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第一章 常用资料1

1.1 常用符号1

1.1.1 字母表1

1 汉语拼音字母表1

2 希腊字母表1

1.1.2 语言缩略词与文种代号表2

1.1.3 模具材料常用词汇2

1.1.4 罗马数字表7

1.1.5 简化元素周期表8

1.2 常用物理量与计量单位9

1.2.1 常用物理量9

1 常用物理基本常数9

2 常用材料的密度9

3 金属材料熔点、导热系数及比热10

4 材料的摩擦系数11

5 滚动摩擦系数11

6 物体的摩擦系数12

7 材料弹性模数及波松比12

8 材料线膨胀系数13

9 机械传动效率的概略数值14

1.2.2 常用计量单位及换算关系16

1国家法定计量单位16

2常用法定计量单位及换算关系18

1.2.3 金属硬度及强度换算21

1 布氏硬度试验规范21

2 常用洛氏硬度22

3 黑色金属硬度及强度换算22

4 碳钢及合金钢硬度及强度换算28

1.3 金属热处理工艺的分类及代号30

1.3.1 热处理分类与代号30

1.3.2 热处理工艺代号标记32

1.4 常用数学公式34

1.4.1 常用数学公式34

1 指数34

2 对数34

3 三角函数34

1.4.2 常用几何公式36

1.4.3 常用截面的力学特性公式38

1.4.4 飞轮力矩45

1 飞轮力矩（GD2）计算公式45

2 常用材料的KB值46

1.5 标准46

1.5.1 标准和标准化的概念46

1标准基本知识46

2标准化的概念48

1.5.2 国家标准49

1 国家标准代号49

2 行业标准代号49

3 地方标准代号50

4 企业标准代号51

5 各省、市、自治区行政区划代码51

1.5.3 国际标准和国际标准化组织51

1国际标准的概念51

2国际标准化组织52

3国际标准代号53

1.5.4 国外标准53

1国外标准的概念53

2国外先进国家标准机构54

3区域权威性标准化组织54

4国际上公认的行业性团体标准组织54

5国外标准代号55

6国外区域标准代号55

7常见外国标准代号55

1.5.5 产品标准56

1 中国产品标准57

2 国际产品标准57

3 外国产品标准57

第二章 模具钢的性能与冶金质量控制60

2.1 模具钢的性能要求60

2.1.1 模具材料的基本性能要求60

2.1.2 模具材料的使用性能61

1 强度61

2 硬度63

3 塑性66

4 韧性67

5 疲劳强度69

6 耐磨性69

7 抗黏着性70

8 抗热性能70

9 耐蚀性70

10 镜面性和蚀刻性70

2.1.3 模具材料的工艺性能71

1 冷加工工艺性能71

2 热加工工艺性能72

3 焊接工艺性能73

4 热处理工艺性能73

5 脱碳敏感性74

2.2 模具钢的冶金质量控制74

2.2.1 模具钢的冶金质量标准74

1 化学成分的均匀性与偏析74

2 有害元素硫和磷含量75

3 钢中非金属夹杂物75

4 碳化物的不均匀度76

5 钢中的氧含量77

6 组织疏松与白点77

2.2.2 国内外合金模具钢技术标准比较77

1 化学成分78

2 低倍组织78

3 交货状态78

4 脱碳79

5 高倍组织79

6 硬度80

7 钢材的表面质量82

2.2.3 现代模具钢的生产技术83

1 国产模具钢生产技术及装备83

2 模具钢的现代生产技术84

3 模具钢的锻造和轧制93

4 模具钢的退火95

5 模具钢的无损检测96

6 模具钢材的深度加工97

2.3 国产模具钢的质量及其控制97

2.3.1 国产模具钢的冶金质量水平97

1 国产模具钢的主要差距97

2 模具钢冶金质量对模具使用寿命的影响99

2.3.2 提高模具钢质量水平的主要措施100

1 降低钢中的非金属夹杂物100

2 保证钢坯的锻造质量101

3 保证钢的组织稳定性104

第三章 模具材料的分类和选择107

3.1 模具的分类107

3.1.1 模具常用的分类方法107

