工具钢和硬质合金牌号及化学成分.docx
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工具钢和硬质合金牌号及化学成分
RevisedonNovember25,2020
工具钢和硬质合金牌号及化学成分
第一章 中国工具钢和硬质合金牌号及化学成分
第一节 碳素工具钢
（1）中国GB标准碳素工具钢的钢号与化学成分[GB/T1298-1986]（表6-1-1）
表6-1-1 碳素工具钢的钢号与化学成分（质量分数）（%）
钢号
C
Si
Mn
P≤
S≤
T7
T8
T8Mn
T9
T10
T11
T12
T13
注：
1.高级优质钢（带“A”的钢号）磷、硫含量（质量分数）：
P≤%；S≤%。
2.钢中残余元素含量（质量分数）：
Cr≤%，Ni≤%，Cu≤%。
3.用作铅浴钢丝的残余元素含量（质量分数）：
Cr≤%，Ni≤%，Cu≤%，Cr+Ni+Cu≤%。
4.要求检验钢的淬透性时，允许添加少量合金元素。
（2）中国GB标准碳素工具钢的交货硬度与淬火硬度（表6-1-2和表6-1-3）
表6-1-2 碳素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
T7
≤187
≥
800-820
水
62
T8
≤187
≥
780-800
水
62
T8Mn
≤187
≥
780-800
水
62
T9
≤192
≥
760-780
水
62
T10
≤192
≥
760-780
水
62
T11
≤207
≥
760-780
水
62
T12
≤207
≥
760-780
水
62
T13
≤217
≥
760-780
水
62
注：
表中硬度值及淬火工艺摘自GB/T1298-86。
表6-1-3 碳素工具钢热轧钢板的交货状态与硬度
钢号
交货状态①
硬度②HBS
T7
退火或高温回火板厚
退火或高温回火板厚
退火或高温回火板厚
①按供需双方协议，也可在其他热处理状态下交货，还可经酸洗后交货。
②表中硬度值摘自GB/T3278-1982.
（3）中国碳素工具钢的性能特点与用途（表6-1-4）
表6-1-4 碳素工具钢的性能特点与用途
钢号
性能特点和使用范围
用途举例
T7
T7A
具有较好的韧性和硬度，但切削性能较差，强度较低
适于制作要求适当硬度、能承受冲击载荷并具有较好韧性的各种工具
小尺寸风动工具、瓦工馒子、木工用锯、凿于、钳工工具、冲头、锤子、铁皮剪等
形状简单、承受载荷轻的小型冷作模具、压模、铆钉模及热固性塑料压缩模等
T8
T8A
淬火加热时容易过热，变形也大，塑性与强度较低，热处理后有较高硬度和耐磨性
适于制作要求较高硬度、耐磨、承受冲击载荷不大的各种工具
加工木材的铣刀、埋头钻、平头锪钻、斧子、凿子、手锯条、冲头、台钳牙、挫刀、车刀等
冷镦模、拉伸模、压印模、纸品下料模、热固性塑料压缩模等
T8Mn
T8MnA
性能与T8、T8A相近，但提高了淬透性，工件可获得较深的淬硬层
适于制作截面较大的工具
可制作T8、T8A的各种工具，还可制作横纹挫刀、手锯条、采煤和岩石凿子等
T9
T9A
具有较高的硬度和耐磨性，性与T8、T8A相近
适于制作要求较高硬度且有一定韧性的各种工具
木工工具、锯条、挫刀、丝锥、板牙、农机切割刀片等
冷冲模、冲孔冲头等
T10
T10A
在淬火加热（700-800℃）时，仍能保持细晶粒组织，不致过热。
淬火后钢中有未溶的过剩碳化物，增加钢的耐磨性
适于制作要求较高耐磨性、刃口锋利且稍有韧性的工具
加工木材工具、手用横锯及细木工锯、机用细木工具、麻花钻、车刀、刨刀、铣刀、铰刀、板牙、丝锥、刮刀、挫刀刻纹工具等
冷镦模、冲模、拉丝模、铝合金用冷挤压凹模、低品下料模、塑料成型模具等
T11
T11A
与T10、T12相比，具有较好的综合力学性能，如硬度、耐磨性及韧性等。
对晶粒长大及形成碳化物钢的敏感性较小
适于制作要求切削时刃口不易变热的工具
丝锥、挫刀、扩孔铰刀、板牙、刮刀、量规、木工工具等
冷镦模、尺寸不大的冷冲模、软材料用切边模等
T12
T12A
钢的碳含量高，淬火后有较多的过剩碳化物，因硬度和耐磨性均高，而韧性低
适于制作不受冲击载荷、切削速度不高、切削刃口不变热的工具
车刀、铣刀、刮刀、钻头、铰刀、扩孔钻、丝锥、板牙、量规、切烟草刀、挫刀等
冷镦模、拉丝模、小截面的冷冲模与切边模、塑料成型模具等
T13
T13A
碳素工具钢中碳含量最高的钢种，硬度很高，碳化物增加且分布不均匀，力学性能差
适用制作不承受冲击载荷的硬金属切削工具
刮刀、挫刀、剃刀、切削工具、拉丝工具、刻纹工具及硬石加工工具等
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/T1299-2000]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
