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Cr12

冷作模具钢
钢合金工具钢(冷作模具钢)合金工具钢
数据完整度
68

高碳高铬莱氏体冷作模具钢。碳 2.0%~2.3% 与铬 11.5%~13.0% 形成大量 M7C3 型合金碳化物 耐磨性极高 淬火体积变形极小 淬透性好 但碳化物偏析导致冲击韧性偏低。

别名 / 旧代号SKD1X210Cr12
典型用途
冲裁模、拉深模、冷挤压模、滚丝模、量具、陶瓷与耐火砖模具
英文名
Cr12 cold work die steel
UNS
T21200
GB/T 1299-2025 · 表1 / 表3

按已录入性能数据的属性指纹计算,仅供初筛

怎么读数值:≥ / ≤标准保证值,可当验收依据典型值手册 / 厂商常见值,仅供参考置信度 A–FA 已核原文 · D 手册值 · F 公认常数

关键性能速览

取默认状态下的最优口径;带 ≥ / ≤ 的是标准保证值,其余为典型值或实测值
弹性模量 E
210.0 GPaD
泊松比 ν
0.3F
密度 ρ
7.70 g/cm³D
规定塑性 Rp0.2
—
抗拉强度 Rm
—
断后伸长率 A
—

热处理状态与交货状态

ANN退火态交货(球化退火)默认
工艺
退火
说明
交货硬度 217~269 HBW 球化退火改善切削性
Q试样淬火态(950~1000℃ 油冷)
工艺
淬火
说明
仅用于试样淬火硬度考核 标准不给该状态抗拉强度

力学性能

弹性模量 E210GPa
20℃
210GPa典型值DSTEEL-D3#PHYS
同族参考值 工具钢弹性模量随碳化物含量略升
泊松比 ν0.3
20℃
0.3通用假设FSTEEL-D3#PHYS
钢的公认值 非实测
硬度≤269HBW×2
ANN·20℃·全规格
≤269HBW保证最大值BGBT1299-2025#MECHGB/T 1299-2025
工具钢标准只规定退火交货硬度上限 不规定该状态抗拉强度 不可用硬度反推
交货硬度 217~269 HBW
Q·20℃·全规格
≥60HRC保证最小值BGBT1299-2025#MECHGB/T 1299-2025
淬火硬度为试样值 实际模具硬度取决于回火温度 58~62 HRC
950~1000℃ 油冷 试样淬火

物理性能

密度 ρ7.7g/cm³
20℃
7.7g/cm³典型值DSTEEL-D3#PHYS
同族 D3(1.2080) 钢厂数据 非本牌号实测
高碳高铬冷作模具钢通用值

热性能

导热系数 k20W/(m·K)
20℃
20W/(m·K)典型值DSTEEL-D3#PHYS
高铬工具钢导热差 模具设计须考虑散热 与 45 钢的 48 差距显著
比热容 cp460J/(kg·K)
20℃
460J/(kg·K)典型值DSTEEL-D3#PHYS
同族参考值
线膨胀系数 α11.7×10⁻⁶/K
20~100℃
11.7×10⁻⁶/K典型值DSTEEL-D3#PHYS
同族参考值

化学成分(熔炼分析)

含量单位为质量分数 %

元素最小 %最大 %典型 %类型置信备注
C2%2.3%—规定元素B高碳形成大量 M7C3 碳化物
Cr11.5%13%—规定元素B—
Cu—0.25%—规定元素B残余元素
Cu+Ni—0.55%—规定元素B2025 版不再单列 Ni 限 改由表8 钢中残余元素 Cu+Ni≤0.55 合计控制(原 Ni Cu+Ni≤0.55)
Fe———规定元素C标准成分表不设 Fe 列 基体按余量计(已核实现行版全表无 Fe 项)
Mn—0.4%—规定元素B—
Si—0.4%—规定元素B—
P—0.03%—残余元素B—
S—0.025%—残余元素B—

