4Cr5MoSiV1热作模具钢广泛应用于制造铝型材热挤压模具。本文结合生产实际，围绕4Cr5MoSiV1热作模具钢的热处理及渗氮过程，系统研究了其组织和性能的变化规律，得到如下结果:　　 4Cr5MoSiV1热作模具钢在“球化退火→淬火→回火”过程中组织转变表现为:“珠光体+碳化物”→“马氏体+残余奥氏体+碳化物”→“回火马氏体+回火索氏体+少量残余奥氏体+碳化物”。碳化物是组织变化过程的纽带。退火态中主要碳化物为富Cr的M23C6、M7C3型和V8C7，且大部分在奥氏体化过程中溶入基体，部分未溶碳化物聚集在奥氏体晶界处，能够阻止晶粒的长大。淬回火后碳化物以随马氏体分解从基体中析出的二次硬化碳化物V8C7为主。残余奥氏体随回火不断分解，含量逐渐降低。　　 4Cr5MoSiV1热作模具钢在1050℃淬火，硬度可达60HRC，在580℃回火三次硬度为50HRC，高温抗拉强度在1400MPa以上，延伸率在9％以上，冲击性能较高，综合性能较好。纵向耐冲击性能要优于横向，因此在模具使用中要尽量避免横向受到很强的冲击载荷。4Cr5MoSiV1热作模具钢的使用温度不能高于600℃，此时硬度下降显著，易引起表面磨损或断裂失效。　　 渗氮热处理后，芯部组织的回火马氏体进一步向回火索氏体转变，但硬度变化不大。三次回火析出了更多的碳化物，降低了氮的扩散系数使其一次氮化渗氮层的厚度小于二次回火样品。一次氮化形成了极薄的化合物层，渗氮层厚度在100μm以内，表面硬度达1000HV，渗层硬度分布落差较大。二次渗氮形成了8μm左右的致密化合物层，渗层的厚度在200μm以上，表面硬度高达1100HV，渗层硬度分布平缓。600℃以上，渗氮层与基体的硬度下降显著。一次氮化渗氮层组成相为α-Fe相、ε相、γ相以及CrN相。二次氮化化合物层的组成相为ε相、γ相以及少量的Fe3O4相。氮浓度由表及里逐渐下降，而在扩散层中存在大量脉状氮化物的区域，使得含氮量在扩散层中的分布呈现先升高再降低的趋势。　　 综合比较可知，4Cr5MoSiV1热作模具钢热处理及渗氮工艺应选用:1050℃淬火，570℃～590℃回火三次，进行二次氮化。