3.1.2 模具的失效及影响因素108

3.2 模具材料的分类113

3.2.1 常用模具材料113

3.2.2 模具钢的分类114

3.3 模具材料的选择116

3.3.1 模具选材的一般原则117

1 满足使用性能的原则117

2 考虑工艺性能的原则117

3 注重经济性的原则118

3.3.2 模具制造选材的方法121

1 冷作模具的选材124

2 热作模具的选材141

3 塑料模具的选材162

第四章 冷作模具钢174

4.1 冷作模具钢的性能要求174

4.1.1 冷作模具的性能174

4.1.2 冷作模具对材料的性能要求175

4.1.3 冷作模具材料的分类178

1 冷作模具钢178

2 硬质合金和钢结硬质合金182

4.2 常用冷作模具钢的性能与应用183

4.2.1 碳素工具钢184

1 T7钢184

2 T8钢188

3 T9钢191

4 T10钢193

5 T11钢197

6 T12钢200

7 T13钢204

4.2.2 高碳低合金冷作模具钢207

1 9SiCr钢207

2 9Mn2V钢211

3 9CrWMn钢213

4 CrWMn钢216

5 6CrNiWMoV （DS）钢219

6 GCr15钢220

7 Cr2钢223

8 60Si2Mn钢227

9 8Cr2MnWMoVS （8Cr2S）钢230

10 6CrNiMnSiMoV （GD）钢233

11 Cr2Mn2SiWMoV钢236

12 W钢238

13 4CrW2Si钢240

14 5CrW2Si钢242

15 6CrW2Si钢244

16 Cr06钢246

17 8MnSi钢248

18 7CrSiMnMoV （CH-1）钢250

19 6CrMnSi2MolV钢254

20 5Cr3Mn1SiMolV钢255

21 5CrNiMnSiMoWV钢257

22 6Cr3VSi钢258

4.2.3 高耐磨冷作模具钢260

1 Cr4W2MoV （120）钢260

2 Cr5MolV钢262

3 Cr6WV钢265

4 9Cr6W3Mo2V2 （GM）钢268

5 7Cr7Mo2V2Si （LD）钢271

6 7Cr7Mo3V2Si （LD-2 ）钢275

7 Cr8MoW V3Si （ER5）钢277

8 CH 2钢279

9 Cr12MoV钢284

10 Cr12V钢287

11 Cr12Mo钢289

12 Cr12Mo1V1 （D2）钢291

4.2.4 冷作模具用高速工具钢295

1 W18Cr4V钢295

2 W12Mo3Cr4V3N （V3N）钢300

3 W9Mo3Cr4V （W9）钢302

4 W6Mo5Cr4V2 （M2）钢305

5 6W6Mo5Cr4V （6W6）钢309

4.2.5 基体钢311

1 5Cr4Mo3SiMnVA1 （012A1）钢312

2 5Cr4W5Mo2V （RM2）钢314

3 6Cr4W3Mo2VNb （65Nb）钢316

4 6Cr4Mo3Ni2WV （CG-2 ）钢319

5 6W8Cr4VTi （LM1）钢321

6 6Cr5Mo3W2VSiTi （LM2）钢323

4.2.6 无磁模具钢324

1 7Mn15Cr2A13V2WMo （7Mn15）钢325

2 1Cr18Ni9Ti钢329

3 5Mn15Cr8Ni5Mo3V2 （5Mn15）钢334

4 7Mn10Cr8Ni10Mo3V2 （7Mn10）钢336

第五章 热作模具钢338

5.1 热作模具钢的性能要求338

5.1.1 热作模具的工作特点338

5.1.2 热作模具对材料的性能要求339

5.1.3 热作模具钢的分类341

1 热作模具钢的分类方法341

2 常用的热作模具钢342

5.2 常用热作模具钢的性能与应用346

5.2.1 低耐热高韧性热作模具钢346

1 5CrNiMo钢347

2 5CrMnMo钢353

3 4CrMnSiMoV钢355

4 5SiMnMoV钢358

5 45Cr2NiMoVSi钢359

6 5Cr2NiMoVSi钢361

