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模具钢中碳化物和夹杂物的化学成分、晶粒大小、纯净度、数量、形态、大小和分布，以及热处理制度和热处理后模具钢的金相组织对钢的韧性有很大影响。特别是钢的纯净度和热加工变形对其横向韧性的影响更为明显，钢的韧性、强度和耐磨性往往是矛盾的。通过合理选择钢的化学成分，采用合理的精炼、热加工和热处理工艺，使模具材料的耐磨性、强韧性达到佳匹配。
适用于承受强烈冲击载荷的模具。比如冷加工模的冲头，锤头的热锻模，冷镦模，热锻模等。模具钢的韧性很重要。对于高温工作的模具，还考虑其高温韧性；然而，对于承受多向冲击载荷的模具，还考虑各向同性的影响。
高硬度和高耐磨性是工具钢重要的使用性能之一。高耐磨性是和延长刀具寿命的必要条件。此外，不同用途的工具钢有其特殊的性能要求。比如切削工具钢也要求红硬性，有一定的强度和韧性，测量工具钢也要求尺寸稳定性高。
在化学成分上，为了使工具钢，特别是切削工具钢具有高硬度，通常使其含有高碳(碳含量为0.65%~1.55%)，以淬火后能获得高碳马氏体，从而获得高硬度和切削阻力，有利于减少和防止刀具损坏。此外，高碳含量还能形成足够的碳化物，高耐磨性。加入的合金元素主要是一些使钢具有高硬度和耐磨性的碳化物，形成元素如Cr、W、Mo、V等。有时加入Mn和Si，主要目的是增加钢的淬透性，以减少钢在热处理时的变形，增加钢的回火稳定性。对于切削速度较高的刀具，常加入较多的合金元素如W、Mo、V、Co等，以提高钢的红硬性。
其中Cr、Mn、Si主要是提高钢的淬透性，同时强化马氏体基体，提高回火稳定性；W和V还可以细化晶粒；Cr、Mn等可溶入渗碳体，形成合金渗碳体，有利于钢耐磨性的提高。
另外，Si使钢在加热时易脱碳和石墨化，在使用中应注意。如Si、C同时加入钢中，则能降低钢的脱碳和石墨化倾向。
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