本论文重点研究了不同的振幅、振动时间和振动方向的机械振动处理对铸造热作模具钢微观组织、力学性能和热疲劳行为的影响,设计并优化出了较佳的振动工艺参数,同时深入系统地研究了振动细晶强化的作用机制;此外研究了不同电流密度和作用时间的电脉冲处理对铸造热作模具钢热疲劳行为的影响。研究表明,在凝固过程中施加不同振幅、时间和方向的机械振动处理,能够使树枝晶破碎,获得晶粒细小的凝固组织;同时有去气、除杂和补缩的效果,减少了缩孔、缩松和夹杂物等缺陷的数量,并使其尺寸变小,形态也由不规则的形状变成了比较均匀的圆形,试样的致密度提高了0.55%~2.26%;铸件的硬度提高了1.46%~14.75%,冲击韧性值提高了13.34%~43.99%;热疲劳寿命提高了1.25 倍~3.01 倍,并且提高了铸造热作模具钢的抗软化能力。对热疲劳试样进行不同电流密度和作用时间的电脉冲处理,研究结果表明,经过电脉冲处理能够显著地提高铸造热作模具钢热疲劳裂纹萌生和扩展的抗力,延缓裂纹萌生和降低裂纹扩展速度,使其热疲劳寿命提高了1.52 倍~4.85倍;同时发现,经过电脉冲处理的热疲劳试样在预制裂纹根部形成了一个热影响区,随着电流密度和作用时间的增加,热影响区的范围越来越大,其内的微观组织也越来越细小。