7 3Cr2MoWVNi钢364

5.2.2 中耐热性热作模具钢366

1 4Cr5 MoSi V（H11）钢366

2 4Cr5MoSiV1（H13）钢371

3 4Cr5W2VSi钢376

4 4Cr4WMoSiV钢379

5 8Cr3钢380

6 4Cr3Mo2MnVB （ER8）钢384

7 4Cr3Mo3SiV（H10）钢386

8 3Cr3Mo3W2V （HM1）钢389

9 3Cr3Mo3VNb（HM3）钢393

10 3Cr3Mo2WVSi （ZDM-2 ）钢397

11 4Cr9Si2钢399

12 4Cr10Si2Mo钢400

5.2.3 高耐热性热作模具钢401

1 3Cr2W8V （H21）钢401

2 4Cr3Mo3W4VNb （GR）钢407

3 4Cr3Mo2MnVNbB （Y4）钢409

4 4Cr5Mo2MnVSi （Y10）钢410

5 4Cr3Mo2NiVNb （HD）钢413

6 4Cr3Mo2WVMn （TM）钢416

7 5Cr4Mo2W2VSi钢417

8 4SiMnW3Mo2VN钢420

5.2.4 奥氏体型热作模具钢421

1 高锰系奥氏体钢421

2 铬镍奥氏体钢421

5.2.5 析出沉淀硬化型热作模具钢423

5.2.6 高速工具钢型耐热钢425

5.2.7 冷热兼用基体钢426

5.2.8 马氏体时效型耐热钢427

第六章 塑料模具钢429

6.1 塑料模具材料的性能要求430

6.1.1 塑料模具的工作特点430

1 塑料模具的分类430

2 塑料模具的工作条件432

3 塑料模具常见的失效形式432

6.1.2 塑料模具对材料的性能要求433

6.1.3 塑料模具钢的分类434

6.2 塑料模具钢的性能与应用441

6.2.1 非合金塑料模具钢441

1 SM45钢442

2 SM50钢445

3 SM55钢449

6.2.2 渗碳型塑料模具钢454

1 SM1CrNi3钢454

2 20钢460

3 20Cr钢462

4 20CrMnTi钢467

5 12CrNi3钢468

6 12CrNi2钢475

7 12Cr2Ni4钢477

8 20Cr2Ni4钢479

9 0CrNi4MoV（LJ）钢480

6.2.3 预硬型塑料模具钢484

1 SM3Cr2Mo （P20）钢484

2 SM3Cr2MnNiMo （718）钢487

3 40Cr钢490

4 42CrMo钢494

5 30CrMnSiNi2A钢497

6 38CrMoA1钢501

7 20CrNi3AlMnMo钢503

6.2.4 易切削预硬型塑料模具钢505

1 5CrNiMnMoVSCa （5NiSCa）钢505

2 8Cr2MnWMoVS （8Cr2S）钢511

3 4CrNiMnMoVSCa （4NiSCa）钢513

4 Y55CrNiMnMoVS （SM1）钢516

6.2.5 时效硬化型塑料模具钢518

1 SM2CrNi3MoAI1S （SM2）钢519

2 SM1Ni3Mn2CuAlMo （PMS）钢521

3 06Ni6CrMoVTiAl （06Ni）钢525

4 25CrNi3MoAl钢528

5 18Ni系列钢530

6 0Cr16Ni4Cu3Nb （PCR）钢532

7 0Cr17Ni4Cu4Nb钢534

8 1Cr1 7Ni7A1钢536

9 0Cr15Ni7Mo2A1钢538

10 1Cr14Co13Mo5V （AFC-7 7）钢539

6.2.6 耐蚀性塑料模具钢540

1 SM2Cr13钢541

2 30Cr13钢547

3 SM4Cr13钢548

4 95Cr18钢553

5 102Cr17Mo钢555

6 14Cr17Ni2钢559

7 SM3Cr17Mo钢562

8 Cr14Mo4V钢564

6.2.7 淬硬型塑料模具钢566

6.2.8 非调质塑料模具钢567

1 B20系列钢568

2 B30系列钢569

3 F45和YF45 V钢571

4 YF45MnV钢573

5 GF40MnSiVS钢575

第七章 其他模具材料性能与应用578

