(新)日本工具钢与硬质合金牌号及化学成分

第一部分碳素钢一.钢和铁的区别:铁的合金首先应该知道铁和钢的区别在于它们含碳量的不同（分别为2%-4.3%和0.03%-2%），然后还要了解铁和钢各自的分类情况，重点放在各种物质的俗名和实际用途上，如铸造生铁俗名灰口铁，常用于制造各种铸件等。

炼铁铁的矿石有很多种:磁铁矿、赤铁矿等，对于这些矿石所对应的主要成分大家应该知道，否则在出现类似“写出用一氧化碳还原磁铁矿的反应方程式”的题目时，就会不知所措的。

接下来要对炼铁的主要反映原理加以了解，即利用还原剂将铁还原出来，要注意对试验的现象的表述——“红棕色的粉末变成黑色”。

由此及彼，高炉中炼铁的原理也大致如此。

对于实际生产中的一些知识，首先应该了解高炉的基本结构“五炉、两进口、三出口”，及各部分发生的化学反应、炉渣的生成反应等，需要注意的是：高炉煤气的成分为一氧化碳、二氧化碳和氮气等的混合气体，需经过净化才能排出，它是很好的气体燃料。

炼钢炼钢和炼铁都是利用氧化还原反应进行的，但是两者在反应对象上有很大的区别：炼铁是将铁还原出来，而炼钢则是将生铁中的过量碳和其他杂质除去，所以两者在实际操作中有联系也有区别。

炼钢的方法主要有三种：转炉、电炉和平炉。

其中转炉炼钢法运用比较普遍。

我们不需要记忆其具体的操作过程（只需导致了解），但对于其中发生的反应，如：氧化铁单质、除去杂志和脱氧等要加以注意。

在炼钢过程中还会出现大量的棕色蒸气，它的成分是氧化铁尘粒和高浓度的一氧化碳，必须加以净化。

二．定义及分类主要指力学性能取决于钢中的碳含量，而一般不添加大量的合金元素的钢，有时也称为普碳钢或碳素钢。

碳钢也叫碳素钢，含炭量WC小于2%的铁碳合金。

碳钢除含碳外一般还含有少量的硅、锰、硫、磷按用途可以把碳钢分为碳素结构钢、碳素工具钢和易切削结构钢三类。

碳素结构钢又分为建筑结构钢和机器制造结构钢两种按含碳量可以把碳钢分为低碳钢（WC ≤ 0.25%）,中碳钢（WC0.25%——0.6%）和高碳钢（WC>0。

日本工具钢介绍(2006/03/14 22:40)目录：金属材料浏览字体：大中小不管我们愿意与否，日本的钢铁企业一直以来都领先于我们，随着改革开放二、三十年我们对外向性经济的依赖，也照成我们对国外钢材的依赖，特别是日本钢材，为方便部分有需要的工程技术人员现将日本工具钢介绍如下：1、碳素工具钢钢号用SKx表示，K为日文“工具”拼音Kogu(罗马字)的字头，x为数字序号，列如SK1。

JIS标准碳素工具钢的钢号及化学成分（质量分数）（%）[JIS G4401（1983）]钢号 C Si Mn P S 残余元数（不大于）Cr Ni CuSK1 1.30~1.50 ≤0.35≤0.50≤0.03≤0.03 0.20 0.25 0.30SK2 1.10~1.30 ≤0.35≤0.50≤0.03≤0.03 0.20 0.25 0.30SK3 1.00~1.10 ≤0.35≤0.50≤0.03≤0.03 0.20 0.25 0.30SK4 0.90~1.00 ≤0.35≤0.50≤0.03≤0.03 0.20 0.25 0.30SK5 0.80~0.90 ≤0.35≤0.50≤0.03≤0.03 0.20 0.25 0.30SK6 0.70~0.80 ≤0.35≤0.50≤0.03≤0.03 0.20 0.25 0.30SK7 0.60~0.70 ≤0.35≤0.50 ≤0.03≤0.03 0.20 0.25 0.30碳素工具钢的热加工与热处理规范钢号热加工温度退火温度退火后硬度（HBS）淬火温度淬火介质回火温度淬火回火后硬度（HRC）开始终止SK1 1000~1050 850 750~780 63SK2 1000~1050 850 750~780 63SK3 1000~1050 850 750~780 63SK4 1050~1100 850 740~760 61SK5 1050~1100 850 730~760 59SK6 1050~1100 850 730~760 57SK7 1050~1100 850 730~760 562、合金工具钢其钢号有SKS，SKD，SKT三类，字母后用一位或二位数字表示序号，没有明显规律。