工艺适用性

「适用」= 常规设备即可做;「受限」= 能做但需附加条件;「不宜」= 技术上可行但不推荐;「不涉及」= 该工艺对本类材料不成立,收起在下方。

共 15 项工艺适用11受限3不涉及1
冷成形(冷镦/冷挤压)成形受限
工艺参数
室温,多道次需中间退火
预期效果
加工硬化提高强度、尺寸精度高
限制
含碳/合金量较高,冷成形塑性有限,大变形需中间退火
置信
D
锻造成形适用
工艺参数
始锻 1100~1250℃、终锻 ≥800℃
预期效果
细化晶粒、压实组织、流线分布提升疲劳性能
限制
终锻温度过低会开裂
置信
D
退火热处理适用
工艺参数
Ac3 以上 30~50℃ 炉冷(完全退火)
预期效果
软化、改善切削加工性、消除内应力
限制
冷却慢、周期长、成本高于正火
置信
D
正火热处理适用
工艺参数
Ac3/Accm 以上 30~50℃ 空冷
预期效果
细化晶粒、均匀组织、改善切削性、强度高于退火态
限制
厚截面空冷后心部组织可能不均匀
置信
D
调质(淬火 + 高温回火)热处理适用
工艺参数
淬火 + 500~650℃ 高温回火(调质)
预期效果
回火索氏体,强度与韧性匹配最佳
限制
★ 回火温度对性能影响极大,不可混用
置信
D
淬火热处理适用
工艺参数
Ac3 以上 30~50℃ 水/油/PAG 冷却
预期效果
获得马氏体,硬度大幅提高
限制
★ 水淬开裂与变形倾向大,截面 >25mm 建议改油淬或 PAG 介质
置信
D
球化退火热处理受限
工艺参数
Ac1 上下循环或等温球化
预期效果
碳化物球化,进一步软化、改善冷成形
限制
中碳钢球化必要性低于高碳工具钢
置信
D
去应力退火热处理适用
工艺参数
550~650℃ 保温后缓冷
预期效果
消除机加工与焊接残余应力,力学性能基本不变
限制
温度过高会显著降低调质或时效后的强度
置信
D
回火热处理适用
工艺参数
150~650℃ 按目标硬度选择,保温 1~2h
预期效果
消除淬火应力、调整硬度与韧性
限制
200~350℃ 一类回火脆性;含 Mn 钢 450~650℃ 缓冷有二类回火脆性,建议回火后快冷
置信
D
电弧焊连接受限
工艺参数
预热 100~250℃、焊后去应力
预期效果
可焊,但须严格执行预热与焊后热处理
限制
★ 碳当量偏高,热影响区易淬硬开裂;受压/承力焊缝须做焊接工艺评定
置信
D
磨削切削加工适用
工艺参数
砂轮磨削
预期效果
淬硬件的主要精加工手段,高精度低粗糙度
限制
注意磨削烧伤与磨削裂纹,需充分冷却
置信
D
切削加工切削加工适用
工艺参数
车/铣/钻,退火或正火态最佳
预期效果
退火/正火态切削性较好
限制
★ 淬火/调质态硬度高,切削性差、刀具磨损快;建议粗加工在热处理前
置信
D
感应淬火表面处理适用
工艺参数
高频/中频加热至 Ac3 以上后喷水冷却
预期效果
表面 HRC 50~58 淬硬层 1~5mm,心部保持韧性
限制
需先正火或调质做预处理;形状复杂处易开裂
置信
D
喷丸强化表面处理适用
工艺参数
钢丸/陶瓷丸,覆盖率 >98%,阿尔门强度 0.1~0.6mmA
预期效果
引入表面压应力,显著提高疲劳寿命
限制
对表面粗糙度有不利影响
置信
D
另有 1 项工艺对本材料不涉及(阳极氧化)展开 ›
  • 阳极氧化表面处理阳极氧化是铝、钛等阀金属的表面处理工艺,钢铁不适用

跨体系牌号对照

D3AISI D3 工具钢近似等效
依据
同为高碳高铬莱氏体冷作模具钢 C 2.0~2.3 对 2.0~2.35、Cr 11.5~13.0 对 11.0~13.5 主区间嵌套重合
差异
D3 另允许添加 V≤1.0、W≤1.0(可选),Cr12 不含;碳化物不均匀性与硬度验收按各自标准执行
置信
D
来源
EXPERT-EQUIV#GEN
告诉我们错在哪 —— 带上出处就能改
Cr12 冷作模具钢 — 性能、成分与工艺 · EngMatData