Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1 的详细对比分析
本站之前发布过文章：Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1有何不同？一文，但是文章还不够全面，所以今天再重写此文，帮大家更加深入的了解这三种钢号的特点。这三种模具钢均属于高碳高铬冷作模具钢，但通过合金元素的调整和成分优化，其性能和应用场景存在显著差异。以下从多个维度进行详细阐述：
1. 化学成分对比
| 成分（%） | Cr12 | Cr12MoV | Cr12Mo1V1 |
|---|---|---|---|
| C | 2.00-2.30 | 1.45-1.70 | 1.40-1.60 |
| Cr | 11.50-13.00 | 11.00-12.50 | 11.00-13.00 |
| Mo | ≤0.40 | 0.40-0.60 | 0.70-1.20 |
| V | ≤0.40 | 0.15-0.30 | 0.50-1.10 |
| Si/Mn | ≤0.40/≤0.40 | ≤0.40/≤0.40 | ≤0.60/≤0.60 |
关键差异：
- 碳含量：Cr12的碳含量最高，Cr12MoV次之，Cr12Mo1V1最低。
- 合金元素：Cr12不含Mo、V；Cr12MoV添加少量Mo和V；Cr12Mo1V1的Mo、V含量加倍，且范围更宽。
2. 机械性能对比
| 性能 | Cr12 | Cr12MoV | Cr12Mo1V1 |
|---|---|---|---|
| 硬度 | HRC 60-63 | HRC 57-59（回火后） | HRC 60-65（氮化后） |
| 韧性 | 低（碳化物偏析严重） | 中（Mo、V细化晶粒） | 较高（更高Mo、V含量） |
| 耐磨性 | 中等 | 较高（Mo、V碳化物） | 最优（碳化物更丰富） |
| 抗弯强度 | 低（易裂纹扩展） | 中 | 较高 |
| 高温稳定性 | 差（无Mo、V） | 一般（短期高温） | 优（抗高温氧化） |
说明：
- Cr12因高碳高铬导致韧性差，碳化物偏析显著，易产生裂纹。
- Cr12MoV通过Mo、V的加入细化碳化物分布，提高韧性和抗回火软化能力。
Cr12Mo1V1的Mo、V含量更高，进一步优化了高温性能和耐磨性，但碳化物偏析问题仍需注意。
3. 热处理工艺对比
| 工艺 | Cr12 | Cr12MoV | Cr12Mo1V1 |
|---|---|---|---|
| 淬火温度 | 950-980℃（油冷） | 1020-1050℃（油/空冷） | 1020-1080℃（油/空冷） |
| 回火温度 | 180-200℃（低温回火） | 500-520℃（中高温回火） | 500-550℃（中高温回火） |
| 二次硬化 | 不明显 | 显著（依赖Mo、V） | 更显著（更高合金含量） |
| 氮化处理 | 不适用 | 适用（表面硬度HRC60+） | 适用（更高表面硬度） |
要点：
- Cr12采用低温回火以保持高硬度，但牺牲韧性。
- Cr12MoV/Cr12Mo1V1通过中高温回火实现“二次硬化”，在保持硬度的同时提升韧性。
- 氮化处理（如软氮化）可显著提高表面硬度和耐磨性，尤其适合精密模具。
4. 生产方式与后续加工性能
| 方面 | Cr12 | Cr12MoV | Cr12Mo1V1 |
|---|---|---|---|
| 冶炼工艺 | 常规电炉冶炼 | 需控制Mo、V的均匀性 | 需严格均匀化处理 |
| 锻造/轧制 | 易产生碳化物聚集 | 需多向锻造改善偏析 | 需高温扩散退火 |
| 线切割 | 高裂纹风险（残余应力大） | 风险较低（应力较小） | 风险中等（偏析仍存在） |
| 磨削性能 | 较差（硬脆） | 较好 | 较好 |
说明：
- Cr12因碳化物偏析严重，生产时需加强锻造工艺以减少缺陷。
- Cr12Mo1V1的Mo、V含量高，需更长的扩散退火时间以均匀化组织。
- 线切割时，Cr12需在热处理前加工并缓慢切割；Cr12MoV/Cr12Mo1V1可在热处理后加工，但需注意碳化物分布。
5. 物理性能与特殊性能
| 性能 | Cr12 | Cr12MoV | Cr12Mo1V1 |
|---|---|---|---|
| 导热性 | 低（高合金含量） | 略优于Cr12 | 中等 |
| 热膨胀系数 | 较高（易变形） | 较低 | 更低（高温稳定性好） |
| 抗腐蚀性 | 一般（仅依赖Cr） | 较好（Mo提升耐蚀性） | 优（Cr、Mo、V协同） |
| 抗高温氧化性 | 差（无Mo、V） | 中等（短期抗氧化） | 优（长期高温环境适用） |
6. 典型应用场景
- Cr12：适用于低冲击、高耐磨的简单模具（如冲裁模、冷镦模），但需避免复杂形状。
- Cr12MoV：广泛用于精密冷作模具（如冲压模、拉深模），适合中等冲击和较高寿命需求。
- Cr12Mo1V1：高端模具（如高速冲压模、精密冷挤模），尤其适用于高温工况或需氮化处理的场合。
总结
通过合金成分的调整，Cr12MoV和Cr12Mo1V1在韧性、耐磨性、高温性能及加工性能上显著优于Cr12。其中，Cr12Mo1V1凭借更高的Mo、V含量，成为高端模具的首选，但其生产工艺复杂且成本较高。选择时需根据具体工况（如载荷、温度、精度要求）权衡性能与成本。
