1.2 模具用钢
模具用钢分类的方法有多种，习惯上将它们分成四大类：热作模具钢、冷作模具钢、塑料模具钢和玻璃模具钢，但并非专钢专用，有些钢可以制作多种模具。
1.2.1 热作模具钢
热作模具钢主要用于制造高温状态下进行压力加工的模具。热作模具在服役时承受着很大的冲击力，模膛和高温金属接触，本身温度常达300～400℃，局部达到500～700℃，有的甚至达到1000℃，还经受反复的加热和冷却，其工作条件相当恶劣。热作模具要求具有高的高温抗变形能力、淬透性、耐回火性、韧性、高温强度、高温韧度、抗热裂性、高温耐磨性和耐金属浸蚀性；要求材料组织均匀，方向性小，工艺性好。
1.热作模具的性能要求
根据工作状况的不同，热作模具可以简单地分为锤锻模、热挤压模、压铸模等几类。
（1）锤锻模 锤锻模在高温下通过重加压力，强制金属成形，工作中模具受到非常大的冲击载荷，并同时承受压应力、拉应力和附加弯应力。被锤锻的金属在模膛内产生强烈的摩擦，模膛表面与高温（始锻温度为1100～1180℃）金属接触，被加热到300～600℃，工作中还要反复地受到高温-冷却的循环作用，产生了交变的热应力，所以模具的疲劳性能要好。
热锤锻模的失效形式为：由于磨损造成的模膛尺寸超差和产生裂纹以及网状的热疲劳龟裂。因此，要求锤锻模在其工作温度下保持高的强度和良好的冲击韧度，良好的热疲劳强度、抗氧化性和热强度，以及高的淬透性、良好的导热性。
（2）热挤压模 热挤压模在工作中承受很大的压应力和弯应力，脱模时还要受到一定的拉应力，模具与高温金属接触时间长，需要水冷，因而易产生热疲劳裂纹等。
热挤压模的失效形式有：模膛塌陷或变形，冲头镦粗，冲头的应力集中处产生裂纹或断裂，热疲劳裂纹，表面磨损、拉毛或形成沟槽。表面热裂是影响这类模具寿命最重要的因素，占失效模具的80%左右。因此，要求热挤压模具具有高的强度、高的疲劳强度、高硬度和高的耐磨性，同时还要有良好的抗氧化性和热强性，以及高的淬透性、良好的导热性。
（3）压铸模 压力铸造是把熔融的金属一次压射至一个或若干个型腔内形成铸件的一种成形工艺。这种成形方法属于少无切削加工，可以节约大量的金属材料，提高产品质量，降低成本，因而得到了广泛的应用。
压力铸造是在高压下，使熔融金属挤满型腔，压铸成形。在工作过程中，模具反复与炽热的金属接触，因此，要求模具具有高的耐热疲劳性、良好的耐磨性与耐蚀性、必要的高温力学性能，对淬透性，视模具的尺寸大小也有一定要求。
2.锤锻模用钢
GB/T 1299—2000中，热作模具钢纳入12个牌号，其中热锤锻模具用钢有5CrMnMo、5CrNiMo、4CrMnSiMoV。推荐的牌号有5CrNiMoV、5Cr2NiMoSi。此外，5SiMnMoV、5CrMnSiMoV、5CrNiTi、5CrNiW等牌号也可用于制造锤锻模。
5CrNiMo钢是我国应用最早的热锻模具钢，但在使用中发现该钢的淬透性不能满足大截面锤锻模的需要，截面尺寸>300mm时，心部硬度已不能满足要求。5CrNiMo钢模具的使用温度不得超过500℃。5CrNiMoV钢是国外广泛使用的锤锻模用钢，55CrNiMoV6钢是德国的牌号，这些钢中的Cr、Ni、Mo含量均高于国产的5CrNiMo钢成分，并含有少量的V，在400mm×400mm的截面上可以完全淬透，耐回火性比5CrNiMo钢高100℃左右，其使用寿命高于5CrNiMo。我国在20世纪80年代对此作过大量的分析和研究，并推荐5CrNiMoV钢用于大型、复杂的重载荷锤锻模。
