CPM Rex 121是一种通过粉末冶金工艺制造的超高硬度、超高红硬性高速钢，由美国Crucible Industries开发，专为极端耐磨和高温工况设计。其核心特性及应用如下：

🔥 一、核心特性

超高硬度与耐磨性

热处理后硬度可达 HRC 67-70（接近硬质合金），高碳（C: 3.4%）与高钒（V: 9.5%）形成大量 MC型碳化物（如VC），耐磨性为传统高速钢（如M42）的 3-5倍。

粉末冶金工艺确保碳化物尺寸极小（≤3微米），分布均匀，消除传统工艺的偏析问题。

极端红硬性与热稳定性

在 600℃高温下硬度保持 HRC 65+，700℃时仍≥HRC 60，是目前商用高速钢中红硬性最高水平之一。

钴（Co: 9.5%）显著提升高温强度和抗氧化能力。

力学性能平衡

抗压强度 >4000 MPa，抗弯强度 2800-3200 MPa，可承受高进给切削和断续加工应力。

冲击韧性 8-12 J/cm²（低于CPM M4），需优化工具几何设计以避免脆性断裂。

⚙️ 二、物理与机械性能

属性 参数值

密度 8.26 g/cm³

弹性模量 214 GPa

热膨胀系数 10.8–12.1×10⁻⁶ mm/mm/°C

热导率（22℃） 18.99 W/m·K

数据源于标准化测试，体现高温工况下的结构稳定性。

🛠️ 三、核心应用场景

1. 超硬材料切削工具

航空航天：镍基高温合金（如Inconel 718）铣削/钻削刀具，寿命为常规刀具 3倍以上。

医疗器械：骨科钻头、手术刀具，替代硬质合金并避免脆性断裂风险。

2. 精密模具制造

热作模具：压铸铝合金/镁合金模具，耐受800–1000℃金属液冲刷，寿命提升 40%。

注塑模具：玻璃纤维增强塑料模具，高温下抗变形能力突出。

3. 特种工业部件

涡轮叶片与燃烧室：高温抗氧化性保障航空发动机零件在700℃环境稳定运行。

耐磨机械零件：轴承、齿轮等，适用于高负荷磨损工况。

🔧 四、热处理工艺要点

淬火

预热：815–845℃（一阶）→1010–1065℃（二阶）

奥氏体化：1025–1225℃保温后油淬或压气淬。

回火

540–560℃三次回火，每次保温≥2小时，空冷至室温，硬度达峰值 HRC 67-70。

⚠️ 五、使用限制与注意事项

高脆性风险：超高硬度导致冲击韧性较低，需避免冲击载荷过大的工况。

加工难度：高硬度增加磨削成本，建议采用硫含量0.12%的变体（若需改善可加工性）。

💎 总结

CPM Rex 121通过 “高碳+高钒+高钴”配方与粉末冶金工艺，突破了高速钢的硬度与红硬性极限，成为航空航天、超硬材料加工及精密模具领域的顶级材料。其性能边界由 碳化物纳米化 与 钴强化基体 共同定义。

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