CN115161544B - 一种二次硬化纳米贝氏体热作模具钢及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种二次硬化低温贝氏体热作模具钢，其化学成分按质量百分比包括：C 0.42~0.52、Si 1.50~2.00、Mn 0.30~0.60、Cr 3.00~3.60、Mo 1.50~2.00、V 1.00~1.20、Ni 0.80~1.50、Ti 0.03‑0.08、W 0.80~1.20、Nb 0.02~0.06、P<0.02、S<0.004，其余为Fe和不可避免的杂质。此外，本发明还提供了上述模具钢的制备方法。本发明的模具钢的二次回火组织为回火低温贝氏体组织，具有良好的热稳定性；二次回火后产生明显的二次硬化和析出强化现象；制备工艺流程简单易行，有利于工业化生产，制备效率高。

Description

一种二次硬化纳米贝氏体热作模具钢及其制备方法
技术领域
本发明涉及模具钢技术领域，特别涉及一种二次硬化低温贝氏体热作模具钢及其制备方法，其热作模具钢二次回火产生明显的二次硬化和析出强化，抗拉强度不低于1950MPa、硬度不低于54 HRC、无缺口冲击功不低于500 J，特别适用于热锻模、热挤压模、压铸模等领域。
背景技术
随着高强度和高效的机械化、自动化加工成形设备的发展，热锻模、热挤压模、热镦模、压铸模等热作模具钢在材料制造业中广泛应用。在工作条件下，热作模具常与液态铝液或高温金属相接触，既要受高温作用同时受冲击力的作用。因此，如此循环加热与冲压的条件对热作模具的强度、冲击韧度、红硬性提出了更高的要求。
近年来，我国在研制开发新型模具钢，提高冶金质量，改进热处理工艺，提高模具钢寿命等方面做了大量的工作，开发了多种新型高性能热作模具钢，并对国外优良钢种进行了国产化研究，为市场提供了优质价廉的模具钢。根据钢的合金化成分设计原理结合热处理工艺进行创新是模具钢研制开发的主要方式。
授权公告号为CN 110343963 A的发明专利“一种热作模具钢及其制备方法”，其化学成分按质量百分比以如下要求控制：C：0.396-0.397%，Si：0.975-1.03%，Mn：0.427-0.514%，Ti：0.044-0.127%，Cr：4.94-5.10%，Mo：1.55-1.59%，V：0.984-1.04%，此发明钢经淬火+580℃一次回火和600℃二次回火后模具钢热处理硬度为51.0-51.9 HRC时，综合力学性能优于相同工艺下的H13钢。
授权公告号为CN 111748733 A的发明专利“一种H13热作模具钢及其制备方法”成分（质量百分比）中含C：0.36~0.42%，Si：0.18~0.23%，Mn：0.39~0.46%，Ni：0.06~0.12%，Cr：4.5~5.00%，Mo：2.20~2.70%，V：0.5~0.8%，Cu：0.05~0.10，与传统H13钢相比，该发明钢回火后的硬度降低2.6 HRC，抗拉强度下降146 MPa。
授权公告号为CN 107916364 A的发明专利“一种热作模具钢”成分（质量百分比）中含C：0.35~0.45%，Si：0.40~0.75%，Mn：0.20~0.50%，Cr：4.00~5.00%，Mo：2.50~3.50%，V：0.25~0.75%，Co：1.50~2.50%，在相同淬火+回火工艺下，该发明钢的综合力学性能明显优于H13钢，其中1050℃淬火试样的硬度为61.7 HRC，但其在530~570℃回火后硬度下降6~9HRC。
授权公告号为CN 110484812 A的发明专利“一种高性能热冲压模具钢及其制造工艺”成分（质量百分比）中含C：0.66~0.80%，Si：0.80~1.20%，Mn：0.20~0.50%，Cr：5.00~6.50%，Mo：1.50~2.00%，V：0.40~0.80%，发明钢经回火处理后硬度降低，且随回火温度逐渐下降（550~650 ℃），硬度由52 HRC下降至33 HRC。