5CrNiMoVSi钢与5CrNiMo钢相比，碳含量稍低，但Cr、Mo量提高了，并加入适量的V、Si。使之有了高的淬透性。经调质处理后，可在500mm×500mm截面上保持表面和心部硬度的一致性。在回火时，由于析出M2C型碳化物，使钢二次硬化，其热硬性比5CrNiMo钢高150℃以上。45Cr2NiMoVSi钢的C、Si稍有降低，更适宜制作锤锻模，这种钢用于制造3t以上锤锻模和4000t以上压力机锻模，使用寿命较5CrNiMo和55CrNiMoV6钢提高0.5～1.5倍。3Cr2MoWVNi钢有二次硬化效益和较高的热稳定性，制造的热锻模有较高的使用寿命。
3.挤压模用钢
以前挤压模用得最多的钢是3Cr2W8V钢，但现在又有被其他钢种取代的趋势，国外已基本停止使用，代之以5%Cr（质量分数）系列的其他钢，其中以美国的H13（4Cr5MoSiV1）钢应用最为广泛。在使用温度小于600℃时，H13钢有良好的冷热疲劳性能，用做热挤压模和铝合金压铸模，有比较高的使用寿命。但H13有较大的尺寸效应，在截面尺寸超过120mm以后，心部韧性明显下降，国外采用炉外精炼、高温扩散退火、等向锻造等工艺，以改善其尺寸效应，减少Cr、Mo的成分偏析。国内大多采用电渣重熔等工艺。3Cr3Mo3V钢是一种在国外应用较广的钼系热作模具钢，其性能介于Cr系和W系之间。为提高这种钢的热稳定性，有些国家加入质量分数为3%的Co。
近几年来，国内外研制了一些强韧性好、热稳定性高的热作模具钢，这些钢是在Mo系3Cr3Mo3V的基础上发展期来的，w（C）为0.25%～0.45%，与Cr、Mo、W、V形成碳化物，其碳化物类型为M23C6、M6C、MC，这些碳化物高温回火后均匀弥散分布，从而提高了钢的耐回火性和高温强度，并具有足够的强度和韧性。有的加入少量的Nb、Ti、B、Al等，以期得到更佳的综合力学性能。过高的碳含量，易形成较多的大块状碳化物，使钢的热疲劳强度和冲击韧度降低，过低的碳含量对硬度和淬透性不利。由于加入较多的合金元素，使钢的共析点左移，所以这类钢大多为过共析钢。
按照加入的合金元素，通常热挤压模具钢可分为W系、Cr系和Cr-Mo系。
（1）3Cr2W8V（H21）钢 它是W系的代表性钢种，其特点是受热时具有较高的热稳定性、高温强度和耐磨性，但在600℃时，冲击韧度、塑性、耐热振动性较低，其高温回火脆性也十分明显，小模具淬火后可不回火直接使用。
（2）Cr系钢Cr系钢以5%Cr（质量分数）为基础，典型的牌号有4Cr5MoV1。该系列钢的碳化物为M23C6型，且数量较多，在加热时易于溶入奥氏体，因而碳化物不均匀性大为降低，抗氧化性能提高。添加0.07%（质量分数）的Nb有利于减缓M23C6型碳化物的粗化，提高该钢的热疲劳强度，抑制热疲劳裂纹的形成与扩展。该钢是一种空冷硬化热作模具钢，φ150mm模具在空气中就可以淬硬。该钢在中温下的塑性、冲击韧度和耐振性优于3Cr2W8V钢，工作中可采用水冷降温，故应用范围广泛。该钢的耐回火性及热屈服强度略逊于3Cr2W8V钢。
（3）Cr-Mo系钢Cr-Mo系钢以3.0%Cr、3.0%Mo（质量分数）为基体，添加了一些其他微量元素，例如，我国的3Cr3Mo3VNb、美国的H10（3Cr3Mo3V）、英国的BH10A（3Cr3Mo3VCo）。这类钢碳的质量分数为0.25%～0.35%，具有较好的韧性、热振性和热疲劳性，同时还弥补了Cr系钢热稳定性和屈服强度的不足。
我国研制的35Cr3Mo3W2V钢特别适用于制造高速、高负荷、水冷、连续大批量生产的模具。
4.压铸模用钢
根据所压铸金属和合金的不同，按压铸温度的高低选择钢种。
