4Cr3Mo2NiVNb钢代号为HD模具钢，是一种空冷硬化型的热作模具钢，是在瑞典乌德霍姆QRO-80钢的基础上我国自行研制的新型热作模具钢。4Cr3Mo2NiVNb（HD模具钢）是在4Cr3Mo3V钢的基础上，通过降低Mo、V的含量，加入质量分数为1%Ni和0.15%Nb，提高了钢的室温和高温韧性及热稳定性，在700℃仍可以保持40HRC的硬度。在硬度相同条件下，4Cr3Mo2NiVNb（HD模具钢）比3Cr2W8V钢的断裂韧度高50%，700℃高温时抗拉强度高70%、冷热疲劳抗力和热磨损性能分别高出1倍和50%。由于HD模具钢的综合性能良好，适用于制作受热温度较高，使用条件苛刻的热作模具，如黑色及有色金属材料的热挤压模，热精锻模等。HD钢使用寿命比3Cr2W8V钢有显著提高。
（1）HD钢化学成分
HD模具钢化学成分（质量分数） （%）
C Si Mn Cr Mo Ni V Nb P S
0.35～0.45 ≤0.35 ≤0.40 2.50～3.00 1.80～2.20 0.80～1.20 1.00～1.40 0.10～0.25 ≤0.020 ≤0.010
（2）HD钢临界点 Ac1≈770℃，Ms≈320℃。
（3）HD钢热加工
HD模具钢锻造工艺规范
项目 加热温度/℃ 始锻温度/℃ 终锻温度/℃ 冷却方式
钢锭 1140～1180 1080～1140 ≥900 砂或坑缓冷
钢坯 1120～1160 1060～1120 ≥850 砂或坑缓冷
（4）预备热处理 锻材等温退火：＜500℃入炉随炉升温，加热温度830～850℃，保温时间（H）1+1min/mm,等温温度730±10℃，保温时间（H）2+1min/mm，随炉冷至＜500℃出炉空冷（HB≤250）。
（5）HD钢淬火规范 淬火温度为1130±10℃，油冷。（详见下表）
HD模具钢淬火温度与硬度、晶粒度的关系
淬火温度/℃ 1050 1100 1130 1160 1180 1200
硬度HRC 50.5 53.5 53.5 56.0 56.0 56.5
晶粒度/级 — 11 10 8～9 7～8 7～8
HD模具钢不同温度回火的硬度值
回火温度/℃硬度HRC钢种 300 400 500 530 560 590 620 650 700
HD钢 52.5 52.0 52.5 53.5 54.0 53.8 51.2 47.0 41.0
3Cr2W8V钢 51.0 51.0 51.4 52.3 51.5 51.8 50.0 46.0 34.0
注：淬火温度1130℃
（6）力学性能 HD钢与3Cr2W8V钢的室温、高温力学性能对比。
HD模具钢与3Cr2W8V钢的室温力学性能对比
热处理工艺 σ0.2/MPa ψ（%） αk/(J/cm2)
HD 3Cr2W8V HD 3Cr2W8V HD 3Cr2W8V
1130℃淬火，650℃回火 1633 1463 32.4 41.8 38.8 —
1130℃淬火，700℃回火 1165 952 45.7 41.9 48.8 —
HD模具钢的高温力学性能
试验温度/℃ σ0.2/MPa ψ（%） αk/(J/cm2)
HD 3Cr2W8V HD 3Cr2W8V HD 3Cr2W8V
650 536.9 414 66.1 49.1 56/54 —
700 405.3 235 69.3 85.4 75/40 62/38
注：αk值中分母为硬度值（HRC）
　　（7）应用 在相同的硬度条件下，HD模具钢比3Cr2W8V钢的断裂韧度高50%，700℃高温短时抗拉强度高70%，冷热疲劳抗力和热磨损性能分别高出1倍和50%。HD模具钢应用于钢质药管热挤压凸模、铜合金管材挤压底模和穿孔针，热挤压轴承环凸模与凹模、气门挤压底模等模具，使用寿命比3Cr2W8V钢提高。
HD模具钢应用效果
试用单位 模具名称 产品材料 HD钢寿命/支 3Cr2W8V寿命/支
上海铜厂 铜管挤压底模 70-1锡黄铜 420 150左右
上海铜厂 铜管挤压底模 10-1-1铁白铜 59 25左右
人民机械厂 热挤压凸模 低碳钢 420 150左右
沈阳有色金属加工厂 穿孔针 70-1锡黄铜 240 120
武汉气门厂 挤压底模 4Cr9Si2 2500 1500左右
上海浦江轴承厂 218轴承凸模 GCr15 10000 —
上海浦江轴承厂 218轴承凹模 GCr15 11000还可用 —
* 注：欲了解进一步详情请致电我们，我们的专业技术顾问乐于回答您在模具选材、模具热处理工艺及相关应用信息问题。