综上所述，研究学者针对模具钢成分进行优化改进，与传统H13钢相比，研究开发出的新型热作模具钢的力学性能均有提高，但是热作模具钢的基体为马氏体组织，其随回火温度的提高和回火时间的延长发生回复，导致硬度下降。
发明内容
基于现有技术的不足，针对热作模具钢在500~650 ℃的高温条件下的应用，本发明通过成分设计和热处理工艺，提供一种二次硬化低温贝氏体热作模具钢及其制备方法，以解决模具材料无法满足高的韧性、硬度、强度及长使用寿命的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种二次硬化低温贝氏体热作模具钢及其制备方法，化学成分按质量百分比包括：C 0.42~0.52、Si 1.50~2.00、Mn 0.30~0.60、Cr 3.00~3.60、Mo 1.50~2.00、V 1.00~1.20、Ni 0.80~1.50、Ti 0.03-0.08、W 0.80~1.20、Nb 0.02~0.06、P<0.02、S<0.004，其余为Fe和不可避免的杂质。
上述化学成分满足：0.72≤λ≤1.27，239≤K≤345，其中，λ=(1.2*W+Mo+2*Nb+2*Ti+1.5*V)/(10*（2.5*Si-Cr）*C)，K=768-354[C]-68.1[Mn]+14.6[Si]-46.2[Ni]-450*([Cr]/10+[Nb]/50+[W]/30+[Ti]/100+[V]/12+[Mo]/20)。
此外，本发明还提供了一种二次硬化低温贝氏体热作模具钢及其制备方法，包括以下步骤：A、冶炼：按照钢材的组成成分设计要求进行投料，在真空感应炉中熔炼并浇注成钢锭，所述钢材的组成成分按质量百分比包括：C 0.42~0.52、Si 1.50~2.00、Mn 0.30~0.60、Cr 3.00~3.60、Mo 1.50~2.00、V 1.00~1.20、Ni 0.80~1.50、Ti 0.03-0.08、W 0.80~1.20、Nb 0.02~0.06、P<0.02、S<0.004；B、热轧：将所述钢锭热轧，热轧后空冷到室温，得到热轧板坯；C、退火+正火热处理：将步骤B处理后的热轧板坯进行退火，空冷。随后加热到980~1020 ℃保温15~30 min，空冷；D、等温淬火处理：将步骤C热处理后的热轧板坯加热到990~1050 ℃条件下，保温20~30 min，然后迅速放到280 ℃~370 ℃的盐浴炉中等温淬火2-4 h，再空冷至室温；E、回火处理：将步骤D热处理后的热轧板坯加热到590~610 ℃保温1.5~2.5h，出炉空冷，重复两次。
本发明的技术方案是通过如下原理及方式来实现上述目的。
（1）、在准确理解二次硬化低温贝氏体热作模具钢 C、Si、Mn、Cr、Ni、Ti、V、Mo、W、Nb多元合金化元素含量控制原理的基础上，合理设计和控制热作模具钢的各化学成分（以下均按重量百分比计）。
C：C元素具有较强的固溶强化作用，在热作模具钢中通过热处理工艺使其一部分溶入到基体中提高基体硬度和强度，另一部分与合金元素结合形成合金碳化物增强耐磨性。优选含量范围为0.42~0.52。
Mn：Mn元素有固溶强化作用，可以提高铁素体和奥氏体的强度、硬度和淬透性。与S元素具有较强的亲和力，避免在晶界处形成FeS，消除S元素有害作用。优选含量范围为0.30~0.60。
Si：Si元素是促使铁素体形成元素，对铁素体具有固溶强化作用。同时Si是提高回火抗力的有效元素，降低碳在铁素体中的扩散速度，使回火时析出的碳化物不易聚集，增加回火稳定性。优选含量范围为1.50~2.00%。
Mo：Mo元素具固溶强化作用，Mo溶解于奥氏体中能提高钢的淬透性。同时，Mo元素在回火时与C元素结合在马氏体中析出Mo2C，是造成二次硬化现象的主要合金元素。另外Mo元素可以防止回火脆性，提高钢的回火稳定性，使热作模具钢可以在较高温度下回火，提高塑性。优选含量范围为1.50~2.00%。
V：在热作模具钢中，V元素具有细化钢的组织和晶粒的作用，与Mo元素一样，在回火时与C元素形成VC增强二次硬化效应。同时由于VC的热稳定性，可以增加钢的回火稳定性。优选含量范围为1.00~1.20%。