7.1 铸铁和铸钢578

7.1.1 铸铁材料578

1 灰铸铁580

2 球墨铸铁582

3 蠕墨铸铁584

4 可锻铸铁586

5 合金铸铁588

7.1.2 铸钢材料598

1 铸造碳素钢600

2 铸造低合金钢601

3 合金铸钢602

4 铸钢的铸造工艺特点604

5 铸钢的热处理605

6 铸钢在模具中的应用606

7.2 硬质合金和钢结硬质合金608

7.2.1 硬质合金608

1 硬质合金的特点608

2 硬质合金的种类609

3 硬质合金化学成分与性能609

4 硬质合金的应用612

7.2.2 钢结硬质合金615

1 钢结硬质合金的化学成分615

2 钢结硬质合金的性能616

3 钢结硬质合金的热加工618

4 钢结硬质合金的热处理619

5 钢结硬质合金的应用621

7.3 非铁金属及合金624

7.3.1 低熔点合金624

7.3.2 锌基合金628

7.3.3 超塑性合金630

7.3.4 其他非铁金属合金634

1 铜基合金634

2 铝合金636

3 高温合金640

7.4 其他模具材料642

7.4.1 环氧塑料642

7.4.2 聚氨酯橡胶646

7.4.3 陶瓷材料647

第八章 模具材料和模具零件的热处理652

8.1 金属材料热处理原理652

8.1.1 金属的结构与结晶652

1 金属的晶体结构652

2 金属的结晶过程657

3 合金的晶体结构658

8.1.2 简化的铁碳合金相图659

1铁碳合金中的基本组织659

2铁碳合金相图分析663

3铁碳合金相图的应用665

8.1.3 钢在加热时的组织转变666

1 钢的奥氏体化666

2 钢在加热时出现的缺陷668

8.1.4 钢在冷却时的组织转变669

1 过冷奥氏体的等温转变670

2 过冷奥氏体的连续冷却转变673

3 马氏体转变674

8.1.5 钢在回火时的转变675

1 碳原子的偏聚675

2 马氏体的分解675

3 残留奥氏体的转变675

4 碳化物的转变676

5 渗碳体球化和铁素体的回复与再结晶676

8.2 模具钢的热处理工艺676

8.2.1 钢的热处理分类677

8.2.2 钢的热处理基本工艺677

1 钢的退火677

2 钢的正火684

3 钢的淬火687

4 钢的回火698

5 钢的冷处理701

8.2.3 模具真空热处理703

8.3 冷作模具用钢的热处理708

8.3.1 冷作模具用钢合金化特点709

8.3.2 冷作模具用钢的热处理特点710

8.3.3 非合金冷作模具用钢的热处理711

8.3.4 低合金冷作模具用钢的热处理713

1 铬钨锰钢713

2 锰钒钢715

3 高碳铬钢716

4 铬硅钢718

5 硅锰钢719

8.3.5 高合金冷作模具用钢的热处理720

1 高碳高铬钢720

2 Cr6WV钢722

3 Cr4W2MoV （120）钢722

4 Cr5Mol V钢723

8.3.6 火焰淬火型冷作模具钢的热处理724

8.3.7 模具用基体钢的热处理724

1 6Cr4W3Mo2VNb钢（65Nb）725

2 7Cr7Mo2V2Si （LD）钢726

3 5Cr4Mo3SiMnVAI （012A1）钢727

8.3.8 冷作模具用高速工具钢的热处理728

1 W18Cr4V （W18）钢728

2 W12Mo3Cr4V3N （V3N）钢729

3 W9Mo3Cr4V （9341）钢730

4 W6Mo5Cr4V2 （M2）钢731

5 6W6Mo5Cr4V （6W6）钢732

8.4 热作模具钢的热处理733

8.4.1 热作模具钢的合金化特点733

8.4.2 热作模具钢的热处理特点734

8.4.3 低合金热作模具钢的热处理734

1 5CrNiMo钢734

2 5C rMnMo钢737

3 4CrMnSiMoV钢740

8.4.4 中合金热作模具钢的热处理740

1 4Cr5MoSiVI （H13）钢741

2 4Cr5MoSiV（H11）钢744

3 4Cr5W2VSi钢745