（1）压铸低熔点金属及合金用钢 低熔点的锌基合金压铸模可采用5CrMnMo钢、5CrNiMo钢，甚至可以选用40Cr类的调质钢，而熔点稍高一些的铝合金、镁合金压铸模，常选用4Cr5MoSiV1钢、3Cr2W8V钢，也可选较好的3Cr3Mo3VNb钢。
4Cr5Mo2MnVSi钢是我国研制的铝合金压铸模钢，其冷、热加工性良好，淬透性高，具有良好的热疲劳性、热处理变形及抗熔损性。该钢合金元素含量低，符合我国资源情况，有利于降低成本和扩大应用，用于铝合金压铸模，使用寿命比3Cr2W8V钢提高1～7倍。
（2）压铸高熔点金属及合金用钢 铜及铜合金和钢铁材料的熔点都比较高，其压铸温度大都在950℃以上，模具型腔的温度也在650℃以上，对模具的高温强度、导热性和热疲劳性能要求更高，使用4Cr5MoSiV1、3Cr2W8V钢寿命都比较短，一般钢质模具难以满足压铸要求，如Mo基合金、W基合金等。铜基合金的硬度虽然不高，但具有高的热导率。用铜基合金作压铸模材料目前还在试制研究当中。此外，铜合金制压铸模镶块可在980℃淬火后冷挤成形，然后进行时效，型腔表面粗糙度值低，因而可以提高模具寿命。
1.2.2 冷作模具钢
冷作模具是在常温下对材料进行压力加工和其他加工所用的模具。冷作模具的种类繁多，结构复杂，主要有冲压模、冲裁模、挤压模、剪切模、拉深模、冷镦模、拉丝模、压印模等，冷轧辊也可以看成是一种特殊的模具，滚丝轮（也称滚丝模）已列入国家刀具标准，也可以说是一种特殊模具。冷作模具在使用过程中受到压缩、拉伸、弯曲、冲击、摩擦、疲劳等多种机械力的作用，使模具发生磨损、脆断、塌陷、啃伤、咬合、软化等失效现象，因此，对模具用钢的要求较高，对模具的热处理要求更高。
1.冷作模具的性能要求
模具在工作时，由于被加工材料变形抗力比较大，模具的工作部分，特别是刃口会受到强烈的摩擦和挤压，所以模具必须有高的硬度、强度和耐磨性。另外，模具在服役时还要受到冲击力的作用，故要求模具有一定的韧性。除此而外，还要求模具钢具有较好的可加工性、较小的脱碳敏感性及良好的热处理工艺性。
高的硬度是保持高的耐磨性的基础，但通过何种热处理工艺获得高硬度更重要，硬度虽相同，但热处理工艺不同，耐磨性可能相差很大。硬度与材料的抗压强度之间有着线性关系，硬度越高，抗压强度越高。各种冷作模具都有一个适当的工作硬度，在保证韧性的前提下，应力求高硬度。
一些冷作模具既要求高强度又要求高韧性，这对于防止由于冲击、重载荷、偏心弯曲载荷、应力集中引起的破裂和折断是十分重要的。影响强度的因素很多，主要是钢中碳和合金元素的含量及其分布、晶粒的大小、碳化物颗粒大小及分布的均匀性，以及内应力的影响。粗大的晶粒会严重降低钢的断裂强度。
对于韧性的要求，应根据模具工作的具体情况而定，工作时受冲击负荷较大，易受偏心弯曲载荷或有应力集中时，要求有较高的韧性。一些冷作模具常采用淬火+低温回火的热处理工艺，为了提高韧性，可适当提高回火温度，降低一点硬度，但应避免回火温度在不可逆回火脆性温度区间。
2.碳钢模具
用中碳钢或低碳钢制作冷作模具必须经化学热处理，赋予其表面高的硬度，以满足模具表面高强度、高耐磨性的要求。
常用来制造冷作模具的碳素工具钢有T7A、T8A、T10A、T12A，主要用T7A和T10A两个牌号，而以T10A钢用得最普遍。主要原因是T10A钢比T8A钢耐磨，脆性比T12A钢小。碳素工具钢可加工性好，价格便宜，货源充足。但其淬透性低，耐磨性差，淬火变形大，水淬易裂，油淬尺寸有限。模具使用寿命低，仅适合于制造形状简单、尺寸较小和承载较轻的模具，如小冲头、小型冲模等。应当指出，碳素工具钢最适合制造小型冷镦模。因为小型冷镦模除了应具备的足够强度、表面硬度和硬化层外，心部还要有足够的韧性。如果硬化层过深，会因工作时承受较大冲击而早期破断。
