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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第二节　合金工具钢和塑料模具用钢

　　（1）中国GB标准合金工具钢[GB/T 1299-2000]a.合金工具钢的钢号与化学成分，见表6-1-5。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　6-1-5　合金工具钢的钢号与化学成分 （质量分数）（%）

钢号① C Si Mn Cr Mo W V 其他②
量具刃具用钢
9SiCr

0.85-

0.95

1.2-

1.6

0.30-

0.60

0.95-

1.25

 - - - -
8MnSi

0.75-

0.85

0.30-

0.60

0.80-

0.10

 - - - - -
Cr06

1.30-

1.45

 ≤0.40 ≤0.40

0.50-

0.70

 - - - -
Cr2

0.95-

1.10

 ≤0.40 ≤0.40

1.30-

1.65

 - - - -
9Cr2

0.80-

0.95

 ≤0.40 ≤0.40

1.30-

1.70

 - - - -
W

1.05-

1.25

 ≤0.40 ≤0.40

0.10-

0.30

 -

0.80-

1.20

 - -
耐冲击工具用钢
4CrW2Si

0.35-

0.45

0.80-

1.10

 ≤0.40

1.00-

1.30

 -

2.00-

2.50

 - -
5CrW2Si

0.45-

0.55

0.50-

0.80

 ≤0.40

1.00-

1.30

 -

2.00-

2.50

 - -
6CrW2Si

0.55-

0.65

0.50-

0.80

 ≤0.40

1.00-

1.30

 -

2.20-

2.70

 - -
6CrMnSi2MolV

0.50-

0.65

1.75-

2.25

0.60-

1.00

0.10-

0.50

0.20-

1.35

 -

0.15-

0.35

 -
5C3rMn1SiMolV

0.45-

0.55

0.20-

1.00

0.20-

0.90

3.00-

3.50

1.30-

1.80

 -

≤0.35

 -
冷作模具钢
Cr12

2.00-

2.30

 ≤0.40 ≤0.40

11.50-

13.00

 - - - -
Cr12Mo1V1

1.48-

1.60

 ≤0.60 ≤0.60

11.00-

13.00

0.70-

1.20

 - ≤1.10 Co≤1.00
Cr12MoV

1.45-

1.70

 ≤0.40 ≤0.40

11.00-

12.50

0.40-

0.60

 -

0.15-

0.30

 -
Cr5Mo1V

0.95-

1.05

 ≤0.50 ≤1.00

4.75-

5.50

0.90-

1.40

 -

0.15-

0.50

 -
9Mn2V

0.85-

0.95

 ≤0.40

1.70-

2.00

 - - -

0.10-

0.25

 -
CrWMn

0.90-

1.05

 ≤0.40

0.80-

1.10

0.90-

1.20

 -

1.20-

1.60

 - -
9CrWMn

0.85-

0.95

 ≤0.40

0.90-

1.20

0.50-

0.80

 -

0.50-

0.80

 - -
Cr4W2MoV

1.12-

1.25

0.40-

0.70

 ≤0.40

3.50-

4.00

0.80-

1.20

1.90-

2.60

0.80-

1.10

 -
7CrSiMnMoV

0.65-

0.75

0.85-

1.15

0.65-

1.05

0.90-

1.20

0.20-

0.50

 -

0.15-

0.30

 -
6Cr4W3Mo2VNb

0.60-

0.70

 ≤0.40 ≤0.40

3.80-

4.40

1.80-

2.50

2.50-

3.50

0.80-

1.20

Nb0.2-

0.35
6W6M05Cr4V

0.55-

0.65

 ≤0.40 ≤0.60

3.70-

4.30

4.50-

5.50

6.00-

7.00

0.70-

1.10

 -
热作模具钢
5CrMnMo

0.50-

0.60

0.25-

0.60

1.20-

1.60

0.60-

0.90

0.15-

0.30

 - - -
5CrNiMo

0.50-

0.60

 ≤0.40

0.50-

0.80

0.50-

0.80