-
-
-
-
8MnSi
-
-
-
-
-
Cr06
≤
≤
-
-
-
-
Cr2
≤
≤
-
-
-
-
9Cr2
≤
≤
-
-
-
-
W
≤
≤
-
-
-
耐冲击工具用钢
4CrW2Si
≤
-
-
-
5CrW2Si
≤
-
-
-
6CrW2Si
≤
-
-
-
6CrMnSi2MolV
-
-
5C3rMn1SiMolV
-
≤
-
冷作模具钢
Cr12
≤
≤
-
-
-
-
Cr12Mo1V1
≤
≤
-
≤
Co≤
Cr12MoV
≤
≤
-
-
Cr5Mo1V
≤
≤
-
-
9Mn2V
≤
-
-
-
-
CrWMn
≤
-
-
-
9CrWMn
≤
-
-
-
Cr4W2MoV
≤
-
7CrSiMnMoV
-
-
6Cr4W3Mo2VNb
≤
≤
6W6M05Cr4V
≤
≤
-
热作模具钢
5CrMnMo
-
-
-
5CrNiMo
≤
-
-
3Cr2W8V
≤
≤
-
-
5Cr4Mo3SiMnVA1
-
3Cr3Mo3W2V
≤
-
5Cr4W5Mo2V
≤
≤
-
8Cr3
≤
≤
-
-
-
-
4CrMnSiMoV
-
-
4Cr3Mo3SiV
-
-
4Cr5MoSiV
-
-
4Cr5MoSiV1
-
-
4Cr5W2VSi
≤
-
-
无磁模具钢
7Mn15Cr2Al3V2WMo
≤
Al
塑料模具钢
3Cr2Mo
-
-
-
3Cr2NiMo
-
-
Ni
① 钢中磷、硫含量（质量分数）：
P≤%；S≤%。
②钢中残余元素含量（质量分数）：
Cr≤%，Ni≤%，Cu≤%，5CrNiMo钢经供需双方同意允许V≤%。
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
油
62
8MnSi
≤229
≥
800-820
油
60
Cr06
241-187
水
64
Cr2
229-179
油
62
9Cr2
217-179
油
62
W
229-187
水
62
4CrW2Si
217-179
油
53
5CrW2Si
255-207
油
55
6CrW2Si
285-229
油
57
6CrMnSi2Mo1V
≤229
≥
885-900
油
58
5Cr3Mn1SiMoV
≤229
≥
940-955
空冷
56
Cr12
269-217
油
60
Cr12Mo1V1
≤255
≥
①
-
59
Cr12MoV
255-207
油
58
Cr5Mo1V
≤255
≥
②
-
60
9Mn2V
≤229
≥
780-810
油
62
CrWMn
255-207
油
62
9CrWMn
241-197
油
62
Cr4W2MoV
≤269
≥
960-980
1020-1040
油
6
7CrSiMnMoV
241-217
（火焰淬火）
空冷
60
6Cr4W3Mo2VNb
≤255
≥
1100-1160
油
60
6W6M05Cr4V
≤269
≥
1180-1200
油
60
5CrMnMo
241-197
油
60
5CrNiMo
241-197
油
60
3Cr2W8V
255-207
油
60
5Cr4Mo3SiMnVA1
≤255
≥
1090-1120
油
60
3Cr3Mo3W2V
≤255
≥
1060-1130
油
60
5Cr4W5Mo2V
≤269
≥
1100-1150
油
60
8Cr3
255-207
油
60
4CrMnSiMoV
241-197
油
60
4Cr3Mo3SiV
≤229
≥
③
-
60
4Cr5MoSiV
≤235
≥
④
-
60
4Cr5MoSiV1
≤235
≥
④
-
60
4Cr5W2VSi
≤229
≥
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
第三节 高速工具钢
（1）中国GB标准高速工具钢[GB/T9943-1998]
a.高速工具钢的钢号与化学成分，见表6-1-14。
b.高速工具钢棒材的交货硬度与热处理，见表6-1-15。
c.高速工具钢的性能特点与用途，见表6-1-16。
表6-1-14 高速工具钢的钢号与化学成分（质量分数）（%）
钢号
C
Si①
Mn
P≤
S≤②
Cr
Mo
V
W
其他③
W18Cr4V
W18Cr4VCo5
W18Cr4V2Co8
W12Cr4V5Co5
W6Mo5Cr4V2
CW6Mo5Cr4V2
W6Mo5Cr4V3
CW6Mo5Cr4V3
W2Mo9Cr4V2
W6Mo5Cr4V2Co5
W7Mo4Cr4V2Co5
W2MoqCr4VCo8
W9Mo3Cr4V
W6Mo5CrV2Al
＜④
＜
⑤
-
-
-
-
-
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