冷作模具鋼主要用于沖壓、下料、成型、彎曲、冷擠壓、冷拉、粉末冶金模具等工序，冷作模具鋼要求具有高硬度、高耐磨性和足夠的韌性。一般分為通用型和特殊型兩大類。
如美國通用型的冷作模具鋼通常包括01、A2、D2、D3這4個鋼種。
日本JIS標準中能用做冷作模具鋼的主要有SK系，包括SK系碳素工具鋼，合金工具鋼SKD系8個，SKH Mo系高速鋼9個，共24個鋼號。我國GB/T1299—2000合金工具鋼標準中共納入11個鋼種，形成了較完善的系列。
隨著加工技術、被加工材料及對模具需求的變化，原有的基本系列不能滿足需要，日本鋼廠以及歐洲主要的工模具鋼生產廠開發出特殊用途的冷作模具鋼，并逐漸形成了各自的冷作模具鋼系列，符合冷作模具鋼的發展方向。
1.3.1 冷作模具鋼分類
按照冷作模具鋼的工藝性能和承載能力特征分組，每組鋼均有自己合理的適用范圍。
（1）低淬透性冷作模具鋼（包括T7A、T8A、T10A、T12A、V、MnSi、Cr2、9Cr2、CrW5）該組由碳素工具鋼和低合金工具鋼組成，其特點是：合金元素含量少，加工性能好，在淬火后的薄殼硬化狀態具有充分的韌性和疲勞抗力，但鋼的淬透性、回火抗力和耐磨性較低。通用水淬碳素工具鋼T10A和通用水、油淬火冷作模具鋼Cr2為典型代表。其中CrW5鋼的韌性雖然較低，但其耐磨性和抗咬合性能極好。
該組冷作模具鋼適用于各種小批量生產的模具和抗沖擊載荷的模具。
（2）低變形冷作模具鋼（包括9Mn2V、9Mn2、CrWMn、MnCrWV、9CrWMn、SiMnMo）該組鋼中的合金元素含量多于（1）組，具有較好的淬透性、淬硬性，淬火操作過程簡便，易于控制零件的淬火變形程度。但該組鋼的韌性、回火抗力仍較低，殘余奧氏體在250℃左右回火時發生分解，使鋼的體積膨脹，并增加鋼的低溫回火脆性。本組鋼中的MnCrWV為各國通用的綜合性能優良的代表鋼種，9CrWMn鋼在美、英等國最為普及，9Mn2鋼為西歐、捷克等國家和地區普及的冷沖模鋼種，在美國則廣泛用于小型塑料模具，SiMnMo石墨鋼具有優良的抗咬合性能和耐磨性，歐、美已有多家鋼廠生產，但我國使用者較少。
該組鋼為中小批量生產用形狀復雜的基本鋼種。
（3）微變形冷作模具鋼（包括Cr6WV、Cr12、Cr12MoV、Cr4W2MoV、Cr2Mn2SiWMoV）該組鋼為高合金鋼，屬低合金過共析鋼，Cr12MoV鋼是本組鋼的典型代表。該組鋼的基本特征是：具有高的淬火淬透性和中等的回火抗力，具有高耐磨性和淬火以后體積變化微小的特點。但其變形抗力和抗沖擊能力有限，除Cr2Mn2SiWMoV鋼以外，該組鋼具有高的熱穩定性。
該組鋼是成批或大批量生產用冷沖模的基本鋼材，以及中等載荷的冷擠壓模、冷鐓模的主要材料。
（4）高強度冷作模具鋼（包括W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2）該組鋼為通用高速鋼，其基本特點就是具有高的強度、高的回火抗力和高耐磨性，是制作冷擠壓模具的基本材料。但該組鋼的韌性差，合金元素消耗量大，制造工藝性能不佳，淬火、回火后的變形難以控制，原材料價格和后期的熱加工價格昂貴。
（5）高強韌性冷作模具鋼（包括6W6Mo5Cr4V、CG2、65Nb）該組鋼為中碳高合金鋼，過剩碳化物少，組織均勻，淬火組織以板條狀馬氏體為主，結合多元合金固溶強化和回火碳化物彌散強化，其基本特性是兼有高強度、高韌性和高抗沖擊疲勞能力，但弱點是抗壓能力低，熱穩定性差，淬火變形以后難以控制，是綜合性質優良的重載冷作模具鋼。