0.15-

0.30

 - -

Ni1.40-

1.80
3Cr2W8V

0.30-

0.40

 ≤0.40 ≤0.40

2.20-

2.70

 -

7.50-

9.00

0.20-

0.50

 -
5Cr4Mo3SiMnVA1

0.47-

0.57

0.80-

1.10

0.80-

1.10

3.80-

4.30

2.80-

3.40

 -

0.80-

1.20

Al0.30-

0.70
3Cr3Mo3W2V

0.32-

0.42

0.60-

0.90

 ≤0.65

2.80-

3.30

2.50-

3.00

1.20-

1.80

0.80-

1.20

 -
5Cr4W5Mo2V

0.40-

0.50

 ≤0.40 ≤0.40

3.40-

4.40

1.50-

2.10

4.50-

5.30

0.70-

1.10

 -
8Cr3

0.75-

0.85

 ≤0.40 ≤0.40

3.20-

3.80

 - - - -
4CrMnSiMoV

0.35-

0.45

0.80-

1.10

0.80-

1.10

1.30-

1.50

0.40-

0.60

 -

0.20-

0.40

 -
4Cr3Mo3SiV

0.35-

0.45

0.80-

1.20

0.25-

0.70

3.00-

3.75

2.00-

3.00

 -

0.25-

0.75

 -
4Cr5MoSiV

0.33-

0.43

0.80-

1.20

0.20-

0.50

4.75-

5.50

1.10-

1.60

 -

0.30-

0.60

 -
4Cr5MoSiV1

0.32-

0.42

0.80-

1.20

0.20-

0.50

4.75-

5.50

1.10-

1.75

 -

0.80-

1.20

 -
4Cr5W2VSi

0.32-

0.42

0.80-

1.20

 ≤0.40

4.50-

5.50

 -

1.60-

2.40

0.60-

1.00

 -
无磁模具钢
7Mn15Cr2Al3V2WMo

0.65-

0.75

 ≤0.80

14.50-

16.50

2.00-

2.50

0.50-

0.80

0.50-

0.80

1.50-

2.00

Al 2.33-

3.30
塑料模具钢
3Cr2Mo

0.28-

0.40

0.20-

0.80

0.60-

1.00

1.40-

2.00

0.30-

0.55

 - - -
3Cr2NiMo

0.32-

0.40

0.20-

0.40

0.60-

0.80

1.70-

2.00

0.25-

0.40

 - -

Ni 0.85-

1.15

　　①　钢中磷、硫含量（质量分数）：P≤0.030%；S≤0.030%。

　　②钢中残余元素含量（质量分数）：Cr≤0.25%，Ni≤0.25%，Cu≤0.30%，5CrNiMo钢经供需双方同意允许V≤0.20%。

　　b.合金工具钢的交货硬度与淬火硬度，见表6-1-6。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表6-1-6　合金工具钢的交货硬度与淬火硬度

钢号 交货状态 试样淬火
硬度HBS 压痕直径/mm 淬火温度/℃ 冷却介质 硬度HRC
9SiCr 241-197 3.9-4.3 820-860 油 62
8MnSi ≤229 ≥4.0 800-820 油 60
Cr06 241-187 3.9-4.4 780-810 水 64
Cr2 229-179 4.0-4.5 830-860 油 62
9Cr2 217-179 4.1-4.5 820-850 油 62
W 229-187 4.0-4.4 800-830 水 62
4CrW2Si 217-179 4.1-4.5 860-900 油 53
5CrW2Si 255-207 3.8-4.2 860-900 油 55
6CrW2Si 285-229 3.6-4.0 860-900 油 57
6CrMnSi2Mo1V ≤229 ≥4.0 885-900 油 58
5Cr3Mn1SiMoV ≤229 ≥4.0 940-955 空冷 56
Cr12 269-217 3.7-4.1 950-1000 油 60
Cr12Mo1V1 ≤255 ≥3.8 ① - 59
Cr12MoV 255-207 3.8-4.2 950-1000 油 58
Cr5Mo1V ≤255 ≥3.95 ② - 60
9Mn2V ≤229 ≥4.0 780-810 油 62
CrWMn 255-207 3.8-4.2 800-830 油 62
9CrWMn 241-197 3.9-4.3 800-830 油 62
Cr4W2MoV ≤269 ≥3.7