Cr：Cr元素能增加钢的淬透性，可提高高碳钢的硬度和耐磨性而不使钢变脆，使钢有良好的高温抗氧化性和耐氧化性介质腐蚀的作用，还增加钢的热强性。但是较高含量的Cr在淬回火过程中可以和碳形成高铬的M23C6型碳化物，高Cr碳化物热稳定性差，因此本发明采用降低Cr含量的成分设计，抑制Cr的碳化物的形成，促进C能够充分的和碳化物稳定元素V、Mo结合，形成具有尺寸细小、弥散分布和高温稳定性良好优点的MC、M2C类型碳化物，从而提高钢的热强性和热疲劳性。优选含量范围为3.00~3.60%。
Ni：Ni元素具有固溶强化和提高淬透性的作用，细化铁素体晶粒，提高热作模具钢的塑性和韧性，与Cr元素和Mo元素联合使用可以提高热作模具钢的热强性。优选含量范围为0.80~1.50%。
W：W元素是碳化物稳定化元素，有助于形成高硬度碳化物，可以提高基体强度。另外，W元素具有良好的细化组织和碳化物的作用。优选含量范围为0.80~1.20%。
Ti、Nb：Ti、Nb元素与C元素的亲和力极强，TiC和NbC为碳合物的主要存在形式。由于TiC和NbC尺寸细小且弥散分布获得极佳的沉淀强化效果，而且对晶界起到钉扎作用，细化晶粒。同时Ti和Nb元素可以提高回火稳定性，具有二次硬化作用。Nb和Ti优选含量范围分布为0.06~0.10%，0.03-0.08%。
（2）、除了需要合理控制各个元素的化学成分范围以外，还必须设定如下创新性的技术要求，准确调控一部分关键元素之间的相对添加量，以发挥这些元素对本发明钢强度、硬度与冲击韧性等综合力学性能的关键调控作用。
（a）、0.72≤λ≤1.27，其中，λ=(1.2*W+Mo+2*Nb+2*Ti+1.5*V)/(10*（2.5*Si-Cr）*C)。
通过调控关系式0.72≤λ≤1.27，要求W、Ti、Nb、Cr、Mo、Si、V合金元素按λ=(1.2*W+Mo+2*Nb+2*Ti+1.5*V)/(10*(2.5*Si-Cr)*C)将元素含量配比控制在0.72~1.27，以促进(W、Ti、Nb、Cr、Mo、V)C低温碳化物形成，低温碳化物有利于强韧性和硬度的提高。过低的λ值不利于碳化物的形成，过高的λ值会导致粗大碳化物的形成，不利于力学性能的提高。
（b）、通过调控关系式239≤K≤345，要求Ni、W、Ti、Nb、Cr、Mo、Si、Mn、V、V合金元素按“K=768-354[C]-68.1[Mn]+14.6[Si]-46.2[Ni]-450*([Cr]/10+[Nb]/50+[W]/30+[Ti]/100+[V]/12+[Mo]/20)”确定本发明一种二次硬化低温贝氏体热作模具钢的奥氏体→马氏体起始转变温度K控制在239~345℃之间。将相变温度区间控制在较低范围内有利于抑制上贝氏体组织的形核，促进低温贝氏体组织的生成，通过相应热处理能保证低温贝氏体组织尺寸细小，进而改善热作模具钢的力学性能。
本发明的有益效果是：
1、二次硬化低温贝氏体热作模具钢的组织主要为低温贝氏体组织，即贝氏体铁素体及铁素体板条间薄膜状残余奥氏体。其中，低温贝氏体组织不低于80%。
2、二次硬化低温贝氏体热作模具钢的二次回火组织为回火低温贝氏体组织，组织存在析出低温碳化物，其尺寸为5~10 nm，体积分数为1~2%，具有良好的热稳定性。
3、二次硬化低温贝氏体热作模具钢二次回火后产生明显的二次硬化和析出强化现象，硬度增量为4.5~6 HRC，抗拉强度增量为100 MPa左右，硬度不低于54.0 HRC，无缺口冲击功不低于500 J。
4、本发明的二次硬化低温贝氏体热作模具钢合金体系控制合理，制备工艺流程简单易行，有利于工业化生产，制备效率高。
下面结合附图对本发明进行详细说明。
附图说明
图1为实施例1制备的二次硬化低温贝氏体热作模具钢的等温淬火组织扫描电镜照片；
图2为实施例2制备的二次硬化低温贝氏体热作模具钢的等温淬火组织扫描电镜照片；
图3为实施例3制备的二次硬化低温贝氏体热作模具钢的等温淬火组织扫描电镜照片；
