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发布日期：2025-10-20　浏览次数：6

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模具钢的成分以铁（Fe）为基体，通过添加不同合金元素调控硬度、韧性、耐磨性、耐热性等关键性能，核心元素可分为 “基础强化元素” 和 “功能调控元素”，具体作用如下：

元素类别	关键元素	主要作用
基础强化元素	碳（C）	决定钢的硬度和耐磨性：C 含量越高，淬火后硬度越高（如冷作钢 C≈1.0%-2.0%）；但过高会导致韧性下降、易开裂。
	铬（Cr）	提高淬透性、耐磨性和耐蚀性：形成 Cr₂₃C₆等碳化物，增强抗磨损能力；热作钢中 Cr 还能提升抗氧化性。
功能调控元素	锰（Mn）	降低钢的淬火临界冷却速度，提升淬透性；辅助脱氧，细化晶粒，但过量易导致过热敏感性增加。
	钼（Mo）/ 钨（W）	抑制高温回火软化（“二次硬化”）：热作钢和高速钢中添加，抵抗模具在高温下的硬度下降；Mo 还能减少回火脆性。
	钒（V）	细化晶粒、提高红硬性：形成高硬度的 VC 碳化物，增强耐磨性；同时抑制奥氏体晶粒长大，提升钢的强韧性配合。
	硅（Si）	提升钢的弹性极限和抗氧化性；冷作钢中辅助脱氧，热作钢中增强抗热疲劳性，但过高会导致钢的脆性增加。
	镍（Ni）	显著提升钢的韧性和耐蚀性：塑料模具钢（如 P20）中添加，平衡硬度与韧性，同时改善抛光性能。
	铝（Al）/ 钛（Ti）	细化晶粒（“晶粒细化剂”）：Al 可形成 AlN，Ti 形成 TiC，均能抑制奥氏体长大，提升钢的冲击韧性。

根据模具的服役温度和加工对象，模具钢主要分为冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢三大类，其成分设计差异直接对应不同的性能需求：

用于室温下加工金属（如冲压、剪切、冷镦），需抵抗强烈摩擦和冲击，成分核心是 “高碳 + 高铬”，部分添加 Mo/V 细化组织。典型牌号及成分（质量分数，%）：

Cr12 型（如 Cr12、Cr12MoV）：C=1.4%-2.3%（高碳保证硬度），Cr=11%-13%（形成耐磨碳化物），Mo/V=0.1%-1.0%（细化晶粒、减少开裂）；
高速钢型（如 W6Mo5Cr4V2）：C=0.8%-0.9%，W=5.5%-6.75%，Mo=4.5%-5.5%，Cr=3.8%-4.4%，V=1.7%-2.1%（红硬性优异，适合高速冷冲）。

用于高温加工金属（如锻造、压铸、挤压），需承受反复加热 - 冷却（热疲劳）和高温载荷，成分核心是 “中碳 + 铬钼钒”，降低碳含量以保证韧性，添加 Mo/V 提升热稳定性。典型牌号及成分（质量分数，%）：

H13（4Cr5MoSiV1）（应用最广）：C=0.32%-0.45%（中碳平衡强韧性），Cr=4.75%-5.5%（抗氧化），Mo=1.1%-1.75%（抗回火软化），Si=0.8%-1.2%（抗热疲劳），V=0.8%-1.2%（细化晶粒）；
5CrNiMo（锻造模具钢）：C=0.5%-0.6%，Cr=0.5%-0.8%，Ni=1.4%-1.8%（提升韧性），Mo=0.15%-0.3%（抑制回火脆性）。

用于注塑塑料件，需保证模具表面光洁（适配塑料件外观），部分需抵抗塑料中腐蚀性添加剂（如 PVC），成分核心是 “中低碳 + 镍铬钼”，部分添加不锈钢元素（如 Cr>13%）提升耐蚀性。典型牌号及成分（质量分数，%）：

P20（3Cr2Mo）（预硬型，无需淬火）：C=0.28%-0.4%，Cr=1.7%-2.0%，Mo=0.4%-0.6%（预硬态硬度 30-35HRC，适合批量注塑）；
718H（4CrNiMoV）（高抛光性）：C=0.35%-0.45%，Ni=1.4%-1.8%（提升韧性和抛光性），Cr=1.4%-1.8%，Mo=0.3%-0.5%；
S136（4Cr13）（耐蚀型）：C=0.36%-0.45%，Cr=12%-14%（不锈钢成分，耐 PVC 等腐蚀性塑料）。

准确分析模具钢成分是质量管控（如避免成分偏析导致性能失效）和牌号鉴别（如防止以次充好）的关键，常用方法按 “精度” 和 “检测范围” 可分为三类：

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