物，增加了材料的韧性；所述高耐磨性高疲劳寿命的cr8模具钢在20％应变幅度下疲劳次数能达30万次，是普通模具钢的10倍。
附图说明
24.图1为本发明所述高耐磨性高疲劳寿命的cr8模具钢的制备工艺流程图。
25.图2为实施例1所述高耐磨性高疲劳寿命的cr8模具钢的组织图
26.图3为实施例1所述高耐磨性高疲劳寿命的cr8模具钢的组织图的元素分布图。
27.图4为实施例1所述高耐磨性高疲劳寿命的cr8模具钢的疲劳曲线。
具体实施方式
28.为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
29.实施例1
30.一种高耐磨性高疲劳寿命的cr8模具钢的制备方法，具体包括以下步骤：
31.(1)配料：高耐磨性高疲劳寿命的cr8模具钢化学成分的重量百分比(c：1％，si：1％，mn：0.4％，cr：8％，p《0.001％，s《0.001％，v：0.3％，ni：0.25％，mo：1.95％，la：0.0001％，余量为fe及不可避免的杂质)计算并称取生铁、硅铁、锰铁、铬铁及废钢等各原料，体积较大的原料会延长融化时间，将体积较大的原料破碎为直径不超过5mm的颗粒。
32.(2)熔炼：采用酸性炉衬的中频感应电炉进行熔炼，将配好的原材料料加入炉中，加热到1430℃时取样进行化学成分分析，合理调控各化学成分在规定范围内。
33.(3)浇注：待金属液完全熔化时加入稀土la随即准备浇铸，采用砂型铸造，将熔炼金属液出炉装入浇包内，并在1510℃下浇注，控制浇铸时间为150s，浇注完后将保温剂覆盖在冒口上进行冷却至室温，得到铸坯。
34.(4)锻造：铸坯以10℃/min加热至600℃保温0.5h，随后加热到1150℃进行均质化处理，保温1h，出炉送至锻机进行锻造处理，控制温度为1100℃开始锻造，锻造比为3，终锻温度控制为1000℃，空冷至室温。
35.(5)循环热处理：以25℃/min加热至950℃保温30min，水淬到室温，以25℃/min加热至950℃保温15min，水淬到室温，以25℃/min加热至950℃保温5min，水淬到室温。
36.(6)高温回火：以10℃/min加热至500℃保温两小时，空冷至室温，随后再次以以10℃/min加热至500℃保温两小时空冷至室温，即可制得高耐磨性高疲劳寿命的cr8模具钢。
37.将高耐磨性高疲劳寿命的cr8模具钢进行电镜观察，如图2所示，基体为回火马氏体和弥散分布的析出物，对析出物进行成分分析，发现是富cr或者为富mo的碳化物；表面硬度能得到53hrc，磨损率为1.76
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，20％应变幅度下疲劳次数为31.07万次。
38.实施例2
39.一种高耐磨性高疲劳寿命的cr8模具钢的制备方法，具体包括以下步骤：
40.(1)配料：高耐磨性高疲劳寿命的cr8模具钢化学成分的重量百分比(c：0.9％，si：
0.9％，mn：0.35％，cr：7.5％，p《0.001％，s《0.001％，v：0.2％，ni：0.2％，mo：1.85％，la：0.0001％，余量为fe及不可避免的杂质)计算并称取生铁、硅铁、锰铁、铬铁及废钢等各原料，体积较大的原料会延长融化时间，将体积较大的原料破碎为直径不超过5mm的颗粒。
41.(2)熔炼：采用酸性炉衬的中频感应电炉进行熔炼，将配好的原材料料加入炉中，加热到1430℃时取样进行化学成分分析，合理调控各化学成分在规定范围内；
42.(3)浇注：待金属液完全熔化时加入稀土la随即准备浇铸，采用砂型铸造，将熔炼金属液出炉装入浇包内，并在1520℃下浇注，控制浇铸时间为160s，浇注完后将保温剂覆盖在冒口上进行冷却至室温，得到铸坯。
43.(4)锻造：铸坯以20℃/min加热至600℃保温0.5h，随后加热到1180℃进行均质化处理，保温1h，出炉送至锻机进行锻造处理，控制温度为1125℃开始锻造，锻造比为3，终锻温度控制为1030℃，空冷至室温。
44.(5)循环热处理：以35℃/min加热至990℃保温30min，水淬到室温，以35℃/min加热至990℃保温15min，水淬到室温，以35℃/min加热至990℃保温5min，水淬到室温。
45.(6)高温回火：以15℃/min加热至550℃保温两小时，空冷至室温，随后再次以以15℃/min加热至550℃保温两小时空冷至室温，即可制得高耐磨性高疲劳寿命的cr8模具钢。