8.4.5 高合金热作模具钢的热处理746

1 3Cr2W8V （H21）钢746

2 3Cr3Mo3W2V （HM1）钢749

3 5Cr4W5Mo2V （RM2）钢750

8.5 塑料模具用钢的热处理751

8.5.1 塑料模具钢的合金化特点751

8.5.2 预硬化型塑料模具用钢的热处理752

1预硬型钢的特点752

2模具材料市场的供货状况753

8.5.3 易切削塑料模具用钢的热处理753

1 8Cr2MnWMoVS （8Cr2S）钢754

2 5CrNiMnMoVSCa （5NiSCa）钢755

8.5.4 非合金中碳塑料模具用钢的热处理756

8.5.5 渗碳型塑料模具用钢的热处理757

1 SM1CrNi3钢758

2 0Cr4NiMoV （LJ）钢758

8.5.6 时效硬化型塑料模具钢的热处理759

1 马氏体时效硬化钢759

2 析出硬化型时效硬化钢760

8.5.7 耐腐蚀型塑料模具钢的热处理763

1 SM4Cr13钢764

2 2Cr13钢765

8.6 模具零件热处理766

8.6.1 模具零件热处理特点766

8.6.2 模具零件热处理实例解析767

8.7 其他模具材料的热处理771

8.7.1 铸铁材料的热处理771

1 灰铸铁的热处理771

2 球墨铸铁的热处理772

3 蠕墨铸铁的热处理774

4 可锻铸铁石墨化退火775

8.7.2 铸钢材料的热处理775

1 铸钢材料的特点775

2 常用铸造模具用钢热处理实例775

第九章 模具表面强化技术778

9.1 模具的化学热处理779

9.1.1 模具零件的渗碳779

1气体渗碳780

2离子渗碳785

3真空渗碳786

4碳氮共渗788

9.1.2 模具零件的氮化790

1 气体渗氮791

2 离子渗氮795

3 真空渗氮798

9.1.3 模具零件的渗钒799

1 盐浴渗钒800

2 铬钒共渗802

9.1.4 模具零件的盐浴渗铌803

9.1.5 模具零件的渗硼804

1 固体渗硼805

2 盐浴渗硼808

3 膏剂渗硼810

4 真空渗硼811

5 气体渗硼811

6 电解渗硼法812

7 硼氮复合渗813

8 渗硼工艺的应用814

9.1.6 模具零件渗铬815

1 固体渗铬816

2 盐浴渗铬818

3 气体渗铬820

9.2 模具的表面热处理820

9.2.1 高频感应加热表面淬火820

9.2.2 模具的表面火焰淬火823

9.3 模具表面涂覆强化技术825

9.3.1 模具表面的热喷涂技术825

9.3.2 模具表面的火焰喷涂828

9.3.3 模具表面的等离子喷涂831

9.3.4 模具的金属堆焊技术836

9.4 模具表面的电镀强化838

9.4.1 电镀强化技术838

9.4.2 模具电刷镀表面强化843

9.4.3 模具电镀合金846

9.4.4 化学镀表面强化技术848

9.4.5 复合镀表面强化849

9.5 模具表面的镀膜技术852

9.5.1 物理气相沉积强化（PVD）853

9.5.2 化学气相沉积（CVD）863

9.5.3 等离子化学气相沉积（PCVD）867

9.6 模具表面高能强化技术868

9.6.1 激光表面强化技术869

9.6.2 电子束表面强化处理872

9.6.3 离子注入技术874

9.7 模具表面形变强化877

9.7.1 喷丸表面强化877

9.7.2 电火花表面强化技术879

9.7.3 电解液表面加热淬火882

9.8 稀土元素表面强化与复合表面强化883

9.8.1 稀土元素表面强化883

9.8.2 复合表面技术创新运用885

第十章 国内外模具材料的标准与牌号及使用性能887

10.1 国际标准化组织（ISO）标准887

10.1.1 冷作非合金工具钢887

10.1.2 冷作合金工具钢888

10.1.3 热作合金工具钢891

10.1.4 高速工具钢892

10.1.5 硬质合金894

10.2 中国模具钢895

10.2.1 碳素工具钢895

10.2.2 合金工具钢和塑料模具用钢897

10.2.3 高速工具钢909

