高速工具钢的主要性能是什么

工具钢的一类，以钨、钼、铬、钒，有时还有钴为主要合金元素的高碳高合金莱氏体钢，通常用作高速切削工具，简称高速钢，俗称锋钢。高速工具钢主要用于制造高效率的切削刀具。由于其具有红硬性高、耐磨性好、强度高等特性，也用于制造性能要求高的模具、轧辊、高温轴承和高温弹簧等。

高速工具钢的主要性能：

一、工艺性能也是高速钢的重要指标。

首先，要有良好的热塑性，以便充分破碎共晶碳化物和加工成形；其次，要有低的退火硬度，以便在生产过程中进行冷成形和切削加工。其他工艺性能如过热不敏感性，脱碳不敏感性，低的淬火变形性，在电阻焊和摩擦焊中与柄部碳钢结合的良好焊接性能等也很重要，尤其是磨削性，对于制造复杂刀具是极其重要的。

保证碳化物充分破碎、细化并均匀分布，历来是高速钢生产工艺和提高质量的关键问题。为此，高速钢应采用低温浇铸工艺，选择良好锭型，并根据钢材规格选用足够大的压缩比。中国自1965年以来采用扁锭生产高速钢，其优点为显著加快钢锭凝固速度，从而改善了钢材的碳化物不均匀度和低倍组织。大尺寸钢材多采用电渣重熔钢锭。锻造开坯、轧制成材的工艺有利于提高质量。

高速钢的热加工温度、变形量和退火制度，对钢材的热处理性能，尤其是对淬火后的晶粒度有明显的影响，须严加控制。热加工中如终锻（轧）温度过高，变形量不足或已经过一次淬火，但未经充分退火又进行第二次淬火，会出现特殊闪光的萘状断口（见金属宏观检验），从而显著降低钢的韧性，使刀具脆崩。还采用快锻液压机开坯、精锻机成材的新工艺。

高速钢需通过特殊的热处理才能获得所需的性能。一般淬火温度均接近这种钢的熔化温度，例如高钨钢为1270～1290℃，钨钼钢为1210～1240℃，高钼钢为1180～1210℃，一般采用540～560℃回火三次，以得到二次硬化的最佳效果。对韧性和红硬性有不同要求时，可适当调整淬火温度。

粉末冶金高速钢可保证碳化物细小和均匀分布，对改善高碳高钒高速钢的磨削性、改进热加工性，减少淬火变形以及提供碳化物质量优异的大尺寸钢材确有独特优点；可以生产出合金含量更高和切削能力较大的高速钢。高速钢刀具的真空热处理获得广泛应用；刀具的氧氮化、碳氮氧共渗等表面化学热处理，也正在普遍采用，尤其是化学气相沉积法和物理气相沉积法的发展，可进一步提高刀具的使用寿命。

高速工具钢的淬火温度很高，接近熔点，其目的是使合金碳化物更多的溶入基体中，使钢具有更好的二次硬化能力。高速工具钢淬火后硬度升高，此为第一次硬化，但淬火温度越高，则回火后的强度和韧性越低。淬火后在350℃以下低温回火硬度下降在350℃以上温度回火硬度逐渐提高，至520~580℃范围内回火（化学成分不同，回火温度不同）出现第二次硬度高峰，并超过淬火硬度，此为二次硬化。这是高速工具钢的重要特性。

高速工具钢除了具有高的硬度、耐磨性、红硬性等使用性能外，还具有一定的热塑性、可磨削性等工艺性能。

钨系高速工具钢主要合金元素是钨，不含钼或含少量钼。其主要特性是过热敏感性小，脱碳敏感性小、热处理和热加工温度范围较宽，但碳化物颗粒粗大，分布均匀性差，影响钢的韧性和塑性。

钨钼系高速工具钢的主要合金元素是钨和钼。其主要特性是碳化物的颗粒度和分布均优于钨系高速工具钢，脱碳敏感性和过热敏感性低于钼系高速工具钢，使用性能和工艺性能均较好。