適用于制作大、中型冷鐓模、精壓模。
（6）抗沖擊冷作模具鋼（包括4CrW2Si、5CrW2Si、6CrW2Si、60Si2Mn、5CrNiMo、5CrMnMo、5SiMnMoV、9SiCr）該組鋼為中碳低合金鋼，該類鋼還可以細分為硅錳鋼60Si2Mn，鉻鎢硅系耐沖擊模具鋼4CrW2Si、5CrW2Si、6CrW2Si，熱作模具鋼5CrNiMo、5CrMnMo、5SiMnMoV。其基本特性是抗沖擊疲勞的能力極佳，耐磨性和抗壓強度較低，是各種沖剪工具、精壓模、冷鐓模的基本材料。
硅錳鋼60Si2Mn為產普及型彈簧鋼，可用于內六角螺釘冷鐓沖頭、硬質合金凹模預應力套，其硬度為48～52HRC，以及其他小型沖頭。鉻鎢硅系而沖擊模具鋼是世界上各國廣泛應用、性能良好的冷、熱模通用鋼種，具有強韌性高、耐磨性優良、對等溫回火適應性好等優點。鋼中的鉻與硅可保證淬透性、抗疲勞強度和抗壓強度，鎢元素可細化晶粒及保證淬透性。
5CrNiMo、5CrMnMo原本屬于高韌性熱作模具鋼，由于其淬透性好、淬硬性高，在低溫回火或等溫淬火狀態具有良好的強韌性，特別是低的缺口敏感性，國內、外均有應用于承載條件苛刻、易于脆斷的重載冷作模具，只是耐磨性較低而已。5SiMnMoV鋼主要用于厚鋼板用沖剪工具及重載沖載模，如包括厚度超過20mm的鋼板用直剪刀，及厚度超過6mm的鋼板用圓盤剪刀，以及大、中規格圓鋼、型鋼下料剪刀，中厚板沖裁模和精壓模等。
（7）低合金空淬冷作模具鋼 該類鋼要求具有良好的淬透性，熱處理變形小，強韌性好，并且有一定的耐磨性能，是可以減小模具零件淬火變形和開裂的低合金空淬微變形鋼。
而標準的高合金冷作模具鋼（如D2、A2）雖然淬透性好，但合金含量高，成本昂貴。因此，在國內外開發的一些低合金微變形鋼中，一般含有提高淬透性的Cr、Mn合金元素，合金元素的總含量一般小于5%，適用于制造生產批量不大的精密復雜模具。具有代表性的鋼種如美國的A6鋼、日立金屬公司的ACD37鋼、大同特殊鋼公司的G04鋼、愛知制鋼公司的AKS3鋼等。
我國的GD鋼，經900℃淬火和200℃回火后，鋼的組織中能保持一定量的殘余奧氏體，具有較好的強韌性和尺寸穩定性，可用于制作易崩刃斷裂的冷沖模具，有較高的使用壽命。
（8）火焰淬火模具鋼 為了縮短模具制造周期，簡化熱處理工藝過程，節約能源，降低模具制造成本，日本開發了一些滿足火焰淬火要求的專用冷作模具鋼。比較典型的如愛知制鋼的SX105V（7CrSiMnMoV）、SX4（Cr8），日立金屬的HMD5、HMD1，大同特殊鋼公司的G05鋼等，我國研制開發了7CrSiMnMoV。
這類火焰淬火鋼在模具加工完后，可以通過采用氧乙炔噴槍或其他加熱器，對模具的刃部或其他部分進行加熱后空冷淬火，一般淬火后可以直接使用。由于工藝簡單，在日本獲得廣泛使用。該類鋼代表性的鋼種是7CrSiMnMoV，具有良好的淬透性，在φ80mm的鋼材經油中淬火時，距表面30mm處的硬度可高達60HRC，心部與表面硬度差值為3HRC，火焰淬火時，經180～200℃預熱。用噴槍加熱至900～1000℃淬火，硬度可達到≥60HRC，可得到≥1.5mm的淬硬層。
