据统计，约70%的热锻模具由于磨损而导致失效。近年来，针对热锻模具高温磨损的研究逐渐成为一大热点。硬度作为影响磨损的一个重要变量，受到越来越多的关注。随着模具服役次数的增加，受热负荷影响模具表层发生一定的热软化，导致材料硬度出现下降。受锻造温度、材料成分、热处理工艺及锻造工艺等因素的影响，导致其表层硬度变化非常复杂。第一部分介绍了国内模具发展现状，指出在材料利用率、能耗、模具寿命方面同国外相比还较低。其次，分析了国内外在热锻模具高温磨损、热锻模具硬度研究方面取得的进展。然后，介绍了本文的研究内容及目的。第二部分介绍了热锻模具的温度场、应力场理论，指出型腔表面和近表层所受热负荷主要来源于热传导和摩擦热效应，并出现了热疲劳、相变、回火反应和塑性变形等失效形式。其次介绍了锻模表层所受的热负荷与机械负荷、锻模材料的高温性能（热稳定性、高温硬度、高温摩擦、等效回火效应）。最后，针对有限元刚塑性/弹塑性理论及数值模拟软件DEFORM-3D作了具体介绍。第三部分根据曲轴终锻下模的实际服役状况构建了其有限元模型，重点分析了连续锻造过程中的温度场、应力场变化情况并得出以下结论：①锻模型腔表面最高温度集中在筋板及小头端，最低温度位于型腔底部，表层温度波动区范围为7—10mm。②连续锻造过程中，表层区域的温度场变化类似于正弦波；经过一定锻造次数后，模具进入稳定工作阶段。筋板及小头端的表面等效回火温度分别为453℃，490℃。③分析了筋板及小头端的金属流动及受力情况，在锻造结束阶段所受等效应力分别达到300MPa、410MPa。第四部详细介绍了模具表层堆焊材料，研究表明其在高温下具有良好的力学性能。根据模具实际工作条件，在500℃条件下运用井式加热炉完成了不同回火时间下的回火实验。其次，针对回火试样硬度及显微组织变化做了具体分析。最后，分析了失效模具筋板部位硬度、拉伸性能、表面形貌以及元素含量的变化。第五部分依据回火参数与硬度预测模型构建了曲轴终锻下模筋板表面的硬度变化公式。其次，对比分析了不同热锻模具表层的硬度变化趋势，指出其硬度在表层2mm内出现剧烈下降。但是，受诸多因素影响，难以准确预测其表层硬度变化趋势。本文通过数值模拟和实验相结合的方法，分析了锻造过程中曲轴热锻模具型腔表层的温度场、硬度变化情况，对热锻模具磨损研究具有科研价值及深远经济效益。