2.金属硬度
淬火钢等硬的材料。HRA硬度有效范围是>70，适用于硬质合金、表面 淬火层及渗碳层;HRC硬度有效范围是20-68(相当于HB230700,HB450-700超出了布氏硬度的使用上限)，适用于淬火钢及调质 钢。 2.1.2洛氏硬度HRB 洛氏硬度HRB的测量采用直径1.588mm(1/16")的钢球，适用于退火 钢、有色金属等，硬度有效范围是25-100（相当于HB60-230)。 2.1.3维氏硬度HV
1.1模具材料的分类
一般指其成分与高速钢淬火组织 钢种 中基体化学成分相同的钢 牌号举例
碳素工具钢 油淬冷作模具钢 空淬冷作模具钢 高碳高铬冷作模具钢 基体钢和低碳高速钢 硬质合金 钢结硬质合金 T7、T8、T10
一种多相结合材料，耐磨性、硬 CrWMn,9Mn2V,9SiCr,Cr2 度、机械化强度都较高。不能进 行切削加工。 Cr5Mo1V、Cr6WV、8Cr2MnWMoVS、
为避免大、中型精密塑料模具热处理后的变形， 保证模具的精度和使用性能而开发的模具材料。 在钢厂经过充分锻打后制成模块预先调质要求的 硬度（30~35HRC）后供使用单位制造模具，切 削加工成形后不再进行热处理直接使用
1.1模具材料的分类
为避免形状复杂、精密、要长寿 命的塑料模具在热处理过程中变 形，这类钢在固溶处理后进行切 削加工，现进行低温时效硬化处 理获得要求的力学性能，时效处 理后不再进行切削加工即可得到 精度很高的模具成品
Cr4W2MoV Cr12MoV、Cr12、Cr12MoV1
以高熔点碳化物WC、TiC为硬质相，以碳素 6W6Mo5Cr4V, 6Cr4W3Mo2VNb、7W7Cr4MoV 工具钢、合金工具钢或不锈钢为粘结相通过 粉末冶金真空烧结轧制而成。既具有合金钢 的可锻造、切削加工、焊接及热处理性能， YG6、YG8N、YG8C、YG15、YG25 又具有硬质合金的高硬度、高耐磨性的特点
1.1模具材料的分类
4Cr5MoSiV1，具有良好的 冷热疲劳性，在使用温度不 超过600℃时代替H21
3Cr2W8V，广泛用于制造黑色 和有色金属热挤压模及Cu、Al 合金的压铸模，但热稳定性差
1.1模具材料的分类
• 三、塑料模具材料
• 由于塑料模具的工作条件(加工对象)、制造方法、 精度及对耐久性要求的多样性，所以塑料模具用 钢的成分范围很大，各种优质钢都有可用之处， 且形成了范围很广的塑料模具用材料系列。
3.金属材料机械性能
3．金属材料机械性能（或称为力学性能）
金属材料的机械性能是零件的设计和选材时的主要依据。外加载荷性质 不同（例如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等），对金属材料要 求的机械性能也将不同。常用的机械性能包括：强度、塑性、弹性、 刚度、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。下面将分别讨 论各种机械性能。 3.1强度
1.6机械混合物
由两种晶体结构而组成的合金组成物，虽然是两面种晶体，却是一种组成成分， 具有独立的机械性能。
2.金属硬度
2．金属硬度
2.1硬度