46.将高耐磨性高疲劳寿命的cr8模具钢进行电镜观察，基体为回火马氏体和弥散分布的析出物，对析出物进行成分分析，发现是富cr或者为富mo的碳化物，析出物体积分数和种类发生变化，这将统计在下表。表面硬度能得到56hrc，磨损率为2.07
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，20％应变幅度下疲劳次数为30.59万次。
47.实施例3
48.一种高耐磨性高疲劳寿命的cr8模具钢的制备方法，具体包括以下步骤：
49.(1)配料：高耐磨性高疲劳寿命的cr8模具钢化学成分的重量百分比(c：1.1％，si：1.05％，mn：0.45％，cr：8.5％，p《0.001％，s《0.001％，v：0.4％，ni：0.3％，mo：2.05％，la：0.0002％，余量为fe及不可避免的杂质)计算并称取生铁、硅铁、锰铁、铬铁及废钢等各原料，体积较大的原料会延长融化时间，将体积较大的原料破碎为直径不超过5mm的颗粒。
50.(2)熔炼：采用酸性炉衬的中频感应电炉进行熔炼，将配好的原材料料加入炉中，加热到1435℃时取样进行化学成分分析，合理调控各化学成分在规定范围内。
51.(3)浇注：待金属液完全熔化时加入稀土la随即准备浇铸，采用砂型铸造，将熔炼金属液出炉装入浇包内，并在1530℃下浇注，控制浇铸时间为165s，浇注完后将保温剂覆盖在冒口上进行冷却至室温，得到铸坯。
52.(4)锻造：铸坯以30℃/min加热至600℃保温0.5h，随后加热到1200℃进行均质化处理，保温1h，出炉送至锻机进行锻造处理，控制温度为1150℃开始锻造，锻造比为3，终锻温度控制为1050℃，空冷至室温。
53.(5)循环热处理：以40℃/min加热至1030℃保温30min，水淬到室温，以40℃/min加热至1030℃保温15min，水淬到室温，以40℃/min加热至1030℃保温5min，水淬到室温。
54.(6)高温回火：以30℃/min加热至600℃保温两小时，空冷至室温，随后再次以以30℃/min加热至600℃保温两小时空冷至室温，即可制得高耐磨性高疲劳寿命的cr8模具钢。
55.将高耐磨性高疲劳寿命的cr8模具钢进行电镜观察，基体为回火马氏体和弥散分布的析出物，对析出物进行成分分析，发现是富cr或者为富mo的碳化物，析出物体积分数和
种类发生变化，这将统计在下表；表面硬度能得到54hrc，磨损率为1.94
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，20％应变幅度下疲劳次数为30.25万次。
56.对比例1
57.一种cr8模具钢的制备方法，具体包括以下步骤：
58.(1)配料：高耐磨性高疲劳寿命的cr8模具钢化学成分的重量百分比(c：1％，si：1％，mn：0.4％，cr：8％，p《0.001％，s《0.001％，ni：0.25％，余量为fe及不可避免的杂质)计算并称取生铁、硅铁、锰铁、铬铁及废钢等各原料，体积较大的原料会延长融化时间，将体积较大的原料破碎为直径不超过5mm的颗粒。
59.(2)熔炼：采用酸性炉衬的中频感应电炉进行熔炼，将配好的原材料料加入炉中，加热到1430℃时取样进行化学成分分析，合理调控各化学成分在规定范围内。
60.(3)浇注：采用砂型铸造，将熔炼金属液出炉装入浇包内，并在1510℃下浇注，控制浇铸时间为150s，浇注完后将保温剂覆盖在冒口上进行冷却至室温，得到铸坯。
61.(4)锻造：铸坯以10℃/min加热至600℃保温0.5h，随后加热到1150℃进行均质化处理，保温1h，出炉送至锻机进行锻造处理，控制温度为1100℃开始锻造，锻造比为3，终锻温度控制为1000℃，空冷至室温。
62.(5)循环热处理：以25℃/min加热至950℃保温30min，水淬到室温，以25℃/min加热至950℃保温15min，水淬到室温，以25℃/min加热至950℃保温5min，水淬到室温。
63.(6)高温回火：以10℃/min加热至500℃保温两小时，空冷至室温，随后再次以以10℃/min加热至500℃保温两小时空冷至室温，即可制得cr8模具钢。
64.将改变成分设计的模具钢进行电镜观察，基体为回火马氏体和析出物，对析出物进行成分分析，发现是富cr碳化物；表面硬度仅有41hrc，磨损率为9.73