10.2.4 硬质合金与钢结硬质合金912

10.2.5 中国研制开发的模具钢917

10.2.6 中国台湾模具钢924

1 碳素工具钢924

2 合金工具钢925

10.3 日本模具钢929

10.3.1 碳素工具钢929

10.3.2 合金工具钢931

10.3.3 高速工具钢935

10.3.4 硬质合金938

10.4 韩国模具钢939

10.4.1 碳素工具钢939

10.4.2 合金工具钢940

10.4.3 高速工具钢943

10.5 美国模具钢945

10.5.1 碳素工具钢945

10.5.2 合金工具钢949

10.5.3 铸造工具钢和粉末工具钢963

10.5.4 高速工具钢964

10.5.5 硬质合金973

10.6 欧洲标准（EN）模具钢979

10.6.1 非合金工具钢979

10.6.2 冷作合金工具钢981

10.6.3 热作合金工具钢985

10.6.4 高速工具钢988

10.7 德国模具钢992

10.7.1 碳素工具钢992

10.7.2 冷作合金工具钢993

10.7.3 热作合金工具钢1003

10.7.4 高速工具钢1010

10.7.5 硬质合金1012

10.8 英国模具钢1014

10.8.1 碳素工具钢1014

10.8.2 合金工具钢1014

10.8.3 高速工具钢1018

10.8.4 硬质合金1020

10.9 法国模具钢1021

10.9.1 碳素工具钢1021

10.9.2 冷作合金工具钢1023

10.9.3 热作合金工具钢1028

10.9.4 高速工具钢1031

10.10 俄罗斯模具钢1034

10.10.1 碳素工具钢1034

10.10.2 合金工具钢1036

10.10.3 高速工具钢1043

10.10.4 硬质合金1044

10.11 瑞典模具钢1047

10.11.1 碳素工具钢1047

10.11.2 合金工具钢1048

10.11.3 高速工具钢1050

10.12 意大利模具钢1052

10.12.1 碳素工具钢1052

10.12.2 冷作合金工具钢1053

10.12.3 热作合金工具钢1055

10.12.4 高速工具钢1056

10.13 西班牙模具钢1058

10.13.1 碳素工具钢1058

10.13.2 冷作合金工具钢1058

10.13.3 热作合金工具钢1060

10.13.4 高速工具钢1060

10.14 波兰模具钢1061

10.14.1 碳素工具钢1061

10.14.2 合金工具钢1062

10.14.3 铸造合金工具钢1064

10.14.4 高速工具钢1065

10.15 捷克模具钢1066

10.15.1 碳素工具钢1066

10.15.2 合金工具钢1067

10.15.3 铸造合金工具钢1069

10.15.4 高速工具钢1069

10.16 匈牙利模具钢1070

10.16.1 碳素工具钢1070

10.16.2 合金工具钢1071

10.16.3 高速工具钢1072

10.17 罗马尼亚模具钢1073

10.17.1 碳素工具钢1073

10.17.2 合金工具钢1073

10.17.3 高速工具钢1075

10.18 保加利亚模具钢1075

10.18.1 碳素工具钢1075

10.18.2 合金工具钢1076

10.18.3 高速工具钢1077

附录1079

F1-1中国与国外各种工具钢钢号对照1079

F1-1-1 碳素工具钢钢号近似对照1079

F1-1-2 中国与各国合金工具钢钢号近似对照1081

F1-1-3 中国与各国高速工具钢钢号近似对照1086

F1-1-4 中国与各国硬质合金牌号近似对照1088

F1-2 国内模具钢材市场国外进口主要模具钢一览表1089

F1-2-1 国外进口冷作模具钢主要钢号1089

F1-2-2 国外进口热作模具钢主要钢号1091

F1-2-3 国外进口塑料模具钢主要钢号1094

F1-2-4 国外进口模具用高速工具钢主要钢号1099

F1-2-5 国外进口模具用硬质合金主要钢号1100