快速冷却和快速加热作用产生的热应力是模具热疲劳的主要原因。  模具的热疲劳是在模腔表面产生微裂纹。这些裂缝中的一些呈单条的形式，另一些连接成细网格，也称为“裂缝”

　　热疲劳裂纹的产生不仅与交变拉伸应力和压缩应力有关，还与模具表面的高温氧化有关。  由于加工坯料的热应力、氧化腐蚀和挤压裂纹等因素，热疲劳裂纹产生后会继续扩展。

　　热疲劳是热加工模具，尤其是压铸模的常见失效模式。因热疲劳而失效的铝模具占总失效的60% ~ 70%。  模具表面温度的升高倾向于扩张表面，但是受到模具内层的较低温度部分的限制，在模具表面上造成压缩应力。  由于高温模具的表层材料的屈服强度将降低，热应力将容易超过模具材料的屈服强度，并导致表层的压缩塑性变形。  锻造脱模时，模具表面迅速冷却，特别是采用喷水冷却时，模具表面立即冷却至室温，从而产生相反方向的温度梯度。因此，当锻件脱模时，模具外表面的压应力逐渐减小并转化为拉应力。  模具的表面金属随着加热和冷却而膨胀或收缩。模具和注入模具或压制高温坯料的高温熔融金属之间的温差越大，模具表面金属的膨胀和收缩越大，产生的拉伸应力越大，热疲劳裂纹产生得越快。

　　在研究模具抗热疲劳性能与钢冲击韧性之间的关系时，发现模具钢冲击韧性越高，模具抗热疲劳性能越高。  模具的硬度对抗热疲劳性也有显著影响。  5CrNiMo钢硬度与热疲劳敏感性的关系热处理后模具的硬度越高，其抗热疲劳性越低。

　　模具热疲劳是热加工模具常见的损伤形式。  热疲劳裂纹往往是早期脆性断裂和机械疲劳的来源，因此会加速模具的断裂。  热疲劳裂纹出现后，还会加剧模具的磨损过程，因此延缓热疲劳裂纹的产生是提高模具使用寿命的一个重要方面。  当模具基体硬度较低时，仍可使用锻造质量的细小裂纹。  相反，如果模具基体的塑性韧性低，小裂纹将迅速扩展成粗裂纹，导致模具早期失效。  裂纹扩展区的油深度通常更大。然而，由于锻造压力巨大，模具中产生巨大的机械应力，促使热疲劳裂纹继续向内部扩展。  当模具材料具有足够高的断裂韧性值时，热疲劳裂纹可以继续亚稳态扩展以形成更深的机械疲劳裂纹。当模具材料的断裂韧性值小于裂纹**的应力强度因子时，将不稳定传播发生，模具将由于低应力脆性断裂而失效。

　　热疲劳裂纹引起的失效是压铸模具的主要失效形式。  经过多次冷热循环后，模具表面反复承受压缩和拉伸应力循环，导致热疲劳。  由于模腔被熔融金属冲刷，热锻模中没有金属-塑料可变摩擦力的影响，所以压铸模的热疲劳裂纹产生裂纹。  裂纹的截面很短，并且垂直于轮廓。  裂缝的宽度和长度是不同的。通常，宽度约为0.5毫米，长度约为1毫米。氧化物和液态金属留在裂纹中。  导致压铸模热疲劳(开裂)的因素很多。浇注温度和模具预热温度之间的温差越大，冷却速度越快，热疲劳裂纹就越有可能发生，并且它们也与热循环速度、热处理工艺和模具表面处理密切相关。  裂纹萌生的循环次数与模具材料和应变水平等因素有关。