日本工具钢牌号不管我们愿意与否，日本的钢铁企业一直以来都领先于我们，随着改革开放二、三十年我们对外向性经济的依赖，也照成我们对国外钢材的依赖，特别是日本钢材，为方便部分有需要的工程技术人员现将日本工具钢介绍如下：1、碳素工具钢钢号用SKx表示，K为日文“工具”拼音Kogu(罗马字)的字头，x为数字序号，列如SK1。

JIS标准碳素工具钢的钢号及化学成分（质量分数）（%）[JIS G4401（1983）]钢号 C Si Mn P S 残余元数（不大于）Cr Ni CuSK1 1.30~1.50 ≤0.35≤0.50≤0.03≤0.03 0.20 0.25 0.30SK2 1.10~1.30 ≤0.35≤0.50≤0.03≤0.03 0.20 0.25 0.30SK3 1.00~1.10 ≤0.35≤0.50≤0.03≤0.03 0.20 0.25 0.30SK4 0.90~1.00 ≤0.35≤0.50≤0.03≤0.03 0.20 0.25 0.30SK5 0.80~0.90 ≤0.35≤0.50≤0.03≤0.03 0.20 0.25 0.30SK6 0.70~0.80 ≤0.35≤0.50≤0.03≤0.03 0.20 0.25 0.30SK7 0.60~0.70 ≤0.35≤0.50≤0.03≤0.03 0.20 0.25 0.30碳素工具钢的热加工与热处理规范钢号热加工温度退火温度退火后硬度（HBS）淬火温度淬火介质回火温度淬火回火后硬度（HRC）开始终止SK1 1000~1050 850 750~780 63SK2 1000~1050 850 750~780 63SK3 1000~1050 850 750~780 63SK4 1050~1100 850 740~760 61SK5 1050~1100 850 730~760 59SK6 1050~1100 850 730~760 57SK7 1050~1100 850 730~760 562、合金工具钢其钢号有SKS，SKD，SKT三类，字母后用一位或二位数字表示序号，没有明显规律。

第一章中国工具钢和硬质合金牌号及化学成分第一节碳素工具钢（1）中国GB标准碳素工具钢的钢号与化学成分[GB/T1298-1986]（表6-1-1）表6-1-1碳素工具钢的钢号与化学成分（质量分数）（%）注：1.高级优质钢（带“A”的钢号）磷、硫含量（质量分数）：P≤%；S≤%。

2.钢中残余元素含量（质量分数）：Cr≤%，Ni≤%，Cu≤%。

3.用作铅浴钢丝的残余元素含量（质量分数）：Cr≤%，Ni≤%，Cu≤%，Cr+Ni+Cu≤%。

4.要求检验钢的淬透性时，允许添加少量合金元素。

（2）中国GB标准碳素工具钢的交货硬度与淬火硬度（表6-1-2和表6-1-3）表6-1-2碳素工具钢的交货硬度与淬火硬度注：表中硬度值及淬火工艺摘自GB/T1298-86。

表6-1-3碳素工具钢热轧钢板的交货状态与硬度①按供需双方协议，也可在其他热处理状态下交货，还可经酸洗后交货。

②表中硬度值摘自GB/T3278-1982.（3）中国碳素工具钢的性能特点与用途（表6-1-4）表6-1-4碳素工具钢的性能特点与用途第二节合金工具钢和塑料模具用钢（1）中国GB标准合金工具钢[GB/T 1299-2000]a.合金工具钢的钢号与化学成分，见表6-1-5。

