模具钢材及特性

1、 通常来讲： 模具钢材统称为特殊钢，一般钢材称为结构钢。钢材分为：预硬钢 冷作刚 热作刚 工具钢钢材成分为：C（碳）（碳）Si（硅）（硅）Mn(锰）锰）P（磷）（磷）S（硫）（硫）Cr（铬）（铬）Ni(镍）镍）Mo(钼）钼）V（钒）（钒）Ti(鈦）鈦）W（钨）（钨）Nb（铌）（铌）Cu（铜）（铜）Al(铝）铝）B（硼）（硼）N（氮）（氮）Xt（稀土）（稀土）Co（钴）（钴）等等18钟化学成分。钟化学成分。 碳碳(C):钢中含碳量增加，屈服点和钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高抗拉强度升高 ,但塑性和冲击性降但塑性和冲击性降低，当碳量低，当碳量0.23%超过时，钢的焊超过时，钢的焊接性能变坏，

2、因此用于焊接的低合接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。脆性和时效敏感性。 2、 硅（硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有0.150.30%的硅。如果钢中含硅量超过的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能显著提高钢硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限

3、，屈服点和抗拉强度，故广泛的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.01.2%的硅，强度可提高的硅，强度可提高1520%。硅和钼、。硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。含硅的作用，可制造耐热钢。含硅14%的低的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。硅量增加，会降低钢的焊接性做矽钢片。硅量增加，会降低钢的焊接性能。能。 3、 锰（锰（Mn）：在炼钢过程中，锰是良好）：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰的脱氧

4、剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.300.50%。在碳素钢中加入。在碳素钢中加入0.70%以上时就算以上时就算“锰钢锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如淬性，改善钢的热加工性能，如16Mn钢比钢比A3屈服点高屈服点高40%。含锰。含锰1114%的钢有极的钢有极高的耐磨性，用于挖土机铲斗，球磨机衬高的耐磨性，用于挖土机铲斗，球磨机衬板等。锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，板等。锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。降低焊接性能。 4、 磷（磷（P）：在一般情况下，磷）：在一般

5、情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于磷量小于0.045%，优质钢要求更，优质钢要求更低些。低些。 5、 硫（硫（S）：硫在通常情况下也）：硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性，降是有害元素。使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。所以通常要求利，降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于硫含量小于0.055%，优质钢

6、要求，优质钢要求小于小于0.040%。在钢中加入。在钢中加入0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，的硫，可以改善切削加工性，通常称易切削钢。通常称易切削钢。 6、 铬（铬（Cr）：在结构钢和工）：在结构钢和工具钢中，铬能显著提高强度、具钢中，铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，因而是不氧化性和耐腐蚀性，因而是不锈钢，耐热钢的重要合金元素。锈钢，耐热钢的重要合金元素。 7、 镍镍(Ni)：镍能提高钢的强度，：镍能提高钢的强度，而又保持良好的塑性和韧性。镍对而又保持良好的塑性和韧性。镍对

7、酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力。但由于镍是下有防锈和耐热能力。但由于镍是较稀缺的资源，故应尽量采用其他较稀缺的资源，故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢。合金元素代用镍铬钢。 8、 钼钼(Mo)：钼能使钢的晶粒细：钼能使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，在高化，提高淬透性和热强性能，在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力温时保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到应力，发生变长期在高温下受到应力，发生变形，称蠕变形，称蠕变)。结构钢中加入钼，。结构钢中加入钼，能提高机械性能。能提高机械性能。 还可以抑制合还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性。在工具

8、金钢由于火而引起的脆性。在工具钢中可提高红性。钢中可提高红性。 9、 钛钛(Ti)：钛是钢中强脱氧剂。：钛是钢中强脱氧剂。它能使钢的内部组织致密，细它能使钢的内部组织致密，细化晶粒力；降低时效敏感性和化晶粒力；降低时效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在铬冷脆性。改善焊接性能。在铬18镍镍9奥氏体不锈钢中加入适当奥氏体不锈钢中加入适当的钛，可避免晶间腐蚀。的钛，可避免晶间腐蚀。 10、钒、钒(V)：钒是钢的优良脱氧：钒是钢的优良脱氧剂。钢中加剂。钢中加0.5%的钒可细化组的钒可细化组织晶粒，提高强度和韧性。钒织晶粒，提高强度和韧性。钒与碳形成的碳化物，在高温高与碳形成的碳化物，在高温高压下可提高抗

9、氢腐蚀能力。压下可提高抗氢腐蚀能力。 11、钨、钨(W)：钨熔点高，比重大，：钨熔点高，比重大，是贵重的合金元素。钨与碳形是贵重的合金元素。钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨成碳化钨有很高的硬度和耐磨性。在工具钢加钨，可显著提性。在工具钢加钨，可显著提高红硬性和热强性，作切削工高红硬性和热强性，作切削工具及锻模具用。具及锻模具用。 12、铌、铌(Nb)：铌能细化晶粒和降：铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性，提低钢的过热敏感性及回火脆性，提高强度，但塑性和韧性有所下降。高强度，但塑性和韧性有所下降。在普通低合金钢中加铌，可提高抗在普通低合金钢中加铌，可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐

10、大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力。铌可改善焊接性能。在奥蚀能力。铌可改善焊接性能。在奥氏体不锈钢中加铌，可防止晶间腐氏体不锈钢中加铌，可防止晶间腐蚀现象。蚀现象。 14、铜、铜(Cu)：武钢用大冶矿石所：武钢用大冶矿石所炼的钢，往往含有铜。铜能提高强炼的钢，往往含有铜。铜能提高强度和韧性，特别是大气腐蚀性能。度和韧性，特别是大气腐蚀性能。缺点是在热加工时容易产生热脆，缺点是在热加工时容易产生热脆，铜含量超过铜含量超过0.5%塑性显著降低。塑性显著降低。当铜含量小于当铜含量小于0.50%对焊接性无影对焊接性无影响。响。 15、铝、铝(Al)：铝是钢中常用的脱氧：铝是钢中常用的脱氧剂。钢中加入