图4为实施例4制备的二次硬化低温贝氏体热作模具钢的二次回火组织透射电镜照片；
图5为实施例5制备的二次硬化低温贝氏体热作模具钢的二次回火组织透射电镜照片；
图6为实施例6制备的二次硬化低温贝氏体热作模具钢的二次回火组织透射电镜照片。
具体实施方式
本发明提供了一种二次硬化低温贝氏体热作模具钢，其化学成分按质量百分比包括：C 0.42~0.52、Si 1.50~2.00、Mn 0.30~0.60、Cr 3.00~3.60、Mo 1.50~2.00、V 1.00~1.20、Ni 0.80~1.50、Ti 0.03-0.08、W 0.80~1.20、Nb 0.02~0.06、P<0.02、S<0.004，其余为Fe和不可避免的杂质。
除此之外，上述化学成分的配比还满足：0.72≤λ≤1.27，239≤K≤345。
其中，λ=(1.2*W+Mo+2*Nb+2*Ti+1.5*V)/(10*（2.5*Si-Cr）*C)。
K=768-354[C]-68.1[Mn]+14.6[Si]-46.2[Ni]-450*([Cr]/10+[Nb]/50+[W]/30+[Ti]/100+[V]/12+[Mo]/20)。
此外，本发明还提供了一种二次硬化低温贝氏体热作模具钢的制备方法，包括以下步骤：
A、冶炼：按照钢材的组成成分设计要求进行投料，在真空感应炉中熔炼并浇注成钢锭，
所述钢材的组成成分按质量百分比包括：C 0.42~0.52、Si 1.50~2.00、Mn 0.30~0.60、Cr 3.00~3.60、Mo 1.50~2.00、V 1.00~1.20、Ni 0.80~1.50、Ti 0.03-0.08、W 0.80~1.20、Nb 0.02~0.06、P<0.02、S<0.004。
B、热轧：将所述钢锭热轧，热轧后空冷到室温，得到热轧板坯。
C、退火+正火热处理：将步骤B处理后的热轧板坯进行退火，空冷。随后加热到980~1020 ℃保温15~30 min，空冷。
D、等温淬火处理：将步骤C热处理后的热轧板坯加热到990~1050 ℃条件下，保温20~30 min，然后迅速放到280 ℃~370 ℃的盐浴炉中等温淬火2-4 h，再空冷至室温。
E、回火处理：将步骤D热处理后的热轧板坯加热到590~610 ℃保温1.5~2.5 h，出炉空冷，如此重复两次。
下面结合具体实施例详细阐述本发明。
实施例1，参见附图1，在本实施例中。
A、按照质量百分比为：C 0.44、Si 1.52、Mn 0.32、Cr 3.00、Mo 1.56、V 1.12、Ni0.90、W 0.90、Nb 0.03、Ti 0.04、P 0.0065、S 0.0035，Fe余量的配比，计算投料比例，经真空高频感应炉冶炼+电渣重溶后浇注成直径为Φ80mm圆锭。
B、热轧：将钢锭加热至1150 ℃保温5 h进行均匀化退火，随炉冷却。之后将圆锭在1150 ℃热轧开坯成厚度为25 mm的钢板；
C、退火+正火热处理：对热轧开坯的钢板进行退火处理，退火加热温度为880 ℃，保温1.5 h后，随炉冷却。将所述热轧板坯加热到980 ℃保温20 min，出炉空冷。
D、等温淬火：将步骤C中的板材放入温度为1000 ℃的炉子中，保温20 min，然后迅速放入360 ℃的盐浴炉中等温2 h，再出炉空冷至室温。
对本实施例所制得板材进行扫描电镜（TEM）分析、硬度、冲击和拉伸试验，结果参见表1和图1。本实施例制备了二次硬化低温贝氏体热作模具钢，λ=1.27，K=345 ℃。从图1中可以看出：组织为低温贝氏体组织，其体积分数为81%，低温贝氏体组织硬度为49.6 HRC，无缺口冲击功不低于500 J，夏比U型缺口冲击功（KU2）为26 J，抗拉强度为1820 MPa。具体参见表1的数据。
实施例2，参见附图2，在本实施例中。
A、按照质量百分比为：C 0.52、Si 2.00、Mn 0.58、Cr 3.55、Mo 1.92、V 1.20、Ni1.46、W 1.19、Nb 0.05、Ti 0.07、P 0.0055、S 0.0040，Fe余量的配比，计算投料比例，经真空高频感应炉冶炼+电渣重溶后浇注成直径为Φ80mm圆锭。