6-1-5合金工具钢的钢号与化学成分（质量分数）（%）①钢中磷、硫含量（质量分数）：P≤%；S≤%。

②钢中残余元素含量（质量分数）：Cr≤%，Ni≤%，Cu≤%，5CrNiMo钢经供需双方同意允许V≤%。

b.合金工具钢的交货硬度与淬火硬度，见表6-1-6。

表6-1-6合金工具钢的交货硬度与淬火硬度①Cr12Mo1V1:820℃预热，1000℃（盐浴）或1010℃（炉控气氛）加热，保温10-20min空冷，200℃回火。

②Cr5Mo1V：790℃预热，940℃（盐浴）或950℃（炉控气氛）加热，保温5-15min空冷，200℃回火。

③4Cr3Mo3SiV：790℃预热，1010℃（盐浴）或1020℃（炉控气氛）加热，保温5-15min 空冷，550℃回火。

日本钢铁产品牌号表示方法JIS (Japanese Industrial Standard )标准是由日本工业标准调查会( Japanese Industrial Standard Committee 缩写JISC)制定的。

JIS标准各类钢铁产品标准由标准代号、字母类号、数字类号、序号、制定（或修订）年份组成见下表材S （或G ）+最大铁损值 冷轧和热轧无取向冠以 S ,冷轧取向冠以 G （序号）+尾注 最大铁损值（序号）：冷轧和热轧无取向，表示在 P10/50时 最大铁损值。