3.合金钢模具
冷作模具用合金钢分低合金工具钢、高碳高铬模具钢、高碳中铬模具钢、含锰空冷微变形钢等。
（1）高碳低合金钢 为适应冷作模具性能需要而发展起来的高碳低合金钢，是在碳素工具钢的基础上加入适当的合金元素（如Cr、Ni、Mo、Ti、W、V、Si、Mn等）冶炼而成的，合金元素总的质量分数在5%以下。合金元素的加入提高了淬透性和过冷奥氏体的稳定性，降低了淬火冷却速度，减少了淬火热应力和组织应力，减少了淬火畸变与开裂。此类钢淬火与回火后有较高的强韧性和耐磨性，和碳素工具钢相比，其使用寿命可大幅度提高。因此，高碳低合金钢被广泛用于制作形状复杂、截面较大、承载负荷较大、变形较小的中、小型冷作模具。但这类钢在热加工后要严格控制冷却速度，并要采取适当的热处理，否则容易形成网状碳化物，降低钢的韧性。
（2）高碳高铬模具钢 这种类型的钢淬火变形小、淬透性高、耐磨、硬度高，被广泛用于制造大负荷、要求耐磨性高、热处理畸变小、形状复杂、而且生产批量大的模具。常用的牌号有Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1、7Cr7Mo3V2Si等。
（3）高碳中铬模具钢 为了改善Cr12型冷作模具钢的碳化物偏析，提高其韧性，并进一步提高钢的耐磨性，国内外做了大量的研究工作，开发了不少新的钢种。这类钢的典型牌号有Cr6WV和Cr5Mo1V。它们都属于过共析钢，但在铸态下因偏析的原因也存在共晶莱氏体组织。钢中的碳化物主要是Cr7C3，并有少量的合金渗碳体及M6C和MC型碳化物，其碳化物分布还是比较均匀的。
Cr6WV钢加热到950～1000℃时奥氏体中已含有较多的Cr，因此有较高的淬透性，但略低于Cr12MoV钢。Cr5Mo1V钢的淬透性略高一些，优于或相当于Cr12MoV钢。Cr6WV钢经正常淬火低温回火后硬度为58～62HRC，耐磨性比Cr12钢低些。
Cr4W2MoV钢也是代替Cr12型钢的另一种高碳中铬钢。根据模具的不同用途，热处理工艺应该个性化，寻求硬度与韧性的最佳配合。
（4）高速工具钢模具 高速工具钢自问世至今110多年，一直以制造切削金属的刀具著称。20世纪80年代，模具工业兴起，钢铁材料的冷挤压模具受力很大，工作条件恶劣，对模具的要求比较高，Cr12型模具钢已不能满足要求，需要用高速工具钢来制造。高速工具钢经低温淬火回火后，具有很高的硬度、抗压强度和耐磨性。常用W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、W9Mo3Cr4V、6W6Mo5Cr4V等高速工具钢制造冲头、冲裁模、冷挤压模和冷镦模等。
（5）钢结硬质合金模具 钢结硬质合金不仅可以制作刀具，也可以制造模具。我国研制的大负荷WC型钢结硬质合金DT在模具中应用较多，其特点是在保持足够的硬度和耐磨性的基础上，大幅度提高了强度和韧性，在急冷和急热的交变热冲击下有极好的抗热裂能力。DT合金组织中，硬质颗粒尺寸细小、均匀、弥散分布，尺寸小于2μm的小颗粒碳化物约占碳化物总数的50%，小于5μm的占总数的80%。由于DT合金组织中碳化物颗粒细小且弥散，因此，其力学性能高于其他钢结硬质合金。DT合金的性能见表1-11。
DT合金与国内其他钢结硬质合金的性能比较见表1-12。
DT合金也可以锻造，预热温度为750～800℃，加热温度为1150～1200℃，始锻温度为1150～1180℃，终锻温度为900～850℃。锻造温度带比较宽，热塑性较好，通过锻造，可以进一步改善组织提高性能。DT合金在前几次锻打时，需反复进行镦粗拔长，要轻拍快打，每次的锻造变形量控制在5%左右，改形锻打变形量适当增加至10%～15%。锻后缓冷，及时退火。