960-980

1020-1040

 油 6
7CrSiMnMoV 241-217 3.9-4.1

880-900

（火焰淬火）

 空冷 60
6Cr4W3Mo2VNb ≤255 ≥3.8 1100-1160 油 60
6W6M05Cr4V ≤269 ≥3.7 1180-1200 油 60
5CrMnMo 241-197 3.9-4.3 820-850 油 60
5CrNiMo 241-197 3.9-4.3 830-860 油 60
3Cr2W8V 255-207 3.8-4.2 1075-1125 油 60
5Cr4Mo3SiMnVA1 ≤255 ≥3.8 1090-1120 油 60
3Cr3Mo3W2V ≤255 ≥3.8 1060-1130 油 60
5Cr4W5Mo2V ≤269 ≥3.7 1100-1150 油 60
8Cr3 255-207 3.8-4.2 850-880 油 60
4CrMnSiMoV 241-197 3.9-4.3 870-930 油 60
4Cr3Mo3SiV ≤229 ≥4.0 ③ - 60
4Cr5MoSiV ≤235 ≥3.95 ④ - 60
4Cr5MoSiV1 ≤235 ≥3.95 ④ - 60
4Cr5W2VSi ≤229 ≥4.0 1030-1050 油，空 60
7Mn15Cr2Al3V2WMo - - ⑤ - 45
3Cr2Mo 330-280 （预硬化） - - -
3Cr2NiMo 330-280 （预硬化） - - -

　　①Cr12Mo1V1:820℃预热，1000℃（盐浴）或1010℃（炉控气氛）加热，保温10-20min空冷，200℃回火。

　　②Cr5Mo1V：790℃预热，940℃（盐浴）或950℃（炉控气氛）加热，保温5-15min空冷，200℃回火。

　　③4Cr3Mo3SiV：790℃预热，1010℃（盐浴）或1020℃（炉控气氛）加热，保温5-15min空冷，550℃回火。

　　④4Cr5MoSiV和4Cr5MoSiV1：790℃预热，1000℃（盐浴）或1010℃（炉控气氛）加热，保温5-15min空冷，550℃回火。

　　⑤7Mn15Cr2Al3V2WMo：1170-1190℃回溶，水650-700℃时效，空冷。

　　c.合金工具钢的性能特点与用途，见表6-1-7。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表6-1-7　合金工具钢的性能特点与用途

