析出硬化型时效硬化钢
析出硬化型钢是通过固溶处理和时效析出第二相而强化的，以满足塑料模具成型零件的要求。市场以40HRC级预硬钢供应，仍然有良好的切削加工性能。这类钢冶金质量高，一般采用特殊冶炼，所以纯净度、镜面研磨性、蚀刻性能良好，使模具具有良好的精度和尺寸稳定性。表面和心部的硬度均匀，具有良好的焊接性。析出硬化型钢一般含Ni较低，其代表钢种有25CrNi3MoAl，属于低碳中合金钢，相当于日本N3M钢和美国P21钢。
（1）25CrNi3MoAl钢
25CrNi3MoAl钢属于低Ni无Co析出硬化型时效钢。适用于制作变形率要求在-0.05%以下，镜面要求高或表面要求光刻花纹的精密塑料模具。
1）热处理工艺。25CrNi3MoAl析出硬化型塑料模具钢热处理可分为三部分。
① 第一次固溶处理（也称淬火）：850～950℃固溶处理（45HRC），获得细小的板条状马氏体，提高钢的强韧性。奥氏体化温度越高，保温时间越长，固溶处理后的硬度越低，板条状马氏体越粗大。
② 第二次固溶处理（也称回火）：670～690℃×4h，硬度为28～30HRC，目的是使马氏体分解又不使Ni、Al相脱溶析出。经第二次固溶处理后，淬火马氏体分解转变成回火马氏体。第二次固溶处理时随着回火温度的升高和回火时间的延长，硬度逐渐下降。在690℃回火4h，硬度降到28HRC；690℃回火6h，硬度降到23HRC。此时极利于切削加工。市场上供应的是经过第二次固溶处理的钢材。
③ 时效处理：530～560℃时效8h，目的是使Ni、Al相析出而强化，硬度为42～46HRC。
25CrNi3MoAl钢时效变形率可控制在0.05%以下（收缩），如果在机械加工后经消除应力处理，变形率还可进一步减少到0.01%～0.02%。
④ 表面处理：析出硬化型钢制的模具零件还可通过渗氮处理进一步提高耐磨性、抗咬合能力和模具使用寿命。
美国P21钢的渗氮温度可取与时效温度相同（510～525℃），渗氮时间取20～24h。渗氮后，有效渗氮层深度约为0.15mm，表面硬度接近94HRB。
25CrNi3MoAl钢如果也取渗氮温度与时效温度（520～540℃）相同，则同样可获得最佳硬度、强度和较高的韧性，渗氮层深度约为0.2mm，渗氮层表面硬度可高达1100HV。
2）25CrNi3MoAl钢制塑料模具的时效处理工艺。
① 工艺Ⅰ：一般精密塑料模具处理。
淬火加热温度为880℃，空冷或水冷淬火，淬火后硬度为48～50HRC；680℃×4～6h高温回火，空冷或水冷，回火后硬度为22～23HRC。经机械加工成形，再进行时效处理，520～540℃×6～8h，时效后硬度为39～42HRC。再经研磨、抛光或光刻花纹后装配使用，时效变形率约为-0.039%。
② 工艺Ⅱ：高精密塑料模具热处理。
淬火加热温度为880℃，空冷或水冷淬火，淬火后硬度为48～50HRC；680℃×4～6h高温回火，空冷或水冷，回火后硬度为22～23HRC。经粗加工和半精加工后，补充650℃×1h去应力退火，消除加工后的残余应力，然后进行精加工。时效处理为520～540℃×6～8h，空冷，时效后硬度为39～42HRC。再经研磨、抛光或光刻花纹后装配使用，时效变形率约为-0.01%～-0.02%。(https://www.daowen.com)
③ 工艺Ⅲ：冲击韧度要求不高的塑料模具热处理。
锻坯退火后直接进行粗加工、精加工，加工获得成品后进行时效处理：520～540℃×6～8h，空冷，时效后硬度为39～42HRC。再经研磨、抛光或光刻后装配使用，硬度为40～43HRC。时效变形率≤0.05%。
④ 工艺Ⅳ：冷挤型腔塑料模具热处理。
锻坯退火软化后，对模具挤压面进行加工、研磨、抛光，然后对冷挤压模型腔和模具外形进行修整，最后对模具进行真空时效或表面渗氮处理，装配使用。
（2）SM1Ni3Mn2CuAlMo（PMS）钢
SM1Ni3Mn2CuAlMo（PMS）钢与日本NAK55、NAK80相似，但不含贵重合金元素Co，未纳标。常用于制造工作温度300℃左右，硬度45HRC，截面尺寸≤150mm，要求高镜面、高精度、光蚀刻性能的热塑性模具或增强工程塑料模具。钢经过感应炉熔炼后再经电渣重熔，添加易切削元素S后，可进一步改善切削加工性能，而对力学性能无明显影响。
1）固熔处理。固溶处理的目的是为了使合金元素在基体内充分溶解，使固溶体均匀化，并达到软化，便于切削加工。经840～850℃加热3h固溶处理，空冷后的硬度为28～30HRC。
2）时效处理。钢的最终使用性能是通过时效处理获得的，钢出现硬化峰值的温度为（510±10）℃，时效后硬度为40～42HRC。
PMS的变形率很小，收缩＜0.05%，总变形率径向为-0.11%～0.041%，轴向为-0.021%～0.026%，接近马氏体时效钢。
该钢以40HRC级预硬化钢供应市场，抗拉强度为1000～1300MPa。金相组织为板条状马氏体基体、弥散分布大量细小化合物。
（3）SM2CrNi3MoAl1S钢
SM2CrNi3MoAl1S钢是一种时效硬化易切削塑料模具钢。钢中添加易切削元素S，效果明显，加入Al时效时可析出硬化相Ni3 Al，已纳标。热处理工艺过程如下：
1）软化处理。目的是便于加工成形，为后续处理做好组织准备。870～930℃加热，油冷，680～700℃高温回火2h，硬度≤30HRC。
2）固溶处理。870～930℃加热，油冷，硬度为42～45HRC。回火温度为680～700℃，油冷，硬度为28HRC。
3）时效处理。时效温度为500～520℃，时效时间为6～10h，硬度为40HRC。