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，20％应变幅度下疲劳次数为7.21万次。
65.对比例2
66.一种cr8模具钢的制备方法，具体包括以下步骤：
67.(1)配料：高耐磨性高疲劳寿命的cr8模具钢化学成分的重量百分比(c：1％，si：1％，mn：0.4％，cr：8％，p《0.001％，s《0.001％，v：0.3％，ni：0.25％，mo：1.95％，la：0.0001％，余量为fe及不可避免的杂质)计算并称取生铁、硅铁、锰铁、铬铁及废钢等各原料，体积较大的原料会延长融化时间，将体积较大的原料破碎为直径不超过5mm的颗粒。
68.(2)熔炼：采用酸性炉衬的中频感应电炉进行熔炼，将配好的原材料料加入炉中，加热到1430℃时取样进行化学成分分析，合理调控各化学成分在规定范围内。
69.(3)浇注：待金属液完全熔化时加入稀土la随即准备浇铸，采用砂型铸造，将熔炼金属液出炉装入浇包内，并在1510℃下浇注，控制浇铸时间为150s，浇注完后将保温剂覆盖在冒口上进行冷却至室温，得到铸坯。
70.(4)锻造：铸坯以10℃/min加热至600℃保温0.5h，随后加热到1150℃进行均质化处理，保温1h，出炉送至锻机进行锻造处理，控制温度为1100℃开始锻造，锻造比为3，终锻温度控制为1000℃，空冷至室温。
71.(5)普通淬火热处理：以25℃/min加热至950℃保温60min，水淬到室温。
72.(6)高温回火：以10℃/min加热至500℃保温两小时，空冷至室温，随后再次以以10℃/min加热至500℃保温两小时空冷至室温，即可制得cr8模具钢。
73.将改变热处理工艺的cr8模具钢进行电镜观察，基体为回火马氏体和弥散分布的析出物，对析出物进行成分分析，发现是富cr或者为富mo的碳化物。表面硬度能得到49hrc，磨损率为3.21
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，20％应变幅度下疲劳次数为2.71万次。
74.对比例3
75.一种cr8模具钢的制备方法，具体包括以下步骤：
76.(1)配料：高耐磨性高疲劳寿命的cr8模具钢化学成分的重量百分比(c：1％，si：1％，mn：0.4％，cr：8％，p《0.001％，s《0.001％，v：0.3％，ni：0.25％，mo：1.95％，la：0.0001％，余量为fe及不可避免的杂质)计算并称取生铁、硅铁、锰铁、铬铁及废钢等各原料，体积较大的原料会延长融化时间，将体积较大的原料破碎为直径不超过5mm的颗粒。
77.(2)熔炼：采用酸性炉衬的中频感应电炉进行熔炼，将配好的原材料料加入炉中，加热到1430℃时取样进行化学成分分析，合理调控各化学成分在规定范围内；
78.(3)浇注：待金属液完全熔化时加入稀土la随即准备浇铸，采用砂型铸造，将熔炼金属液出炉装入浇包内，并在1510℃下浇注，控制浇铸时间为150s，浇注完后将保温剂覆盖在冒口上进行冷却至室温，得到铸坯。
79.(4)循环热处理：以25℃/min加热至950℃保温30min，水淬到室温，以25℃/min加热至950℃保温15min，水淬到室温，以25℃/min加热至950℃保温5min，水淬到室温。
80.(5)高温回火：以10℃/min加热至500℃保温两小时，空冷至室温，随后再次以以10℃/min加热至500℃保温两小时空冷至室温，即可制得cr8模具钢。
81.将改变开坯工艺的cr8模具钢进行电镜观察，基体为回火马氏体和大块析出物，对析出物进行成分分析，发现是富cr或者为富mo的碳化物。表面硬度能得到51hrc，磨损率为7.34
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，20％应变幅度下疲劳次数为2.03万次。
82.对比例4
83.一种cr8模具钢的制备方法，具体包括以下步骤：
84.(1)配料：高耐磨性高疲劳寿命的cr8模具钢化学成分的重量百分比(c：1％，si：1％，mn：0.4％，cr：8％，p《0.001％，s《0.001％，v：0.3％，ni：0.25％，mo：1.95％，la：0.1％，余量为fe及不可避免的杂质)计算并称取生铁、硅铁、锰铁、铬铁及废钢等各原料，体积较大的原料会延长融化时间，将体积较大的原料破碎为直径不超过5mm的颗粒。