钼系高速工具钢的主要合金元素是钼，不含钨或含少量钨。其主要特性是碳化物颗粒细，分布均匀、韧性好，但脱碳敏感性和过热敏感性大、热加工和热处理范围窄。

二、物理性能

1、硬度

工具钢制成工具经热处理后具有足够高的硬度，如用于金属切削加工的工具一般在HRC60以上。工具在高的切削速度和加工硬材料所产生高温的受热条件下，仍能保持高的硬度和良好的红硬性。碳素工具钢和合金工具钢一般在180℃~250℃、高速工具钢在600℃左右的工作温度下，仍能保持较高的硬度。红硬性对热变形模具和高速切削刀具用钢是非常重要的性能。

2、耐磨性

工具钢具有良好的耐磨性，即抵抗磨损的能力。工具在承受相当大的压力和摩擦力的条件下，仍能保持其形状和尺寸不变。

3、强度和韧性

工具钢具有一定的强度和韧性，使工具在工作中能够承受负荷、冲击、震动和弯曲等复杂的应力，以保证工具的正常使用。

4、其他性能

由于各种工具的工作条件不同，工具用钢还具有一些其他性能，如模具用钢还应具有一定的高温力学性能、热疲劳性、导热性和耐磨腐蚀性能等。

三、工艺性能

工具钢除了具有上述使用性能外，还应具有良好的工艺性能。

1、加工性

工具钢应具有良好的热压力加工性能和机械加工性能，才能保证工具的制造和使用。钢的加工性取决于化学成分、组织的质量。

2、淬火温度宽泛性

工具钢的淬火温度应足够宽，以减少过热的可能性。

3、淬硬性和淬透性

淬硬性是钢在淬火后所能达到最高硬度的性能。淬硬性主要与钢的化学成分特别是碳含量有关，碳含量越高，则钢的淬硬性越高。

淬透性表示钢在淬火后从表面到内部的硬度分布状况。淬透性的高低与钢的化学成分、纯洁度、晶粒度有关。

根据用于制造不同的工具，对这两种性能各有一定的要求。

4、脱碳敏感性

工具表面发生脱碳，将使表面层硬度降低，因此要求工钢的脱碳敏感性低。在相同的加条件下，钢的脱碳敏感性取决于其化学成分。

5、热处理变形性

工具在热处理时，要求其尺寸和外形稳定。

6、耐削性

对于制造刀具和量具用钢，要求具有良好的磨削性。钢的磨削性与其化学成分有关，特别是钒含量，如果钒质量分数不小于050%则磨削性变坏。

碳素工具钢： 从T7到T13，后面带A的表示优质。都可用来做刀具，70年以前刀具的主要用材也就是这些玩意了。这些玩意对工艺的要求相对高些，因为其脆，淬透性差，生锈，容易退火，不能高速切削。但现在的剃刀、锉刀、推子、剪刀等便宜点的工具，仍然多用这类材料制造。 高速工具钢： 常见的有W18Gr4V、W9Gr4V2、W6Mo5Gr4V2、W9Mo3Gr4V 这几种原材料在盐浴炉或箱式炉中加热到1200～1275℃后油冷，用540～570的温度回火，硬度HRC不小于63。 高速钢广泛用在工业领域里，也是自己没有热处理能力的人制刀的主要材料来源。我小时侯常用25毫米厚的高速钢锯片磨刀，现在25毫米锯片少了，多是18毫米厚的。我在朝天宫摊子街旧货摊上还能看到这锯片卖（10元一根），但安装把手你通常要动点脑筋，我过去用环氧树脂，现在有电火花打孔了，要容易些。 这种材料含碳量大于等于1%，因此不在首位标注含碳量。常见的几种国产高速钢牌号如下： 硬度能淬火到HRC=66的有W7Mo4Cr4V2Co5和 W2Mo9Cr4Vco8两种国产工具材料红硬性好，没有摩擦软化的问题。 但做刀具综合性能最好的国产材料，目前还是9Cr18MoV(对应于美国的440B，日本的SUS440B,德国的X90GrMoV18和法国的Z6CND1712)。