冷轧取向表示钢种顺序号 尾注：无符号-冷轧，F-热轧。

适用于冷轧和热轧无取向JIS 标准中钢铁产品牌号字母代号见下表。

7.电工用硅 钢FV钒铁合金SF碳素钢锻件FW钨铁合金SFB碳素钢锻件用坯OOG xxx普通方向性电磁薄钢板及钢带SFCM一般用铬钼钢锻件MC铸造永磁铁SFL低温压力容器用锻件MCr金属铬SFNCM一般用镍铬钼钢锻件MMn金属锰SFVA高温压力容器用合金钢锻件MP粉末永磁铁SFVC压力容器用碳素钢铸件MSi金属硅SFVQ压力容器用调质合金钢锻件NCF XX B耐蚀耐热超级合金棒SG高压气罐用钢板及钢带NCF XX TB热交换器用无缝镍铬铁合金管SGD磨光钢棒用一般碳素钢钢材NCF XX TF加热炉用无缝镍铬铁合金管SGP碳素钢配管NCF XX TP无缝镍铬铁合金配管SGPW镀锌水管P XXX磁极钢板SGV压力容器用钢板OOP XXX高方向性电磁薄钢板和钢带SHK H形钢桩S XX冷轧无取向硅钢带SHY｝焊接结构用高屈服强度钢钢板S XXF热轧无取向硅钢带SHY XX N硅铬铁合金SBV锅炉压力容器用锰钼和锰钼镍钢板SHY XX NS硅锰铁合金碳素工具钢S xx C机械结构用碳素钢材SHY XXNS-FSXXC?CSP弹簧用冷轧钢带冷轧弹簧钢SiCrSA XC热浸镀铝薄钢板中空钢钢材SiMnSACM铝铬钼合金钢铁合金工具钢钢材SK高速工具钢钢材SA XD热浸镀铝薄钢板SKO-CSPSA XE热浸镀铝薄钢板钢管桩SKCSAPH机动车用热轧结构钢板和钢带SKD专用合金工具钢钢材SB锅炉和压力容器用碳钢和钼合金钢板SKH锻造用合金工具钢钢材SB?M锅炉和压力容器用碳钢和钼合金钢板SKK钢管板桩SBC链条用圆钢SKS低温压力容器用碳素钢钢板SBPD预应力混凝土用圆钢棒SKT低温压力容器用镍钢钢板SBPR预应力混凝土用异形钢棒SKY焊接结构用轧材SC碳素钢铸件SLA焊接结构用耐候热轧钢材SCC结构用高强碳素钢铸件SL?N机械结构用锰合金钢钢材SCCrM结构用高强低合金钢铸件SM机械结构用锰铬合金钢钢材SCG着色镀锌薄钢板SMA特殊铆接用合金钢棒SCH耐热钢铸件SMn镍铬钢钢材SCM铬钼合金钢钢材SMnC镍铬钼钢材SCMn结构用高强度锰钢铸件SNB高耐候性冷轧钢材SCMnCr结构用高强度锰铬钢铸件SNC高耐候性热轧钢材SCMnH高锰钢铸件SNCM镀锡钢板的原板SCMnM结构用高强度锰钼钢铸件SPA-C一般用冷轧碳钢薄板及带SCMV锅炉及压力容器用铬钼合金钢板SPA-H一般用冷轧碳钢薄板及带（抗拉试验）SCNCrM结构用高强度镍铬钼钢铸件SPB冲压用冷轧碳素钢薄板及带SCP?A波纹钢管SPCC易切削碳素钢钢材SCP?E波纹钢管SPCCT弹簧钢钢材SCP?P波纹钢管SPCD冷轧弹簧钢钢带SPCE深冲用冷轧碳钢薄板及带SUM不锈钢棒材SPCEN非时效性深冲冷轧碳钢薄板及带SUP涂装不锈钢薄板（单面）SPFC机动车用成型性好的冷轧高强度钢板SUP-CSP冷轧成形不锈钢等边角钢及钢带SPFH SUS-B冷精加工不锈钢棒材机动车用成型性好的热轧高强度钢板SPGA及钢带SUS-C涂装不锈钢薄板（双面）SPGC建筑用镀银薄钢板SUS-CA冷轧不锈钢板SPGD一般用镀锌薄钢板SUS-CB冷轧不锈钢带SPGDD冲压用镀锌薄钢板SUS-CP冷轧不锈弹簧钢带SPGH深冲用镀锌薄钢板SUS-CP压力容器用不锈锻件SPGR一般波纹板用镀锌薄钢板SUS-CS锻件用不锈钢坯SPGS屋面用镀锌薄钢板SUS-CSP热轧不锈钢等边角钢SPGW结构用镀锌薄钢板SUS-F热轧不锈钢钢板及薄钢SPHC建筑波纹板用镀锌薄钢板SUS-FB锅炉热交换器用不锈钢钢管SPHD一般用热轧钢板及钢带SUS-HA卫生管道用不锈钢钢管SPHE冲压用热轧软钢板及钢带SUS-HP加热炉用不锈钢钢管SPHT深冲用热轧软钢板及钢带SUS-TB机械结构用不锈钢钢管SPP钢管用热轧碳素钢带SUS-TBS配管用不锈钢钢管SPTE搪瓷脱碳钢薄板及钢带SUS-TF一般配管用不锈钢钢管SPTFS电镀锡钢板及原板SUS-TK大口径电弧焊不锈钢配管SPV无锡镀铬钢材SUS-TP不锈钢钢丝SQV压力容器用钢板SUS-TPD弹簧用不锈钢钢丝SR压力容器用调质锰钼钢和锰钼镍钢板SUS-TPY不锈钢盘条SRB钢筋混凝土用圆钢棒SUS-W冷锻用不锈钢线材SRR再生碳素钢钢材SUS-WP焊接用不锈钢线材SS再生钢筋棒材SUS-WR电磁软铁棒ssc一般结构用轧制钢材SUS-WS电磁软铁板STAM XX G一般结构用冷轧轻型型钢SUS-Y铆钉用圆钢STAM XX H机动车用电阻焊碳素钢钢管SUYB冷拉高碳钢钢丝STB机动车用电阻焊碳素钢钢管（高屈服SUYP预应力钢筋混凝土用冷拉咼碳钢圆线强度）材STBA锅炉热交换器用碳素钢钢管SV冷镦用碳素钢线材STBL锅炉热交换器用合金钢钢管SW预应力钢筋混凝土用冷拉咼碳钢异形STC低温热交换器用钢管SWCD线材STF汽筒用碳素钢钢管SWCH一般结构用焊接轻型H型钢STFA加热炉用碳素钢钢管SWCR低碳钢钢丝STH加热炉用合金钢钢管SWH着色涂装钢丝STK高压气体容器用无缝钢管SWM铠装电缆用低碳钢镀锌线材STKM一般结构用碳素钢钢管SWMC聚氯乙烯涂覆彩色钢丝STKR机械结构用碳素钢钢管SWMG阀弹簧用碳钢油浴回火钢丝STKS一般结构用方形钢管SWMV阀弹簧用铬钒合金钢油浴回火钢丝STM?C结构用合金钢钢管SWO阀弹簧用硅铬合金钢油浴回火钢丝STM?R钻探用无缝钢管（套管）SWOCV-V油回火硅锰合金钢弹簧钢丝STO钻探用无缝钢管（钻杆）SWOSC-V阀弹簧用碳钢油回火钢丝STPA油井用无缝钢管SWOSM琴钢丝STPG SWO-M预应力钢筋混凝土用钢丝和钢绞线（异配管用合金钢钢管型线）STPL压力配管用碳钢钢管SWP预应力钢筋混凝土用钢丝和钢绞线（圆STPT低温配管用钢管SWPD线）STPY高温配管用碳钢钢管SWPR冷顶锻用碳钢线材STS SWRCH高碳钢盘条SUH?B配管用电弧焊碳钢钢管SWRH低碳钢盘条SUH?CP高压配管用碳钢钢管SWRM琴钢丝用盘条SUH?CS耐热钢线材SWRS涂药电焊条芯用盘条SUH?HP耐热钢冷轧板和薄板SWRY涂药电焊条芯线SUH?HS耐热钢冷轧钢带SWY热轧钢板桩SUJ耐热钢热轧板和薄板SY耐热钢热轧钢带高碳含铬轴承钢钢材注：上表中00表示牌号头的数字代号，XX表示数字代号。