B、热轧：将钢锭加热至1150℃保温5h进行均匀化退火，随炉冷却。之后将圆锭在1150℃热轧开坯成厚度为25mm的钢板；
C、退火+正火热处理：对热轧开坯的钢板进行退火处理，退火加热温度为880℃，保温1.5h后，随炉冷却。将所述热轧板坯加热到1020℃保温25 min，出炉空冷。
D、等温淬火：将步骤C中的板材放入温度为1050℃的炉子中，保温20min，然后迅速放入285℃的盐浴炉中等温3h，再出炉空冷至室温。
对本实施例所制得板材进行扫描电镜（TEM）分析、硬度、冲击和拉伸试验，结果参见表1和图2。本实施例制备了二次硬化低温贝氏体热作模具钢，λ=0.72，K=239 ℃。从图2中可以看出：组织为低温贝氏体组织，其体积分数为87%，低温贝氏体组织硬度为51.5 HRC，无缺口冲击功不低于500 J，夏比U型缺口冲击功（KU2）为30 J，抗拉强度为1892 MPa。具体参见表1的数据。
实施例3，参见附图3，在本实施例中。
A、按照质量百分比为：C 0.49、Si 1.81、Mn 0.45、Cr 3.36、Mo 1.78、V 1.15、Ni1.22、W 1.12、Nb 0.04、Ti 0.05、P 0.0045、S 0.0030，Fe余量的配比，计算投料比例，经真空高频感应炉冶炼+电渣重溶后浇注成直径为Φ80mm圆锭。
B、热轧：将钢锭加热至1150 ℃保温5 h进行均匀化退火，随炉冷却。之后将圆锭在1150 ℃热轧开坯成厚度为25 mm的钢板；
C、退火+正火热处理：对热轧开坯的钢板进行退火处理，退火加热温度为880 ℃，保温1.5 h后，随炉冷却。将所述热轧板坯加热到1000 ℃保温30 min，出炉空冷。
D、等温淬火：将步骤C中的板材放入温度为1030 ℃的炉子中，保温20 min，然后迅速放入315 ℃的盐浴炉中等温2.5 h，再出炉空冷至室温。
对本实施例所制得板材进行扫描电镜（TEM）分析、硬度、冲击和拉伸试验，结果参见表1和图1。本实施例制备了二次硬化低温贝氏体热作模具钢，λ=0.88，K=282 ℃。从图1中可以看出：组织为低温贝氏体组织，其体积分数为85%，低温贝氏体组织硬度为50.5 HRC，无缺口冲击功不低于500 J，夏比U型缺口冲击功（KU2）为28 J，抗拉强度为1853 MPa。具体参见表1的数据。
实施例4，参见附图4，在本实施例中：
将上述实施例1中的等温淬火处理的板材放入590℃的箱式炉中，保温回火1.5h，出炉空冷至室温。然后第二次放入箱式炉中加热到590℃回火1.5h，出炉空冷到室温。
对本实施例所制得板材进行扫描电镜（SEM）分析、硬度、冲击和拉伸试验，结果参见表1和图4。从图4中可以看出：本实施例制备了回火贝氏体、纳米析出碳化物和球状未溶碳化物组织，纳米析出碳化物的尺寸和体积分数分别为10nm和1%。其组织硬度为55.1HRC，无缺口冲击功不低于500J，夏比U型缺口冲击功（KU2）为22J，抗拉强度为1962 MPa。具体参见表1的数据。
实施例5，参见附图5，在本实施例中：
将上述实施例2中的等温淬火处理的板材放入600 ℃的箱式炉中，保温回火2 h，出炉空冷至室温。然后第二次放入箱式炉中加热到600 ℃回火2 h，出炉空冷到室温。
对本实施例所制得板材进行扫描电镜（SEM）分析、硬度、冲击和拉伸试验，结果参见表1和图5。从图5中可以看出：本实施例制备了回火贝氏体、纳米析出碳化物和球状未溶碳化物组织，纳米析出碳化物的尺寸和体积分数分别为5 nm和2%。其组织硬度为56.8 HRC，无缺口冲击功不低于500 J，夏比U型缺口冲击功（KU2）为26 J，抗拉强度为1996 MPa。具体参见表1的数据。
实施例6，参见附图6，在本实施例中：
将上述实施例3中的等温淬火处理的板材放入590 ℃的箱式炉中，保温回火1.5h，出炉空冷至室温。然后第二次放入箱式炉中加热到610 ℃回火1.5 h，出炉空冷到室温。