金属的硬度，是指金属表面局部体积内抵抗外物压入而引起的塑性变形的抗力， 硬度越高表明金属抵抗塑性变形的能力越强，金属产生塑性变形越困难。硬 度试验方法简单易行，又无损于零件。实际常使用的硬度试验方法有：布氏 硬度、洛氏硬度和维氏硬度三种。三种硬度试验值有大致的换算关系，见表 一。 布氏硬度HB：布氏硬度是用载荷为P的力把直接D的钢球压入金属表面，并保持 一定的时间，测量金属表面上的压痕直径d，据此计算出的压痕面积AB，求 出每单位面积所受力，用作金属的硬度值，叫布氏硬度，记作HB。布氏硬度 的使用上限是HB450，适用于测定退火、正火、调质钢、铸铁及有色金属的 硬度。
1.1模具材料的分类
二、热作模具材料
• 由于温度和冷却条件(有无冷却、如何冷却)这两个因 素，热作模具的工作条件远比冷作模具复杂，因而热 作模具用材的系列化，除少数外不如冷作模具用材系 列完整。 • 热作模具用材的选择，在力学性能方面要兼顾热强性 (热耐磨性)和抗裂纹性能。但由于加工对象(热金属) 本身强度不高，故对热作模具材料的屈服强度要求并 不高，而加工过程中采用的冲击加工方式及不可避免 的局部急热急冷特性，对韧性提出了较高要求。
2.1.1洛氏硬度HRA、HRC
洛氏硬度是工业生产中最常用的硬度测量的方法，因为操作简便、迅速，可以 直接读出硬度值，不损伤工件表面，可测量的硬度范围较宽。但洛氏硬度也 有一些缺点，如因压痕小，对材料有偏析及组织不均匀的情况，测量结果分 离度大，再现性较差。洛氏硬度(HR)也是用压痕的方式试验硬度。它是用测 量凹陷深度来表示硬度值。洛氏硬度试验用的压头分硬质和软质两种。硬质 压头为顶角为120º的金刚石圆锥体，使用于
4.3按质量分类
按钢材中有害杂质磷、硫的含量可分为普通钢（含磷量≤0.045%、含硫量≤0.055%；或 磷、硫含量均≤0.050%）；优质钢（磷、硫含量均≤0.040%）；高级优质钢（含磷
≤0.035%、含硫量≤0.030%）。 4.4按冶炼炉的种类 4.5按冶炼时脱氧程度
将钢分为平炉钢（酸性平炉、碱性平炉），空气转炉钢（酸性转炉、碱性转炉、氧气吹转 炉钢）与电炉钢。 将钢分为沸腾钢（脱氧不完全），镇静钢（脱氧比较完全）及半镇静钢。 钢厂在给钢的产品命名时，往往将用途、成分、质量这三种分类方法结合起来。如将钢称 为普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢、高级优质碳素工具钢、合金结构 钢、合金工具钢等。
是具有特殊物理化学性能的钢。可分为不锈钢、耐热钢、耐磨钢、磁钢等。 4.2按化学成分分类 按钢材的化学成分可分为碳素钢和合金钢两大类。
4.2.1碳素钢
按含碳量又可分为低碳钢（含碳量≤0.25%）；中碳钢（0.25%＜含碳量＜0.6%）；高碳 钢（含碳量≥0.6%）。 合金钢 按合金元素含量又可分为低合金钢（合金元素总含量≤5%）；中合金钢（合金元素总含 量5%--10%）；高合金钢（合金元素总含量＞10%）。此外，根据钢中所含主要合金 元素种类不同，也可分为锰钢、铬钢、铬镍钢、铬锰钛钢等。
4.钢的分类
钢是以铁、碳为主要成分的合金，它的含碳量一般小于2.11% 。钢 是经济建设中极为重要的金属材料。 按化学成分，分为碳素钢（简称碳钢）与合金钢两大类。碳钢 是由生铁冶炼获得的合金，除铁、碳为其主要成分外，还含有少 量的锰、硅、硫、磷等杂质。碳钢具有一定的机械性能，又有良 好的工艺性能，且价格低廉。因此，碳钢获得了广泛的应用。但 随着现代工业与科学技术的迅速发展，碳钢的性能已不能完全满 足需要，于是人们研制了各种合金钢。合金钢是在碳钢基础上， 有目的地加入某些元素（称为合金元素）而得到的多元合金。与 碳钢比，合金钢的性能有显著的提高，故应用日益广泛。 由于钢材品种繁多，为了便于生产、保管、选用与研究，必须对 钢材加以分类。按钢材的用途、化学成分、质量的不同，可将钢 分为许多类： 4.1按用途分类