表1-11 DT合金的性能
表1-12 DT合金与国内其他钢结硬质合金的性能比较
DT合金一般采用等温球化退火。其工艺为：加热至860～880℃，保温2～3h，炉冷至720～700℃，等温6h，炉冷到500℃以下出炉空冷。退火后硬度为32～36HRC，金相组织为粒状珠光体+弥散碳化物。
盐浴加热淬火温度为1000～1020℃，保温按1min/mm计，油冷；复杂模具可采取200～300℃的等温处理。根据模具的使用要求，可以在200～650℃范围内选择回火温度。
1.2.3 塑料模具钢
随着塑料工业的发展，塑料模具的需求量与日俱增。塑料制品已广泛应用于汽车、家电、化工、仪表、电信、建材、军工等行业，世界已进入以塑代钢的新时代。为了适应塑料制品尺寸大型化、形状复杂化和表面装饰美观化的要求，塑料模具正朝着大型、复杂、精密化和多腔化的方向发展。因而对模具材料的可加工性、镜面抛光研磨性、图案蚀刻性、热处理畸变和尺寸稳定性都提出了很高的要求。此外，还要求模具材料具备一定的强韧性、耐磨性、耐蚀性和较好的焊补性。
1.塑料模具钢的性能要求
1）综合力学性能要好。模具在工作中要承受温度、压力、浸蚀和磨损的作用，因而要求具有一定的强度、塑性和韧性。讲具体一点就是材料的纯洁度要高，组织均匀致密，无网状、带状碳化物，无孔洞、疏松等缺陷；材料的淬透性好，热处理后有较高的强韧性、硬度和耐磨性，并要求等向性好。
2）可加工性好。塑料模的形状往往比较复杂，还要模具表面刻上各种商标及图案，材料应适应各种机械加工和手工修整等一系列加工要求。
3）模具材料应有良好的导热性和低的热膨胀系数。
4）良好的热加工性。可铸、可锻、可焊，热处理畸变要小，尺寸稳定性好，在300℃以下长期工作不变形。
5）有些塑料模具还要求有良好的耐蚀性和一定的耐热性。
2.塑料模具用钢
塑料模具钢按成分和特征大致可分为六种类型：非合金型塑料模具钢、预硬化型塑料模具钢、渗碳型塑料模具钢、耐蚀型塑料模具钢、时效硬化型塑料模具钢和淬硬型塑料模具钢。
（1）非合金型塑料模具钢YB/T 094—1997标准中列入的SM45、SM50、SM55三个牌号，已在塑料模具中广泛应用。它们也属优质碳素钢，但纯洁度高，硫、磷杂质控制更加严格，碳含量波动范围更窄，力学性能更稳定。该类钢经正火或调质处理后具有一定的硬度、强度和耐磨性，且价格便宜，可加工性非常好，适宜制造形状简单的小型塑料模具或精度要求不高、使用寿命不需要很长的低档次塑料模具。
（2）预硬化型塑料模具钢 这类钢是在w（C）为0.3%～0.5%的钢中加入适当的Cr、Mn、Mo、V等元素而制成的，一般由钢厂经过充分锻打制成模块，经过预备热处理，达到要求的硬度后，供使用单位制模。这样模具制造厂可不必再进行热处理，从而避免了热处理畸变、开裂等缺陷的发生。这类钢主要用于制造寿命长、形状复杂、尺寸要求精度高的大中型塑料制品用模。
3Cr2Mo（P20）、3Cr2MnNiMo（718）钢是国际上广泛应用的预硬化型塑料模具钢，已列入合金工具钢国家标准（GB/T 1299—2000），在我国也得到了广泛地应用。3Cr2MnNiMo钢是改型的3Cr2Mo，较3Cr2Mo有更高的淬透性。调质后在大截面尺寸保持硬度均匀一致。在使用此钢时，应将硬度降至28HRC左右，以克服切削加工的困难。
近年来，我国还研制了应用效果比较明显的5CrNiMnMoVSCa（5NiSCa）、8Cr2MnWMoVS（8Cr2S）等新钢种，预硬状态的硬度大多为35～45HRC。由于含Ca、S等化学元素，这些钢件可以进行正常的切削加工。
