隨著世界模具制造技術(shù)的飛速發(fā)展，模具鋼材的質(zhì)量性能要求越來(lái)越高，模具專家羅百輝認(rèn)為將圍繞著高耐蝕性、高成形性、高強(qiáng)度、高硬度、高氮、耐熱、抗氧化。

高耐蝕性模具鋼

可分為兩類：一類稱為超級(jí)模具鋼，以新日鐵的 YUS270(20Cr-18Ni-6Mo-N) 為代表，其耐蝕性與鈦相當(dāng)。YUS270 的鉻含量和鉬含量較高，可有效地利用氮來(lái)改善耐蝕性， YUS270的熱膨脹系數(shù)介于奧氏體模具鋼和鐵素體模具鋼之間。它可以應(yīng)用于海水凈化裝置、化工廠、沿海氯化鈉腐蝕嚴(yán)重的建筑等。鐵素體模具鋼SUS447J1(30Cr-2Mo) 也是一種超級(jí)模具鋼。另一類是高潔凈度的鐵素體模具鋼。通過(guò)增加鉻和鉬的含量，降低碳和氮含量，可改善耐蝕性和成形性。典型的高潔凈度鐵素體模具鋼有新日鐵的YUS220M(22Cr-1.5Mo-Ti-Nb) 、 YUS190 和 YUS190L(19Cr-2Mo)，其它模具鋼的鉻和鉬含量略有變化。YUS260(20Cr-15Ni-3Mo-Cu-N)、YUS110M(18Cr-12Ni-2Si-Mo-Cu)和YUS27A-M(17Cr-7Ni-2Cu-2Si) 是*新開(kāi)發(fā)的高耐蝕性模具鋼。復(fù)合添加鈦和鈮可以阻止作為腐蝕源的非金屬夾雜物析出，促使鈦形成氧化物鈍化膜，從而改善耐蝕性。新日鐵已經(jīng)在 YUS190 和YUS220M 中采用此技術(shù)。

復(fù)合添加 Ti-Nb 和 A1 可以提高耐蝕性。而且發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)上認(rèn)為有害的元素 S可以提高低鉻模具鋼的抗晶間腐蝕能力，其作用與氮改善奧氏體模具鋼的耐蝕性的作用相同。未來(lái)改善耐蝕性的研究將主要集中在夾雜物的控制和表面防護(hù)涂鍍層上。

高成形性模具鋼

鐵素體模具鋼的塑性較差。而奧氏體模具鋼的強(qiáng)度雖高，但是具有高的熱膨脹系數(shù)，不利于包括焊接在內(nèi)的成形加工。降低碳含量和氮含量可以明顯改善成形性，在一定條件下可以改善深沖性能。例如， SUS430 的 r=1.0 ，而低碳的 SUS430D的 r=1.6 ，同時(shí)可以將延伸率穩(wěn)定在 30% 以上。連軋 YUS436S 的 r 值明顯改善，特別是經(jīng)大直徑輥的軋制后，與SUS304 不同，在適當(dāng)?shù)臎_壓條件下，上述這些新型鐵素體模具鋼可以超深沖加工。超高潔凈度 Fe-Cr合金具有較好的成形性，在鉻含量達(dá) 18% 的模具鋼中可以得到大于 36% 的延伸率。伴隨著模具鋼盤圓產(chǎn)量的增長(zhǎng)，加工方法由切削變?yōu)殄懺欤_(kāi)發(fā)具有優(yōu)良冷鍛性能的新型模具鋼 SUSMX7 。還開(kāi)發(fā)了添加 S 、 Pb 、Se 的易切削模具鋼和臨界壓縮比改進(jìn)鋼。  近來(lái)正在研究可潤(rùn)滑模具鋼薄鋼板。在表面涂上有機(jī)涂層的鋼板可以在沒(méi)有潤(rùn)滑油或保護(hù)層的情況下成形，在改善工作環(huán)境和降低生產(chǎn)成本的要求下可望有許多用途。新日鐵與Tokai 鋼廠合作開(kāi)發(fā)了名為“ Guardooat ”的有機(jī)涂層，應(yīng)用于模具鋼。

高強(qiáng)度和高硬度模具鋼

為鐵路車廂開(kāi)發(fā)的 SUS301L改型模具鋼可以作為高強(qiáng)度和高硬度的結(jié)構(gòu)材料，如汽車的墊片和壓力板。對(duì)于公共工程和建筑構(gòu)件，開(kāi)發(fā)了具有良好耐蝕性的馬氏體模具鋼YUS550(13Cr-2Ni-2Mo) ，它可應(yīng)用于水泥沖孔而無(wú)需鉆孔。在 SUS316 基礎(chǔ)上添加氮的SUS316FR(16Cr-12Ni-2Mo-0.09N)可用于快速增殖反應(yīng)堆，并有望應(yīng)用于需要高溫強(qiáng)度和蠕變強(qiáng)度的場(chǎng)合。添加鈮的鐵素體模具鋼 YUS180H(19Cr-0.8Nb) 和YUS340-MS(14Cr-0.5Mo-0.3Nb-Ti) 具有高的高溫強(qiáng)度，可用于汽車排氣系統(tǒng)。

高氮模具鋼

添加氮可以提高模具鋼的強(qiáng)度和韌性，改善耐蝕性。從 1988 年到 1998 年的 10年間已經(jīng)召開(kāi)了五次相關(guān)議題的國(guó)際會(huì)議。采用 AOD 冶煉的高錳奧氏體模具鋼中的氮含量*高達(dá) 0.5% ，如 Carpenter 的18-18plus ；采用加壓 ESR 法可以將氮含量提高到 1% 左右，如 JSW 的 18-18N 。在 Ni-Cr模具鋼中氮的溶解度相對(duì)小一些，采用加壓 ESR 法冶煉的奧氏體模具鋼的氮含量在 0.5% 左右，如 RS561。氮在馬氏體模具鋼中的溶解度*小。目前，不僅需要研究模具鋼中氮的溶解度對(duì)性能的影響，更需要研究向模具鋼中添加氮的既經(jīng)濟(jì)又有效的方法。

耐熱和抗氧化模具鋼

高鉻模具鋼具有耐熱和抗氧化性。添加 Al 和 Si 可以進(jìn)一步改善高鉻模具鋼的耐熱性和抗氧化性。YUS710(25Cr-13Ni-2Si-Mo-N) 和 YUS731(19Cr-13Ni-3Si-0.7Cu)是耐熱和抗氧化的奧氏體模具鋼，缺點(diǎn)是高溫下出現(xiàn)膨脹。對(duì)此，新日鐵開(kāi)發(fā)了低膨脹的 HOM125(15Cr-4Al) 和YUS415S(12Cr-2Si-Al) 鐵素體模具鋼。添加了 Cr 、 Al 和稀土元素的YUS205-M1(20Cr-5Al-REM) 模具鋼用于汽車排氣凈化裝置，在溫度高達(dá) 950 攝氏度下具有耐熱性和抗氧化性。涂有耐熱樹(shù)脂的模具鋼已經(jīng)商業(yè)化并用于耐熱溫度約為 260 攝氏度的灶具等。微波爐的內(nèi)襯要求采用耐熱溫度為 550 至 600攝氏度的耐熱預(yù)涂層材料。針對(duì)此類用途，未來(lái)需要開(kāi)發(fā)既耐熱又有良好成形性的模具鋼。