维氏硬度也是利用压痕面积上单位应力作为硬度值计量。维氏硬度所使用的压 头是锥面夹角为136º的金刚石四方锥体。试验时，在载荷P的作用下，在试 样试验面上压出一个正方形压痕。测量压痕两对角线的平均长度d，借以计算 压痕面积AV，以P/AV的数值表示试样的硬度，以HV表示。维氏硬度的优缺 点：维氏硬度有一个连续一致的标度；试验负荷可任意选择，所得的硬度值 相同。试验时加载的压力小，压入深度浅，对工件损伤小。特别适用于测量 零件的表面淬硬层及经过表面化学处理的硬度，精度比布氏、洛氏硬度精确。 但是维氏硬度的试验操作较麻烦，一般在生产上很少使用，多用于实验室及 科研方面。
1 常用模具材料的分类,选择和使用方法
1.1 模具材料的分类 1.2 模具材料的性能、选用和发展
1.金属组织
1.1金属 1.2合金
1.金属组织
具有不透明、金属光泽良好的导热和导电性并且其导电能力随温度的增高而减 小，富有延性和展性等特性的物质。金属内部原子具有规律性排列的固体 （即晶体）。 由两种或两种以上金属或金属与非金属组成，具有金属特性的物质。 相：合金中成份、结构、性能相同的组成部分。
GT35、TLMW50
1.1模具材料的分类
• 冷作模具钢以高碳合金钢为主，均属热处理强化 型钢，使用硬度高于58HRC。 • 9CrWMn为典型代表的低合金冷作模具钢，仅用于 小批量生产中的简易型模具和承受冲击力较小的 试制模具； • Crl2型高碳合金钢是大多数模具的选用材料，这 类钢的强度和耐磨性较高，韧性较低； • 在对模具综合力学性能要求更高的场合，常用的 替代钢种是W6Mo5Cr4V2高速钢和基体钢。
模具在现代工业中的作用
• 随着现代工业技术的发展，为提高产品质量，降低生产成本， 提高生产效率和零件材料的利用率，国内外的生产厂家都在 采用各种先进的无切削或少切削加工工艺，如精密冲裁、精 密锻造、压力铸造、冷挤压等成形技术来代替传统的切削加 工工艺。而模具成形技术是首选的工艺手段之一，在飞机、 汽车、机电产品、家用电器、塑料制品、等行业应用广泛。 • 模具材料性能的好坏和使用寿命的长短，直接影响加工产品 的质量和生产的效益。而模具材料的种类、热处理工艺、表 面处理技术是影响模具使用寿命的极其重要的因素。因此世 界各国均致力于开发新型模具材料、改进模具的热处理工艺、 选用适当的表面处理技术、合理设计模具结构、加强对模具 的维护等措施来提高模具的寿命。
强度是指金属材料在静荷作用下抵抗破坏（过量塑性变形或断裂）的性能。由 于载荷的作用方式有拉伸、压缩、弯曲、剪切等形式，所以强度也分为抗拉 强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。各种强度间常有一定的联系，使 用中一般较多以抗拉强度作为最基本的强度指针。
3.2塑性
塑性是指金属材料在载荷作用下，产生塑性变形（永久变形）而不破坏的能力。
1.1模具材料的分类
一、冷作模具材料 • 冷作模具材料应用量大．使用面广，其主要 性能要求有强度、硬度、韧性和耐磨性。近 年来碳素工具钢的使用愈来愈少，而高合合 钢模具所占的比例为最高。 • 国外通用型冷作模具钢的代表钢种有低合金 模具钢O1（9CrWMn)、中合金模具钢A2 （Cr5Mo1V)和高碳高铬模具钢D3（Cr12)、 D2(Cr12Mo1V1)等