钢号 性能特点 用途举例
9SiCr 是用途广泛的低合金工具钢其淬透性、淬硬性较高，回火稳定性较好，优于碳素工具钢和铬工具钢。适用于分级淬火、等温淬火，热处理时变形小；因含Si，脱碳倾向较大 常用于制造形状复杂、变形小、耐磨性高的低速切削刃具，如钻头、丝锥、板牙、铰刀、齿轮铣刀、拉刀等；也可用作冷作模具，如冷冲模、打打印模，还用作冷轧辊、校正辊等
8MnSi 其淬透性、韧性和耐磨性均优于碳素工具钢 常用作木工工具如凿子、锯条，以及小尺寸热锻模和冲头、热压锻模、螺栓、道钉冲模、拔丝模、冷冲模；还用作穿孔器与扩孔器工具及切削工具
Cr06 与Cr2和9Cr2相比，其碳含量最高，Cr含量最低，淬火后硬度和耐磨性都很高，刃口锋利，但较脆 大多冷轧成薄钢带后使用，常用于制作剃须刀片、手术刀具，也可用作刮刀、挫刀、刻刀等
Cr2 淬火后的硬度和耐磨性都很高，淬火变形不大，但高温塑性差 常用于低速、走刀量小、加工材料硬度不高的切削刀具，如车刀、铣刀、插刀、铰刀等；还用于冷作模具、拉丝模、冷轧辊，以及量具、量规、样板、偏心轮、钻套等
9Cr2 性能与Cr2基本相似，因碳含量稍低，其韧性较Cr2好 主要用作冷轧辊、冷冲模及冲头、钢印冲孔凿、木工工具等
W 淬火后的硬度和耐磨性较碳素工具钢好，热处理变形小，水淬不易开裂，回火稳定性较好 常用于工作温度不高、切削速度不大的刀具，如小型麻花钻、丝锥、板牙、铰刀、辊式刀具等
4CrW2Si 高温时有较好的强度和硬度，回火后有较高的韧度 用于高冲击载荷下操用的工具，如风动工具、冲裁切边复合模、冲模等冲剪工具，以及部分小型热作模具，如中应力热锻模、受热低的压铸模等
5CrW2Si 性能与4CrW2Si相近，回火后有较高的韧度，有一定的淬透性和高温力学强度，热处理时对脱碳、变形和开裂的敏感性不大 用于手动和风动凿子、空气锤工具、铆钉工具、重振动的切割器、冷冲裁和切边用凹模；也用于热作工具，如热冲孔和穿孔工具、热剪切模、热锻模、易熔合金的压铸模等
6CrW2Si 与4CrW2Si和6CrW2Si相比，具有较高的淬火硬度和一定的高温强度 常用于承受冲击载荷且要求耐磨性高的工具，如风动工具、凿子、冲击模具、铸造精整工具等；也用于热作工具，如生产螺钉和热铆的冲头、高温压铸轻合金的顶头、热锻模等
Cr12 应用广泛的冷作模具钢，具有较高的强度、淬透性和耐磨性，淬火变形小；但冲击韧度较差，易脆裂，易形成不均匀的共晶碳化物，导热性与高温塑性也较差 常用于制造承受冲击载茶小和耐磨性高的冷冲模、冲头、冷剪切刀、冷轧辊、钻套和拉丝模，以及量规、样板、凸轮销、偏心轮等
Cr12Mo1V1 国际上广泛应用的冷作模具钢，属莱氏体钢。具有高的淬透性、淬硬性和耐磨性；热处理变形小，高温抗氧化性能、淬火与抛光后抗锈蚀性能良好 用于制造各种高精度、长寿命的冷作模具、刃具和量具，如形状复杂的冲孔凹模、冷挤压模，冷剪切刀、搓丝板、滚丝轮等
Cr12MoV 淬透性高，截面为300-400mm以下的工件可完全淬透，其淬火回火后的硬度、强度、韧性均比Cr12高，耐磨性和塑性也较好，变形小，但高温塑性差 用于制造截面较大、形状复杂、经受较大冲击载茶的各种工模具，如各种冲孔凹模，切边模、钢板拉伸模、滚边模、拉丝模、缝口模、螺纹搓丝板、冷挤压模、冷切剪刀、圆锯片、标准工具、量具等
Cr5Mo1V 相当于美国A2钢，具有良好的空淬性能，空淬尺寸变形小，韧性比9Mn2V、Cr12均好，碳化物均匀细小，耐磨性好 用于制造韧性好、耐磨性高的冷作模具，如成型模、下料模、冲头、冷冲裁模等
9Mn2V 经济型冷作工具钢，价格不高而综合力学性能优于碳素工具钢，具有较高硬度和耐磨性，淬透性好，淬火后变形小，过热敏感性低 用于制作各种精密量具、样板、块规、板牙；也用于要求变形小、耐磨性高的精密丝杠、磨床主轴，以及尺寸较小的冲模、冷压模、雕刻模、落料模等
CrWMn 用途广泛的微变形钢，淬透性好，变形小，淬火低温回火后有高的硬度、耐磨性和尺寸稳定性，且韧性较好，缺点是易形成网状碳化物 用于制造量规及形状复杂、高精度的冷冲模；也用于制作要求变形小、长而形状复杂的切削刀具，如拉刀、长丝锥、长铰刀、专用铣刀等
9CrWMn 性能与CrWMn相近，但由于碳含量稍低，碳化物偏析比CrWMn好些，因而力学性能更好，但热处理后硬度稍低 用于制作形状复杂、高精度的冷冲模，以及各种量规量具等
Cr4W2MoV 新型中合金冷作模量钢，共晶化合物颗粒细小，分布均匀，具有较高的淬透性和淬硬性，且有较好的综合力学性能、耐磨性和尺寸稳定性 用于制造冷冲模、冷挤凹模、落料模、接丝板等