P20S、P20SRE是我国开发的易切削预硬型塑料模具钢。P20钢是在28～40HRC预硬状态下加工成形的。P20S、P20SRE在原成分的基础上分别加入质量分数为0.1%的S和0.05%的RE，其预硬状态的硬度为30～40HRC。P20SRE钢有很高的淬透性，适合于制造有效厚度达600mm的大型或特大型塑料模具；该钢有优良的预硬性能，使钢在预硬状态下制模，精加工后直接使用；其易切削性可保证预硬处理后在较高硬度下具有良好的可加工性和磨抛性；该钢具有良好的综合力学性能。
（3）渗碳型塑料模具钢 这类钢碳含量都比较低，同时含有能提高淬透性的Cr、Ni等元素。渗碳钢在渗碳前硬度很低，具有良好的可加工性。切削加工成形后再渗碳、淬火、低温回火，其表面硬度高、耐磨性好，而心部韧性好。渗碳钢最大的优势是退火后硬度低、高的塑性和低的变形抗力，主要用于冷挤压成形塑料模，而无须进行切削加工；对于大批量生产同一形状的模具十分有利，可大大提高工效，降低生产成本，模具的互换性好，表面硬度高，耐磨性好。冷挤压成形后的塑料模具经渗碳淬火和低温回火，达到表面高硬度、高耐磨性，而心部仍有较好的韧性，主要用于制造要求耐磨性良好的塑料模具。其中，碳钢用于型腔简单、生产批量较小的小型塑料模具；合金钢用于型腔较为复杂、承受载荷较高的大、中型塑料模具。
渗碳型塑料模具钢在国外有专用钢种，如美国的P1、P2、P4、P6，日本的CH1、CH2，瑞典的8416，德国的X6CrMo4钢。我国常用的钢有20、20Cr、20CrMnTi、12CrNi3A、20Cr2Ni4A、2CrNi3MoAlS等。目前我国唯一纳入相关标准（YB/T 094—1997）的渗碳型塑料模具钢是SM1CrNi3钢。国内开发的0Cr4NiMoV（LJ）冷挤压成形专用钢，退火后硬度为85～105HBW，具有优良的冷挤压成形性能。
（4）耐蚀型塑料模具钢 在生产会产生化学腐蚀介质的塑料制品（如聚氯乙烯、氟塑料等）时，模具材料必须有很好的耐蚀性。当塑料制品的产量不大时，可以用低档材料经适当热处理再镀铬保护，但大多情况下会选用耐蚀的马氏体型不锈钢或奥氏体型不锈钢制造，如20Cr13、30Cr13、40Cr13、95Cr18、102Cr17Mo、14Cr17Ni2、12Cr18Ni9等。
为了提高耐蚀模具钢的加工进度，国内又研制成功了马氏体时效硬化钢0Cr16Ni4Cu3Nb（PCR）和1Cr14Co13Mo5V（AFC-77）钢。这类钢适于制造要求高耐磨性、高精度和高耐蚀性的塑料模具。
在研制新耐蚀钢的同时，还引进和应用了国外耐腐蚀镜面塑料模具钢，例如法国的CLC2316H、德国的X36CrMo17、奥地利百禄公司的M300、瑞典ASSABS-136、日本大同S-STAR等。这些钢经精细冶炼及热处理，纯净度高，组织细小均匀，具有良好的镜面性。如果需要进一步改善力学性能，可以重新进行淬火回火处理。
（5）时效硬化型塑料模具钢 模具热处理后的变形是模具热处理三大难题之一（变形、开裂、淬硬）。预硬型塑料模具钢解决了模具的热处理变形问题，但模具硬度要求高又给模具加工造成了困难。如果既保证模具的加工精度，又使模具具有较高的硬度，对于精密、复杂、长寿命的模具，是模具材料面临的一个重要难题。为此发展了一系列的时效硬化型塑料模具钢。模具淬火（固溶）后变软（硬度为28～34HRC），便于切削加工成形，然后再进行时效处理，硬度可以升到45～50HRC。适于制造形状复杂、高精度及透明塑料的模具。