85.(2)熔炼：采用酸性炉衬的中频感应电炉进行熔炼，将配好的原材料料加入炉中，加热到1430℃时取样进行化学成分分析，合理调控各化学成分在规定范围内。
86.(3)浇注：待金属液完全熔化时加入稀土la随即准备浇铸，采用砂型铸造，将熔炼金属液出炉装入浇包内，并在1510℃下浇注，控制浇铸时间为150s，浇注完后将保温剂覆盖在冒口上进行冷却至室温，得到铸坯。
87.(4)锻造：铸坯以10℃/min加热至600℃保温0.5h，随后加热到1150℃进行均质化处理，保温1h，出炉送至锻机进行锻造处理，控制温度为1100℃开始锻造，锻造比为3，终锻温度控制为1000℃，空冷至室温。
88.(5)循环热处理：以25℃/min加热至950℃保温30min，水淬到室温，以25℃/min加热至950℃保温15min，水淬到室温，以25℃/min加热至950℃保温5min，水淬到室温。
89.(6)高温回火：以10℃/min加热至500℃保温两小时，空冷至室温，随后再次以以10℃/min加热至500℃保温两小时空冷至室温，即可制得高耐磨性高疲劳寿命的cr8模具钢。
90.将改变la成分的cr8模具钢进行电镜观察，基体为回火马氏体和大块析出物，对析出物进行成分分析，发现是富cr或者为富mo的碳化物；表面硬度能得到43hrc，磨损率为10.26
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，20％应变幅度下疲劳次数为1.09万次。
91.对比例5
92.一种cr8模具钢的制备方法，具体包括以下步骤：
93.(1)配料：高耐磨性高疲劳寿命的cr8模具钢化学成分的重量百分比(c：1％，si：1％，mn：0.4％，cr：8％，p《0.001％，s《0.001％，v：0.3％，ni：0.25％，mo：1.95％，余量为fe及不可避免的杂质)计算并称取生铁、硅铁、锰铁、铬铁及废钢等各原料，体积较大的原料会延长融化时间，将体积较大的原料破碎为直径不超过5mm的颗粒。
94.(2)熔炼：采用酸性炉衬的中频感应电炉进行熔炼，将配好的原材料料加入炉中，加热到1430℃时取样进行化学成分分析，合理调控各化学成分在规定范围内。
95.(3)浇注：待金属液完全熔化时加入稀土la随即准备浇铸，采用砂型铸造，将熔炼金属液出炉装入浇包内，并在1510℃下浇注，控制浇铸时间为150s，浇注完后将保温剂覆盖在冒口上进行冷却至室温，得到铸坯。
96.(4)锻造：铸坯以10℃/min加热至600℃保温0.5h，随后加热到1150℃进行均质化处理，保温1h，出炉送至锻机进行锻造处理，控制温度为1100℃开始锻造，锻造比为3，终锻温度控制为1000℃，空冷至室温。
97.(5)循环热处理：以25℃/min加热至950℃保温30min，水淬到室温，以25℃/min加热至950℃保温15min，水淬到室温，以25℃/min加热至950℃保温5min，水淬到室温。
98.(6)高温回火：以10℃/min加热至500℃保温两小时，空冷至室温，随后再次以以10℃/min加热至500℃保温两小时空冷至室温，即可制得高耐磨性高疲劳寿命的cr8模具钢。
99.将改变la成分的cr8模具钢进行电镜观察，基体为回火马氏体和大块析出物，对析出物进行成分分析，发现是富cr或者为富mo的碳化物；表面硬度能得到51hrc，磨损率为9.61
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，20％应变幅度下疲劳次数为1.13万次。
100.对比实施例6
101.一种cr8模具钢的制备方法，具体包括以下步骤：
102.(1)配料：高耐磨性高疲劳寿命的cr8模具钢化学成分的重量百分比(c：1％，si：1％，mn：0.4％，cr：8％，p《0.001％，s《0.001％，v：0.3％，ni：0.25％，mo：1.95％，la：0.0001％，余量为fe及不可避免的杂质)计算并称取生铁、硅铁、锰铁、铬铁及废钢等各原料，体积较大的原料会延长融化时间，将体积较大的原料破碎为直径不超过5mm的颗粒。
103.(2)熔炼：采用酸性炉衬的中频感应电炉进行熔炼，将配好的原材料料加入炉中，加热到1430℃时取样进行化学成分分析，合理调控各化学成分在规定范围内。