对本实施例所制得板材进行扫描电镜（SEM）分析、硬度、冲击和拉伸试验，结果参见表1和图6。从图6中可以看出：本实施例制备了回火贝氏体、纳米析出碳化物和球状未溶碳化物组织，纳米析出碳化物的尺寸和体积分数分别为6 nm和1.5%。其组织硬度为55.4HRC，无缺口冲击功不低于500 J，夏比U型缺口冲击功（KU2）为24 J，抗拉强度为1975 MPa。具体参见表1的数据。
实施例1-6中二次硬化低温贝氏体热作模具钢力学性能结果如表1所示：
。
综上所述，本发明的方案得到的一种二次硬化低温贝氏体热作模具钢，制备效率高、回火性能优异。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (8)

1.一种二次硬化低温贝氏体热作模具钢，其特征在于，化学成分按质量百分比包括：C0.42~0.52、Si 1.50~2.00、Mn 0.30~0.60、Cr 3.00~3.60、Mo 1.50~2.00、V 1.00~1.20、Ni0.80~1.50、Ti 0.03-0.08、W 0.80~1.20、Nb 0.02~0.06、P<0.02、S<0.004，其余为Fe和不可避免的杂质；
所述热作模具钢中C、Si、Cr、Nb、W、V、Mo及Ti的化学成分配比符合：0.72≤λ≤1.27，其中，
λ=(1.2*W+Mo+2*Nb+2*Ti+1.5*V)/(10*（2.5*Si-Cr）*C)；
所述热作模具钢中C、Si、Mn、Cr、Ni、V、Ti、Nb、W、V及Mo的化学成分配比符合：239≤K≤345，其中，
K=768-354[C]-68.1[Mn]+14.6[Si]-46.2[Ni]-450*([Cr]/10+[Nb]/50+[W]/30+[Ti]/100+[V]/12+[Mo]/20)。
2.根据权利要求1所述的二次硬化低温贝氏体热作模具钢，其特征在于，所述热作模具钢的组织由低温贝氏体组织、未溶碳化物和低温析出碳化物构成。
3.根据权利要求2所述的二次硬化低温贝氏体热作模具钢，其特征在于，所述低温贝氏体组织含量占比不低于80%。
4.根据权利要求2所述的二次硬化低温贝氏体热作模具钢，其特征在于，所述低温析出碳化物尺寸为5~10 nm，体积分数为1~2%。
5.根据权利要求1-4任一项所述的二次硬化低温贝氏体热作模具钢，其特征在于，所述热作模具钢的抗拉强度不低于1950 MPa。
6.根据权利要求1-4任一项所述的二次硬化低温贝氏体热作模具钢，其特征在于，所述热作模具钢的硬度不低于54.0 HRC，无缺口冲击功不低于500 J。
7.一种二次硬化低温贝氏体热作模具钢的制备方法，用于制备如权利要求1-6任一项所述的热作模具钢，其特征在于，包括以下步骤：
A、冶炼：按照钢材的组成成分设计要求进行投料，在真空感应炉中熔炼并浇注成钢锭，
所述钢材的组成成分按质量百分比包括：C 0.42~0.52、Si 1.50~2.00、Mn 0.30~0.60、Cr 3.00~3.60、Mo 1.50~2.00、V 1.00~1.20、Ni 0.80~1.50、Ti 0.03-0.08、W 0.80~1.20、Nb 0.02~0.06、P<0.02、S<0.004；
B、热轧：将所述钢锭热轧，热轧后空冷到室温，得到热轧板坯；
C、退火+正火热处理：将步骤B处理后的热轧板坯进行退火，空冷；随后加热到980~1020℃保温15~30 min，空冷；
D、等温淬火处理：将步骤C热处理后的热轧板坯加热到990~1050 ℃条件下，保温20~30min，然后迅速放到280 ℃~370 ℃的盐浴炉中等温淬火2-4 h，再空冷至室温；
E、回火处理：将步骤D热处理后的热轧板坯加热到590~610 ℃保温1.5~2.5 h，出炉空冷，重复两次。
8.根据权利要求7所述的二次硬化低温贝氏体热作模具钢的制备方法，其特征在于，所述热作模具钢二次回火后产生明显的二次硬化和析出强化现象，硬度增量为4.5~6HRC，抗拉强度增量为104~142 MPa。
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