工具钢WEWELDING600抗裂性能及屈服强度要求最为理想

特性

WEWELDING600是一种低热输出，适合全方位焊接的特种镍铬合金钢焊条，通用性极广，高强度一般母材强度设计，具有优良的焊接工艺性能，电弧稳定，焊缝均匀美观，在有油、水及铁锈的条件下也能焊接效果优异，可以焊接不同的钢。

3应用

适用于焊接工具和模具、高速工具钢、热作工具钢、锰钢、铸钢、T-1钢、耐震钢、钒-钼钢、弹簧钢、马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、未知钢、以及各种不同类型钢材之间的焊接等。如用于高压阀门、断裂螺栓的清除、轴的改造等等，效果非常理想。

4技术

抗拉强度：125,000 psi （862MPa）屈服强度：90,000 psi (620MPa)延伸率：35%焊后硬度：HRC23 (工作硬化后达到HRC47)电源选择：交直流两用，直流时直流反接

5工艺

直径（毫米） φ24 φ32 φ40

包装重量（磅） 2 2 2

根据化学成份不同，常将工具钢分为碳素工具钢、合金工具钢、高速钢（实质上是高合金工具钢）三大类。按钢的用途，则可分为刃具钢、模具钢、量具钢三大类。

1、碳素工具钢：碳素工具钢的碳质量分数较高，在065-135%之间，按其组织属于亚共析、共析或过共析钢。碳素工具钢热处理后表面可得到较高的硬度和耐磨性，心部有较好的韧性；退火硬度低（不大于HB207），加工性能良好。但其红硬性差，当工作温度达250℃时，钢的硬度和耐磨性急剧下降，硬度下降到HRC60以下、这类钢的淬透性低。较大的工具不能淬透（水中淬透直径为15mm），水淬时表面淬硬层与中心部位硬度相差很大。使工具在淬火时易产生变形。或形成裂纹此外，其淬火温度范围窄，在淬火时应严格控制温度。防止过热、脱碳和变形。

2、T7、T7A亚共析钢：具有较好的塑性、韧性和强度，以及一定的硬度，能承受震动和冲击负荷，但切削能力差。用于制造承受冲击负荷不大，且要求具有适当硬度和耐磨性，及较好的韧性的工具，如锻模、凿子、锤、冲头、金属剪切刀、扩孔钻、钢印、木工工具、风动工具、机床顶尖、钳工工具、钻凿工具、较钝的外科医疗用具等。

3、T8、T8A共析钢：淬火加热时容易过热，变形也大，塑性和强度比较低，不宜制造承受较大冲击的工具，但经热处理后有较高的硬度和耐磨性。用于制造切削刃口在工作时不变热的工具，如木工工具、风动工具、钳工工具、简单模具、铆钉冲模、中心孔铳和冲模、切削钢材用工具、轴承、刀具、铝锡合金压铸板和型芯，以及各类弹簧等。

4、T8Mn、T8MnA共析钢：具有较高的淬透性和硬度，但塑性和强度较低。用于制造断面较大的木工工具、手锯锯条、刻印工具、铆钉冲模、发条、带锯锯条、圆盘锯片、煤矿用凿、石工用凿等。

5、T9、T9A过共析钢：具有较高的硬度，但塑性和强度较低。用于制造要求较高硬度且有一定韧性的各种工具，如刻印工具、铆钉冲模、压床模、冲头、木工工具、农机切割零件、凿岩工具和铸模的分流钉等。

6、T10、T10A过共析钢：晶粒细，在淬火加热时（温度达800℃）不致过热，仍能保持细品粒组织；淬火后钢中有未溶的过剩碳化物，所以具有比T8、T8A钢更高的耐磨性，但韧性较低。

