冷模钢
出处：按学科分类—工业技术 轻工业出版社《工模具材料应用手册》第16页（2515字）
由于冷模钢不含有使钢具有高温抗软化能力的合金元素，所以，一般被限制在不经受200～260℃以上长时或反复加热的工作条件下使用。冷模钢有三种：空冷硬化钢(A组)；高碳高铬钢(D组)；以及油冷硬化钢(O组)。
中合金空冷硬化冷模钢 中合金、空冷硬化冷模钢(A组)含有足够的合金元素，当截面直径在100毫米以下时，完全可以空冷淬硬(A6钢可在边长175毫米的截面上淬透)。A组工具钢淬火时具有最小的变形和最大的可靠性(形成裂纹倾向性最小)。常采用锰、铬和钼这些主要的合金元素，以便增加其深淬透性。A2、A3、A7、A8及A9钢的含铬量高(5%)，因而具有良好的高温抗软化能力(图1曲线3为A2钢不同温度回火后的硬度)。
A4、A6及A10含铬量较低(1%)，而含锰量较高(2%)。可以在比高铬钢所要求的淬火温度低100℃的温度下淬火，以进一步减少热处理变形及不希望出现的表面化学反应。
为改善韧性，A8中加入硅，A9及A10中同时加入硅和镍。A10钢由于碳和硅含量高，显微组织中会出现石墨；有助于改善退火状态的机加工性能。在淬硬状态下有高于A组其它工具钢的抗擦伤和咬合性能。
A组工具钢的典型应用包括剪切刀、凸模，落料和切边模、成型模和压印模。由于这些钢特有的尺寸稳定性，因而，适用于制作量规和精密测量工具。另外，A7钢有极好的抗磨耗性，适于制造砖模、陶瓷模及其它高磨耗之场合。
A组钢中复杂的铬或铬－钒碳化物可进一步提高由马氏体基体提供的耐磨性。因而，这种钢虽然淬到较低硬度，它在磨损工作条件下的使用性能反而比淬到最高硬度更好。虽然大多数工具钢可以空淬即可淬到高硬度，但对大截面工具应当采用吹风冷却或热油分级淬火。
高碳高铬冷模钢 高碳高铬冷模钢(D组)含有1．50～2．35%碳及12%铬，除D3外，还含有1%钼。除D3外，D组钢都是空冷硬化的，且在空气中冷却就可获最高硬度。D3钢通常在油中淬火(小件在真空炉中奥氏体化，然后用气冷淬火)；因而，D3所制工具在淬火时有变形开裂倾向。
D组钢有高的高温抗软化能力，并有良好的耐磨性——尤其是碳和钒量较高的D7钢。D组的每个钢号——特别是高碳型的D3、D4及D7——因含有大量的碳化物，刃部的脆性有增大的倾向。
D组钢的典型应用包括大批量生产的落料、成型、滚丝和拉延模；铁芯叠片模；制砖模；量规；压光工具；轧辊及各种剪和切刀片。
油淬冷模钢 油冷硬化冷模钢(O组)具有高的碳含量和足够的合金元素，中小截面工件经奥氏体化后，在油中冷却时，可获得高的硬度。O组工具钢随合金种类以及合金含量不同而异，但它们基本性能是相似的，并且用于相似的用途。O1钢含有锰、铬和钨。O2钢主要含锰。O6钢含有硅、锰和钼，并有高的总含碳量，(包括游离碳及化合碳)可达到最大的淬火硬度。O7钢含有锰及铬，并有比O1钢更高的钨含量。
O组钢由于有高的含碳量，所以在常温下有高的耐磨性，但O组钢的高温抗软化能力则较低。
O组钢在较缓和的淬火介质中，有充分硬化的能力，因此比水淬工具钢变形小、开裂倾向小。如果有必要，这些钢所制的工具还可以成功地用焊接方法进行修补或更新。此外，由于O6钢的显微组织中有石墨，因而可大大改善退火料的机加工性能，并有助于减轻淬硬料的擦伤和咬合磨损。
O组钢广泛用于落料、切边、拉延、翻边和成型模的凸模及凹模。油淬后在175～315℃下回火，表面硬度可达HRC56～62， O1、O2或O6钢制模具可获得各项机械性能合理的配合。与其它O组钢比，O7钢具有较低的淬透性，但有较好的耐磨性，较多地用于要求有锋利切刃的工具。油淬工具钢也用于机械零件(如凸轮、衬套和导向件)及量规(要求有好的尺寸稳定性及耐磨性)。
O组钢的淬透性用Jominy端淬法测定，其淬透带如图3所示。O组钢圆棒在油中淬火以后，中心、表面及半径3／4处的硬度随直径的变化如图4所示。
图3 O组工具钢的淬透性带
B厂提供的淬透性带数据各取自O1及O2钢的五个炉号。A厂提供的数据仅为硬度的平均值，不能作为淬透性带。O6原始组织为球化组织。O1和O6钢是815℃淬火，O2是790℃淬火。
图4 四种油冷硬化工具钢的淬火硬度随试棒直径的变化
(a)、(b)、(d)及(e)的数据各由A厂提供的每种钢五个炉号测定。(c)的数据由B厂提供的Oi钢的二十三个炉号测定。(f)由九个炉号得出(来源不详)。(g)(h)及(i)炉号数及来源皆不详。O2未提供心部硬度数据，O7未提供表面及3／4半径的硬度数据。O1钢在A厂741℃油淬，在B厂则775℃油淬，O2在790℃奥氏体化。O6及O7未提供奥氏体化温度。
在通常的淬火温度下，O组钢保留有较多的未溶碳化物，因而淬硬深度不如合金含量相近而含碳量较低的钢。但O组钢有较高的表面硬度。提高淬火温度，将使晶粒长大，合金元素溶解量增多，使残余碳化物分解消失，因而提高了淬透性。然而，淬火温度的升高可能对机械性能产生不利作用——特别是塑性和韧性——还增加淬火时开裂的可能。