11、少量的铝，可细化晶剂。钢中加入少量的铝，可细化晶粒，提高冲击韧性，如作深冲薄板粒，提高冲击韧性，如作深冲薄板的的08Al钢。铝还具有抗氧化性和钢。铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能，铝与铬、硅合用，可抗腐蚀性能，铝与铬、硅合用，可显著提高钢的高温不起皮性能和耐显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。铝的缺点是影响高温腐蚀的能力。铝的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。加工性能。 16、硼、硼(B)：钢中加入微量的硼就可改：钢中加入微量的硼就可改善钢的致密性和热轧性能，提高强度。善钢的致密性和热轧性能，提高强度。 17、氮、氮(N):氮能提高钢的强度，

12、低温氮能提高钢的强度，低温韧性和焊接性，增加时效敏感性。韧性和焊接性，增加时效敏感性。 18、稀土、稀土(Xt)：稀土元素是指元素周期：稀土元素是指元素周期表中原子序数为表中原子序数为57-71的的15个镧系元素。个镧系元素。这些元素都是金属，但他们的氧化物这些元素都是金属，但他们的氧化物很象很象“土土”，所以习惯上称稀土。钢，所以习惯上称稀土。钢中加入稀土，可以改变钢中夹杂物的中加入稀土，可以改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质，从而改善组成、形态、分布和性质，从而改善了钢的各种性能，如韧性、焊接性，了钢的各种性能，如韧性、焊接性，冷加工性能。在犁铧钢中加入稀土，冷加工性能。在犁铧钢中加入

13、稀土，可提高耐磨性。可提高耐磨性。 NAK80 化学成分：化学成分： 预硬模具钢，预硬模具钢，HRC38-42,高镜面模具钢，极高镜面模具钢，极好的氮化性能和焊接性能好的氮化性能和焊接性能CMnCrMoNiCuAl0.141.400.30.32.80.90.9抗疲抗疲劳性劳性耐磨耐磨性好性好耐腐耐腐蚀性蚀性抗变抗变形优形优耐热耐热抗腐抗腐韧性韧性优良优良抗氧抗氧化性化性P20化学成分化学成分 预硬模具钢，预硬模具钢，HRC35-40，氮化性能好，抛，氮化性能好，抛光性和咬花性好，通常用作机壳类模具。光性和咬花性好，通常用作机壳类模具。CSiMnCrMoPS0.28-0.40.2-0.80.6-

14、1.01.4-2.00.3-0.5小于小于0.03小于小于0.03抗疲抗疲劳性劳性弹性弹性优良优良耐磨耐磨性好性好耐腐耐腐蚀性蚀性抗变抗变形优形优有害有害元素元素切削切削性好性好 2738 氮化模具钢，氮化模具钢，HRC28-32，加工性，加工性能优异，易切削、研磨、电蚀能优异，易切削、研磨、电蚀 ，通常用在寿命高大型模具。通常用在寿命高大型模具。CMnCrMoNiPSiS0.31.52.00.21.00.020.30.03抗疲抗疲劳性劳性耐磨耐磨性好性好耐腐耐腐蚀性蚀性抗变抗变形优形优耐热耐热抗腐抗腐有害有害物质物质韧性韧性优良优良切削切削性好性好SKD61：热作模具钢：热作模具钢 合金热处

15、理模具钢：合金热处理模具钢：HRC25-30，热处，热处理后达到理后达到HRC48-60，通常用作压铸模，通常用作压铸模具和五金模具具和五金模具CMnCrMoVPS0.30.50.51.21.00.030.02抗疲抗疲劳性劳性耐磨耐磨性好性好耐腐耐腐蚀性蚀性抗变抗变形优形优抗氢抗氢化好化好高硬高硬度度切削切削性好性好 8407 合金热处理热作工具钢，优良的耐热冲击和抗龟裂合金热处理热作工具钢，优良的耐热冲击和抗龟裂能力能力 ，不论大小尺寸，韧性及延展性高高且各向同不论大小尺寸，韧性及延展性高高且各向同性，性，加工性及抛光性优良，加工性及抛光性优良，优良的淬透性，优良的淬透性，良好良好的热处理尺

16、寸稳定性，通常用在压铸模具和接插件的热处理尺寸稳定性，通常用在压铸模具和接插件模具上。模具上。CMnCrMoSiV0.380.45.31.31.00.9抗疲劳抗疲劳性性耐磨性好耐磨性好 耐腐蚀耐腐蚀好好抗变形抗变形优优韧性优韧性优良良抗氢抗氢化优化优 VIKING（海盗）（海盗） 热作合金油钢，热作合金油钢，HRC52-60，良好的热处理，良好的热处理尺寸稳定性，尺寸稳定性， 良好的机加工和磨削加工性良好的机加工和磨削加工性能，能， 综合了极佳的韧性和耐磨性；现如今综合了极佳的韧性和耐磨性；现如今通常用于高载荷冲切和成型加工的耐冲击通常用于高载荷冲切和成型加工的耐冲击钢种都不能提供最佳的综合性能。钢种都不能提供最佳的综合性能。 通常用通常用在接插件模具在接插件模具CMnCrMoSiV0.50.58.01.51.00.5抗疲劳抗疲劳性性耐磨性耐磨性耐腐蚀耐腐蚀抗变形抗变形韧性优韧性优良良抗氢抗氢化化 S136 不锈模具钢不锈