104.(3)浇注：待金属液完全熔化时加入稀土la随即准备浇铸，采用砂型铸造，将熔炼金属液出炉装入浇包内，并在1510℃下浇注，控制浇铸时间为150s，浇注完后将保温剂覆盖在冒口上进行冷却至室温，得到铸坯。
105.(4)锻造：铸坯以10℃/min加热至600℃保温0.5h，随后加热到1150℃进行均质化处理，保温1h，出炉送至锻机进行锻造处理，控制温度为1100℃开始锻造，锻造比为3，终锻温度控制为1000℃，空冷至室温。
106.(5)循环热处理：以25℃/min加热至950℃保温30min，水淬到室温，以25℃/min加
热至950℃保温15min，水淬到室温，以25℃/min加热至950℃保温5min，水淬到室温。
107.将不进行高温回火的cr8模具钢进行电镜观察，如图2所示，基体为回火马氏体和弥散分布的析出物，对析出物进行成分分析，发现是富cr或者为富mo的碳化物；表面硬度能得到61hrc，磨损率为8.44
×
10-6
mm3·
n-1
·
mm-1
，20％应变幅度下疲劳次数为1.39万次。
108.表1析出物总体积分数统计和各类型析出物体积分数
109.案例总体积分数cr7c3cr
23
c6mo2c最大尺寸实施例121％41％39％20％33μm实施例219％44％41％15％31μm实施例321％37％38％25％29μm对比例114％53％47％044μm对比例217％41％35％24％38μm对比例316％37％44％19％117μm对比例416％31％47％22％198μm对比例518％33％51％16％277μm对比例617％71％26％3％47μm
110.表2磨损率与疲劳寿命对比
111.案例磨损率/mm3·
n-1
·
mm-1
疲劳寿命/万次实施例11.76
×
10-6
31.07实施例22.07
×
10-6
30.59实施例31.94
×
10-6
30.25对比例19.73
×
10-6
7.21对比例23.21
×
10-6
2.71对比例37.34
×
10-6
2.03对比例410.26
×
10-6
1.09对比例69.61
×
10-6
1.13对比例68.44
×
10-61.39
112.根据实施例1-3和对比例1可知，通过对比对比例1的去除了mo、v和稀土la元素后，高温回火没有mo2c的析出，失去二次硬化的能力；在同样工艺条件下，疲劳寿命直线下降，这与稀土la净化钢液，减少内部含氧量和夹杂物数量，提升疲劳寿命有关。通过本发明的成分可以获得理想的耐磨性和疲劳寿命。
113.根据实施例1和对比例2相比，对比例2在不经过循环热处理处理过后的样品晶粒尺寸相对变大，尽管硬度和耐磨性差距相对较小，并且尺寸相差也较小，但是塑性变形后的破碎碳化物多数存在尖角，在受力时存在应力集中成为裂纹源。较多数量的裂纹合并，裂纹失稳加速扩展，恶化疲劳寿命。
114.根据实施例1和对比例3相比，对比例3不经过锻造处理，大块共晶碳化物恶化材料韧性；并且不存在再结晶晶粒，原奥晶粒尺寸大，无法贡献细晶强化。虽然碳化物的存在使得表面硬度没有下降，但是大块的碳化物和大尺寸的晶粒恶化模具钢的疲劳性能。并且在磨损中大块碳化物的脱落还会加剧对表面的磨损，使得耐磨性下降。
115.根据实施例1和对比例4、对比例5相比，过量稀土元素la的加入导致在熔液中产生
稀土氧化物，成为异质形核点，使碳化物尺寸变大，稀土氧化物和大尺寸的碳化物的双重作用导致了模具钢性能的急剧恶化；不加入la的样品因丧失了钢液的净化环节，内部夹杂物数量和尺寸比实施例1多，大块碳化物的存在恶化了性能。
116.根据实施例1和对比例6相比，淬火态的对比例6表面硬度更高，归结于更高的淬火应力。但是高应力下材料韧性恶化，尤其是抗疲劳性。另外，没有高温回火时，碳化物的转型受到限制，在磨损过程中提升耐磨性的能力不足。
117.图2为实施例1所述高耐磨性高疲劳寿命的cr8模具钢的组织图由图可以看出碳化物不存在明显尖角，尺寸较为均匀且均为2微米左右，能对表面硬度起到强化作用。
118.图3为实施例1所述高耐磨性高疲劳寿命的cr8模具钢的组织图，由图可以看出碳化物元素主要为富cr和富mo，证明所添加元素策略正确，尤其是mo添加在回火时析出富mo碳化物增加表面硬度。
119.最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。