用于制造切削刃口在工作时不变热的工具，不承受冲击负荷而具有锋利刃口和少许韧性的工具，如加工木材用工具、手用横锯、手用细木工具、机用细木工具、麻花钻、拉丝模、冲模、冷镦模、螺丝锥、扩孔刀具、搓丝板、车刀、刨刀、铣刀、货币压模、小尺寸断面均匀的冷切边及冲孔模、低精度形状简单的卡板、钳工刮刀、硬岩石钻子、制铆钉和钉子用工具、螺丝刀、锉刀、刻纹用凿子、切纸和烟叶用刀具等。

7、T11、T11A过共析钢：具有较好的综合力学性能（如硬度、耐磨性和韧性等），晶粒更细，在加热时对晶粒长大和形成碳化物网的敏感性小。用于制造在工作时切削刃口不变热的工具，如锯、錾刀、丝锥、锉刀、刮刀、发条、仪规、扩孔钻、板牙、切烟叶用刀具、尺寸不大和断面无急剧变化的冷冲模及木工刀具等。T12、T12A过共析钢。由于碳含量高。淬火后仍有较多的过剩碳化物，所以硬度和耐磨性高，但韧性低，且淬火变形大。不适于制造切削速度高和受冲击负荷的工具。用于制造不受冲击负荷，切削速度不高，切削刃口不变热的工具，如车刀、铣刀、钻头、铰刀、扩孔钻、丝锥、板牙、刮刀、量规、刀片、小型冲头、钢锉、锯、发条、切烟叶用刀具，及断面尺寸小的冷切边模和冲口模等。

用于制造不受冲击负荷，但要求极高硬度的金属切削工具，如剃刀、刮刀、拉丝工具、锉刀、刻纹用工具、钻子，以及坚硬岩石加工用工具和雕刻用工具等。

1、含义上的区别

合金钢是加入除铁、碳外，加入其他的合金元素，就叫合金钢。

在普通碳素钢基础上添加适量的一种或多种合金元素而构成的铁碳合金。

合金工具钢是在碳素工具钢基础上加入铬、钼、钨、钒等合金元素的一类钢种。

2、用途上的区别

合金钢用于挖土机铲斗，球磨机衬板等，制造各种弹性元件如常圈簧、板簧等；在室温下使金属塑性变形的模具，如落料模、冷镦模、剪切模等；对金属进行热变形加工的模具，如热锻模、压铸模等。

合金工具钢广泛用作刃具、冷、热变形模具和量具，也可用于制作柴油机燃料泵的活塞、阀门、阀座以及燃料阀喷嘴等。

3、特性上的区别

合金钢的特性有足够的强度和抗蠕变能力、良好的塑性和韧性、耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温、无磁性、抗氧化力强。

合金工具钢的特性有淬硬性、淬透性、韧性都很高且具有足够的耐磨性。

参考资料来源：百度百科-合金钢

参考资料来源：百度百科-合金工具钢

工具钢采用屈服点的拼音字母“Q” ，屈服点数值和规定的质量等级脱氧方法等符号表示，按顺序组成牌号。例如碳素结构钢牌号为Q235AF、Q235BZ等；低合金钢高强度结构钢牌号表示为Q345C、Q345D等。

质量等级由A到E磷硫含量质量提高。碳素结构钢牌号中表示镇静钢的符号”Z”和表示特殊镇静钢的符号“TZ”可以省略，低合金高强度结构钢都是镇静钢或特殊镇静钢，其牌号中没有表示脱氧方法的符号。

根据需要，低合金高强度结构钢的牌号也可采用两位阿拉伯数字（表示平均含碳量的万分之几）和化学元素符号，按顺序表示，如16Mn等。

高速工具钢主要用于制造高效率的切削刀具。由于其具有红硬性高、耐磨性好、强度高等特性，也用于制造性能要求高的模具、轧辊、高温轴承和高温弹簧等。

高速工具钢经热处理后的使用硬度可达HRC63以上，在600℃左右的工作温度下仍能保持高的硬度，而且其韧性、耐磨性和耐热性均较好。

退火状态的高速工具钢的主要合金元素有多、钼、铬、钒，还有一些高速工具钢中加入了钴、铝等元素。这类钢属于高碳高合金莱氏体钢，其主要的组织特征之一是含有大量的碳化物。

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