9Cr6W3Mo2V2（GM钢）
9Cr6W3Mo2V2钢代号为GM钢，是一种高硬度冷作模具钢，是制作精密、耐磨、高寿命冷作模具的新钢种，属莱氏体钢，其主要性能均优于Cr12钢种。与Cr12MoV钢相比, 9Cr6W3Mo2V2（GM钢）中C及Cr含量减少一半，大大降低了共晶碳化物的不均匀程度。适当增加W、Mo、V的含量，既可提高淬透性能，又可细化晶粒，提高基体强度，强化二次硬化效果。 9Cr6W3Mo2V2（GM钢）的二次硬化能力显著高于Cr12型高碳高铬钢，接近高速钢水平，GM钢硬化峰值在较宽回火温度范围出现，具有高的耐回火性。GM钢在韧性和强度上均优于高碳高铬钢及高速钢，硬度指标高于基体钢及高碳高铬钢，在抗粘着磨损上也大大优于基体钢和高铬钢并与高速钢相近，抗弯强度和压缩屈服点远高于高铬钢，其中抗弯强度高出约70%。
由于GM钢各项工艺性能好，易于加工制模，因而在高速压力机多工位级进模、滚螺纹模、切边模、拉深模等模具中已得到较好应用。
（1）GM钢化学成分
GM模具钢化学成分（质量分数） （%）
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C |
Si |
Mn |
Cr |
W |
Mo |
V |
P |
S |
|
0.86～0.96 |
≤0.40 |
≤0.40 |
5.60～6.40 |
2.80～3.20 |
2.00～2.50 |
1.79～2.20 |
≤0.020 |
≤0.010 |
（2）GM钢临界点 Ac1为795℃，Accm为820℃，Ms为220℃。
（3）GM钢热加工
GM模具钢锻造工艺规范
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项目 |
预热温度/℃ |
加热温度/℃ |
始锻温度/℃ |
终锻温度/℃ |
冷却方式 |
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钢锭 |
600～800 |
1100～1150 |
1060～1100 |
850～900 |
缓冷 |
|
钢坯 |
600～800 |
1060～1100 |
1040～1080 |
850～900 |
缓冷 |
GM钢锻造加热一定要缓慢进行以充分热透，锻造时严格按照“轻—重—轻”法操作，严格控制变形，不许冷锤锻造，否则易出现角裂或劈头等缺陷。锻后需缓冷并及时回火。
（4）GM钢预备热处理
1）锻后一般退火工艺：加热温度为820～840℃，保温2h，炉冷至550℃以下出炉空冷，退火后硬度≤241HBW。
2）锻后等温球化退火工艺：加热温度为850～870℃，保温3h；炉冷至730～750℃，保温4～6h，炉冷至500℃以下出炉空冷。退火硬度为205～228HBW。
（5）GM钢淬火及回火
1）淬火、回火工艺规范见表格。淬火温度对硬度、残留奥氏体量、奥氏体晶粒尺寸的影响见表格。
GM模具钢淬火、回火工艺
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预热温度/℃ |
淬火温度/℃ |
冷 却 |
硬度HRC |
回火温度/℃ |
回火次数/次 |
硬度HRC |
|
800～820 |
1080～1120 |
油冷 |
64～66 |
540～560 |
2 |
≥64 |
GM模具钢淬火温度对硬度、残留奥氏体量和奥氏体晶粒尺寸的影响
|
淬火温度/℃ |
1000 |
1040 |
1080 |
1100 |
1120 |
1160 |
1220 |
1260 |
|
硬度HRC |
60．5 |
62 |
66 |
64．5 |
64 |
62 |
56 |
60 |
|
残留奥氏体量 （体积分数，%） |
— |
20 |
20．5 |
21 |
28 |
43 |
57 |
— |
|
晶粒尺寸D/um |
— |
— |
— |
— |
— |
1．0 |
3．0 |
3．8 |
2）GM钢回火温度对硬度的影响
GM模具钢回火温度对GM钢硬度的影响
|
回火温度/℃ |
未回火 |
300 |
400 |
450 |
500 |
550 |
600 |
|
硬度HRC |
64 |
58 |
59．5 |
61 |
65 |
63．5 |
61 |
（6）GM钢力学性能
GM模具钢的力学性能
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热处理工艺 |
σbb/MPa |
αk/(J/cm2) |
断裂韧度KIC/MPa·m1/2 |
σbb/MPa |
硬度HRC |
|
1080℃油淬，540℃回火2次，每次1h |
4308 |
28.0 |
20.5 |
3300 |
65.5 |
|
1120℃油淬，540℃回火2次，每次1h |
3396 |
22.1 |
15.5 |
3260 |
66.0 |
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