时效硬化钢可分为马氏体时效钢和低镍型时效钢。
1）马氏体时效钢。我国的18Ni系列，日本的MASIC、YAG，美国的18MAR300等都属于马氏体时效钢。该类钢以固溶状态供货，硬度为28～32HRC，具有良好的可加工性。加工成成品模具后，再经480～520℃×3h时效处理，可获得50～57HRC的硬度。这类钢时效变形小，热膨胀系数小，可用来制造各种精密模具。马氏体时效钢具有较高的强韧性、良好的耐磨性、最佳的镜面抛光性，可用来制作大批量生产的热塑性、热固性和增强塑料制品的模具和透明的塑料制品的模具，但该类钢的价格比较贵，应慎重选用。
2）低镍型时效钢。我国研制的25CrNi3MoAl、10Ni3MnCuAl（PMS）、20CrNi3AlMnMo（SM2）钢是低镍沉淀硬化型镜面模具钢，属于抑制析出硬化型时效钢，具有良好的冷热加工性能、综合力学性能和镜面性能，用于制造使用温度在300℃左右，硬度为30～45HRC，要求高镜面、高精度图案、蚀刻性好的热塑性塑料模。这些钢在固溶处理后硬度很低（一般不超过30HRC），很容易地进行切削加工，加工完成后再进行低温时效硬化处理，可获得要求的综合力学性能和耐磨性。由于时效处理变形很小，时效处理后不需要再切削加工，即可得到精度很高的模具成品，使用寿命高于预硬型塑料模具钢。
（6）淬硬型塑料模具钢 纳入相关标准（YB/T 094—1997）中的淬硬型塑料模具钢，只有3个牌号：SM4Cr5MoSiV、SM4Cr5MoSiV1、SMCr12Mo1V1。其中前两个是热作模具钢，后一个为冷作模具钢（通过特殊处理，也可以制作热作模具）。为适应塑料模具对抛光性、蚀刻性等特殊要求，这些钢都要经过精炼加工，使杂质含量大为降低，韧性和等向性提高。
除上述3种淬硬型专用塑料模具钢外，还有很多淬硬型塑料模具钢，如T7A、T8A、T10A、T12A，9SiCr、9Mn2V、CrWMn、7CrSiMnMoV，Cr12、Cr12MoV，5CrMnMo、5CrNiMo，W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、W9Mo3Cr4V、W4Mo3Cr4VSi和基体钢65Nb、7Cr7Mo3V2Si（LD）、6Cr4Mo3Ni2WV（CG2）、5Cr4Mo3SiMnVAl（012Al）等。这些钢制成模具后，视模具工作状况作适当的淬火回火处理，可得到合适的硬度。此类模具适用于受力大、易磨损，并受到周期性脱模冲击和碰撞的热固性塑料成形模。
碳素工具钢仅适用于制造耐磨性较高，但尺寸较小、受力不大、形状简单以及畸变要求不高的塑料模。一般用于要求表面耐磨而心部有一定韧性的凹模。
低合金工具钢主要用于制造尺寸较大、形状较复杂和精度较高、生产批量大、耐磨性好的塑料模。
Cr12型钢适用于制造高耐磨性的大型、复杂、高寿命的精密塑料模。
4Cr5MoSiV1（H13）等热作模具钢适用于制造有较高强韧性、使用温度较高和具有一定耐磨性的塑料模。
对于大型、精密、复杂的型腔及嵌件，要求热处理后具有优良耐磨性的模具，可考虑选用基体钢制作。
6CrMnNiMoSi（GD）钢是一种淬硬塑料模具钢，强韧性好，淬透性好和耐磨性高，淬火畸变小，制造成本低，可以代替Cr12型钢和基体钢，用于制造大型、高耐磨、高精度塑料模。
1.2.4 玻璃模具钢
玻璃模具质量将直接影响玻璃制品的外观与生产成本。随着我国轻工业的飞跃发展，玻璃成形机的不断更新换代，对玻璃模具的耐热性、导热性及寿命提出了很高的要求。
国内玻璃模具材料大多采用铸铁或铸造不锈钢，经适当的热处理再表面强化，用得比较成功的玻璃模具钢是4Cr13Ni等。