7CrSiMnMoV 火焰淬火冷作模具钢，具有较好的淬透性，淬火温度范围宽，过热敏感性小，淬火后获得较高的表面硬度、耐磨性和良好的韧性，热处理变形小 用于大型镶块模具，下料模，冲头、成形模、拉伸模、冷冲模、胶木模、陶土模、剪刀尺、切纸刀、轧辊以及机床导轨镶条等
6Cr4W3Mo2VNb 基体钢类型高强韧性冷作模具钢，具有高强度、高硬度，巨韧性好，又有较高的疲劳强度 用于制造冲击载荷及形状复杂的冷作模具、冷挤压模具、冷镦模具、螺钉冲头、冷冲模、冷剪模等
6W6Mo5Cr4V 低碳高速钢类型冷作模具钢，有较好的淬透性，并具有高硬度、高耐磨性、高强度和良好的红硬性，且韧性好 用于制造高冲击载荷下抗磨损的模具、冷挤压模具、拉深模具、冷镦模、成形模、冷冲模、冲头等
5CrMnMo 不含镍的热作模具钢，性能与5CrNiMo相近，淬透性稍差；此钢具有良好的韧性、强度和高耐磨性，对回火脆性不敏感 用于形状简单的小型锻压模具，如模锻锤用模块等（边长≤300-400mm）
5CrNiMo 具有良好的韧性、强度和高耐磨性，并有良好的淬透性，在高温下的韧性及耐热疲劳性高于5CrMnMo 国内已广泛用于各种中、大型锤锻模，但近年认为不宜用于制造大型、复杂的和工作温度较高的重载荷模具
3Cr2W8V 属莱氏体钢，在高温下有较高的硬度，但其韧性和塑性较差，淬透性中等，截面厚度≤80mm可淬透；此钢相变温度较高，耐热疲劳性良好 用于作高温、高应力但不受冲击载荷的凸模、凹模，如平锻机上的凸凹模、镶块、铜合金挤压模、压铸用模具；还可作高温下工作的热剪切刀等
5Cr4Mo3SiMnVAl 基体钢类型冷热两用的新型工模具钢，淬透性和淬硬性均较好，作为热作模具钢，具有较高的高温强度和较优良的耐热性、冷热疲劳性；作为冷作模具钢，具有较高的韧性 用于标准件行业和轴承行业的热挤压模，以及冷镦模、冲孔凹模等，可以代替3Cr2W8V、Cr12MoV使用
3Cr3Mo3W2V 具有良好的冷热加工性能，较高的热强性、热疲劳性能，良好的耐磨性和抗回火稳定性，并有一定的耐冲击抗力，性较好 用于镦锻模、精锻模、辊锻模具、压力机用模具等热作模具
5Cr4W5Mo2V 新型的热作模具钢，具有较高的热硬性、高温强度和较高耐磨性、抗回火稳定性及一定的冲击韧度，可进行一般热处理或等温热处理与化学热处理 常用于制造热挤压模具，可暂代替3Cr2W8V，也用于制作精锻模、热冲模等
8Cr3 具有较好的淬透性，一定的室温和高温强茺，形成细小的碳化物且均匀分布，耐磨性能较好 常用于冲击振动较小的、工作温度低于500℃的耐磨损的模具，如热冲裁模、热切边模、热顶锻模、成形冲模、热弯曲模等
4CrMnSiMoV 具有较高的高温力学性能，耐热疲劳性能好，可代替5CrNiMo使用 用于制作锤锻模、压力机锻模、校正模、热弯曲模等
4Cr3Mo3SiV 具有较高的淬透性和高温硬度，以及优良的韧性，可代替3Cr2W8V使用 用于制作热挤压模、热锻模、热冲模等
4Cr5MoSiV 空冷硬化型热作模具钢，淬透性好，在中温（≈600℃）条件下具有较好的热强度、热疲劳性能和一定的耐磨性，选用较低的淬火温度空淬，热处理变形小 常用于制造铝合金压铸模、热挤压模、螺栓模、热切边模、锤锻模、压力机锻模、塑料模具，以及穿孔用工具与芯棒等
4Cr5MoSiV1 广泛使用的空冷硬化型热作模具钢，与4Cr5MoSiV相比，此钢具有较高的热强度和硬度，在中温条件下具有良好的韧性、热疲劳性能和一定的耐磨性，并且淬透性高，热处理变形小 广泛用于热挤压模具与芯棒、模锻锤的锻模、高速精锻用模具镶块、锻造压力机模具，以及铝合金压铸模等
4Cr5W2VSi 空冷硬化型热作具钢，在中温下具有较高的硬度和热强度，良好的韧性、耐磨性和热疲劳性能 用于锻压模具、热挤压模具与芯棒、冲头、零部件成型用高速锤锻模，以及铝、锌等轻金属的压铸模等
7Mn15Cr2A13V2WMo 高Mn-V系无磁钢，此钢在各种状态下都能保持稳定的奥氏体，且有非常低的磁导率，高的硬度、强度，较好的耐磨性，但切削加工性差 用于制造无磁模具、无磁轴承以及其他要求在强磁场中不产生碰感应的结构零件，也用于700-800℃使用的热作模具
3Cr2Mo 广泛应用的预硬化型塑料模具钢，也称P20，综合力学性能良好，淬透性高，较大截面的钢材能获得较均匀的硬度，且有良好的抛光性能；此钢经预硬化后，再经冷加工制造成模具，可直接使用　 用于制造大、中型的和精密的塑料模具，也用于低熔点合金（如锡、锌、铝合金）的压铸模

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