（9）高韌性、高耐磨性冷作模具鋼 為了提高冷作模具鋼的韌性，并使鋼的耐磨性降低不是很多，國外一些模具鋼生產的主要企業，相繼開發了一系列高韌性、高耐磨性兼備的冷作模具鋼。這類鋼一般含碳量約為1%，含Cr8.0%，加入Mo、V、Si等合金元素，其碳化物細小、分布均勻、韌性遠高于Cr12類型鋼，而耐磨性則與之相近。它們的硬度、抗彎強度、疲勞強度和斷裂韌性高，抗回火穩定性也高于Cr12型模具鋼，適合于高速沖床和多工位沖床。
20世紀70年代，美國釩合金公司首先開發出VascoDie（8Cr8Mo2V2Si）該類鋼發展較快，有美國CRUCIBLE公司開發的CRU-WEAR鋼，Timken的Lescowear，BOHLER的K340鋼，日本山陽特殊鋼的QCM8，大同特鋼的DC53，愛知制鋼公司的SX5（Cr8MoV），TCD等鋼。我國也研制開發了LD鋼、GM鋼、ER5鋼等。
該類鋼代表性的鋼種是低V含量的日本DC53鋼和高V含量的CRU-WEAR鋼。
DC53鋼經過回火后使用，其韌性比D2高出1倍，抗疲勞性能比D2高出20%；CRU-WEAR鋼經鍛軋后，退火后硬度達到225～255HBS，淬火后硬度可達到63HRC，在480～570℃回火時，具有明顯的二次硬化效應，鋼的耐磨性、韌性均優于D2鋼。
（10）基體鋼 高速鋼以其優良的耐磨性和紅硬性，在國外已經廣泛地用于制造高性能、高壽命的冷作模具，如日本通用標準的高速鋼SKH51（W6Mo5Cr4V2）等。為了適應模具的要求，往往通過降低淬火溫度、淬火硬度或降低高速鋼中的含碳量，以提高其韌性。
基體鋼是從高速鋼發展而來的，其化學成分相當于高速鋼淬火后的基體成分。所以淬火后的殘余碳化物數量少、分布均勻，使鋼的韌性較高速鋼有很大的改善。美國和日本在20世紀70年代初研究過牌號為VascpMA、VascoMatrix1和MOD2的基體鋼，新近又研制開發了DRM1、DRM2、DRM3等，一般用于要求韌性較高而抗回火穩定性較好的冷作模具。我國也研制一些基體鋼，如65Nb（65Cr4W3Mo2VNb）、65W8Cr4VTi、65Cr5Mo3W2VsiTi等鋼。
該類鋼具有良好的強韌性，廣泛制作冷擠壓、厚板冷沖、滾絲輪、壓印模、冷鐓模等，也可用做溫擠壓模具。
（11）粉末冶金模具鋼 常規工藝生產的萊氏體型高合金冷作模具鋼，特別是大截面鋼材，其共晶碳化物粗大，分布不均勻，嚴重地降低了鋼的韌性、可磨削性和等向性。因此，近年來，國外工模具鋼生產的主要特鋼企業都集中力量開發了一系列的粉末冶金高速鋼和高合金模具鋼，使該類鋼得到迅速發展。
粉末冶金生產工模具鋼已經成為國外重點發展方向，美國CRUCIBLE廠已具備年產12000t的生產能力，奧地利BOHLER廠僅2002年生產粉末工具鋼（主要是高速鋼和冷作模具鋼）1800t。由于霧化鋼粉冷速快，采用粉末冶金工藝形成的碳化物細小均勻，因而顯著地提高了模具材料的韌性、可磨削性和等向性。這種特殊的生產工藝，由于碳化物細小均勻，使可加工性和可磨削性能得到改善，通過在鋼中添加更高的碳含量和釩含量，從而發展了一系列的新鋼種，如日本大同的DEX系列（DEX40，DEX60，DEX80等），日立金屬的HAP系列，不二越的FAX系列，瑞典UDDEHOLM的VA-NADIS系列，法國Erasteel的ASP系列。美國CRUCIBLE公司的粉末冶金工模具鋼發展較快，形成了CPM1V、CPM3V、CPM10V、CPM15V等一系列的粉末冶金鋼，其可磨削性和韌性比普通工藝制造的工模具鋼有明顯提高。國內在1980年代曾開展粉末冶金高速鋼的研究工作，但未產業化。
