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现代工业，模具领先。模具工业水平的高低已成为衡量国家制造业水平的重要标志之一。近年来，我国模具工业发展迅速，但国产模具钢现有钢种仍然不能满足需要，迫切需要开发新型模具钢。为了减少冷作模具钢热处理变形、提高强韧性及淬透性，保证耐磨性以及保持低的价格，国内外发展了一系列低合金微变形冷作模具钢，用于制造精密复杂模具。
A6钢是美国合金工具钢标准(ASTM A681-1999)中空淬低合金冷作模具钢，该钢在国外被广泛用于下料模、成型模、轧辊、冲头、滚丝模及剪刀片等，其淬火温度低，热处理变形小，具有良好的耐磨性和韧性。对于该钢，至今国内研究甚少，因此，本论文研究出满足出口标准的A6钢，将会进一步满足国内模具市场的需求。
A6钢锻后硬度高，退火组织呈片层珠光体，不利于切削加工，因此，本文采用在A6钢化学成分的基础上，优化设计的8炉自产钢，同时选用冶金企业生产的A6钢为本试验用钢，通过运用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、定量化学相分析、连续冷却转变曲线(CCT曲线)、热力学平衡相计算(Thermo-Calc)等实验方法，进行了试验钢的易切削相及其变性处理、热处理工艺(包括球化退火、淬火及回火工艺等)及组织性能等研究。实验结果主要得出以下几个结论：
(1)通过A6钢中加入适量的易切削元素硫，可以有效地改善钢材的切削加工性能；在钢中加入少量的Ca(0.002%～0.005%)或Ca+RE(0.001%)进行变性处理，均可以有效地改变钢中硫化物的形貌和结构，使之由长条形变为纺锤形。通过实验研究得知，未经变性处理的A6钢易切削相为(Mn，Fe)S，而加入变性元素之后的硫化物的组成结构为(Mn，Fe)S和CaS，或变为Ca-RE-Mn-S多元复合夹杂物，从而改善易切削钢的使用性能和适当地降低硫化物(易切削相)的级别。
(2)A6钢退火态析出相有M23C6、M3C、M2C、M6C、M(C，N)、(Mn，Fe)S和AIN等。碳化物占钢中总质量分数为13.5%，而其中M23C6占绝大部分(89%)。
(3)经过15种球化退火工艺的研究发现，凡经过840℃正火工序后再退火处理，所得到的球化效果都很好。试验用A6钢常规退火态为>6级的片层状珠光体组织，经过球化处理后，珠光体组织处于2～3级之间，硬度由原来的241～229HB下降为201～199HB，有效地改善钢材的球化组织并降低退火硬度，表明了正火工序在球化处理中至关重要。
(4)钢中碳含量应控制在A6钢成份范围的上限。碳含量在上限，将使该钢处于过共析状态，有利于改善球化组织。
(5)在840℃～850℃淬火，这类钢的硬度最高，在200℃～320℃温度范围内回火2小时，该钢的硬度随回火温度的升高而呈线性下降的趋势。
(6)球化退火工艺可以成倍提高A6钢退火态钢材的塑性和韧性，尤其球化后韧性的试验结果更为明显，最高可达常规退火态冲击韧性的441.86%，提高了3倍多；对于淬、回火态钢材，其强度性能与常规退火钢材相当，但塑性、韧性大幅度提高，可以预期新型的球化退火工艺，将有效提高A6钢制品的使用寿命。
从上述结果来看，本实验已经达到了A6钢化学成份的优化设计，硫化物变性处理，最佳球化退火工艺及其组织性能等预期目标，改善其切削性能和力学性能，并提高其使用寿命，进一步充实和完善国内A6钢基础数据，有效地指导工业化试制生产，为今后提高易切削型空淬冷作模具钢的质量和性能提供了一条新的途径。