本文采用THERMO-CALC软件优化了新型高Cr热作模具钢（HHD钢）的成分设计,并以该成分为依据研究了碳、铬含量,孕育变质和强韧化热处理工艺对HHD钢组织、力学性能、热疲劳性能等的影响规律与作用机制。研究发现,新型HHD钢为低碳板条马氏体钢,具有优良的淬透性,过冷奥氏体十分稳定,在冷却速度小于0.53℃/s时（冷却30分）才有碳化物析出,而H13钢冷却90秒后就开始有碳化物析出。HHD钢经强韧化热处理后,获得了大量弥散分布在基体上的纳米级MC、M₂₃C₆和Mo₂C型碳化物,这些弥散的纳米级碳化物十分稳定,保证了HHD钢的高温弥散强化效果,大大地提高了HHD钢的高温性能。实验结果表明,新型HHD钢的高温强度、抗热疲劳性、耐磨性、抗氧化性、热塑性（锻造成型性）和热稳定性均优于ASSAB8407（进口H13）钢。研究发现热作模具的使用寿命不仅与强韧性有关,同时还与氧化密切相关,氧化大大地加快了热疲劳裂纹的萌生与扩展和高温下的磨损。新型HHD钢具有高的强韧性与抗氧化性的良好配合,使其使用寿命大大高于H13、3Cr2W8V等商业热作模具钢。生产实验表明,采用HHD钢制造的铜合金放气阀本体压铸模具、铜合金汽车变速箱同步环精密锻造模具、汽车输出法兰第三工位冲头热镦模具和空调调节阀锻造模具,使用寿命分别是目前企业正在使用的H13、3Cr2W8V等钢加工而成的同类模具的2.3⁴.8倍、10倍、1.6倍和3倍,而且新型HHD钢模具成本较低,深受应用者欢迎。可见,本研究开发的新型HHD钢具有广阔的应用前景与显著的经济效益!