钨钢硬质合金合金工具钢高速工具钢钨钢含钨的钢材钨钢制品中约含钨18%钨钢属于硬质合金，又称之为钨钛合金。

硬度为维氏10K，仅次于钻石。

正因如此，钨钢的产品（常见的有钨钢手表），具有不易被磨损的特性。

常用于车床刀具、冲击钻钻头、玻璃刀刀头、瓷砖割刀之上，坚硬不怕退火，但质脆。

属于稀有金属之列。

钨钢烧结成型就是将粉末压制成坯料，再进烧结炉加热到一定温度（烧结温度），并保持一定的时间（保温时间），然后冷却下来，从而得到所需性能的钨钢材料。

硬质合金硬质合金是以高硬度难熔金属的碳化物（WC、TiC)微米级粉末为主要成分，以钴（Co）或镍（N i）、钼（Mo）为粘结剂，在真空炉或氢气还原炉中烧结而成的粉末冶金制品。

ⅣB、ⅤB、ⅥB族金属的碳化物、氮化物、硼化物等，由于硬度和熔点特别高，统称为硬质合金。

下面以碳化物为重点来说明硬质含金的结构、特征和应用。

ⅣA、ⅤA、ⅥA族金属与碳形成的金属型碳化物中，由于碳原子半径小，能填充于金属品格的空隙中并保留金属原有的晶格形式，形成间充固溶体。

在适当条件下，这类固溶体还能继续溶解它的组成元素，直到达到饱和为止。

因此，它们的组成可以在一定范围内变动（例如碳化钛的组成就在TiC0.5～TiC之间变动），化学式不符合化合价规则。

当溶解的碳含量超过某个极限时（例如碳化钛中Ti︰C＝1︰1），晶格型式将发生变化，使原金属晶格转变成另一种形式的金属晶格，这时的间充固溶体叫做间充化合物。

金属型碳化物，尤其是ⅣB、ⅤB、ⅥB族金属碳化物的熔点都在3273K以上，其中碳化铪、碳化钽分别为4160K和4150K，是当前所知道的物质中熔点最高的。

大多数碳化物的硬度很大，它们的显微硬度大于1800kg•mm2（显微硬度是硬度表示方法之一，多用于硬质合金和硬质化合物，显微硬度1800kg•mm2相当于莫氏一金刚石一硬度9）。

许多碳化物高温下不易分解，抗氧化能力比其组分金属强。

碳化钛在所有碳化物中热稳定性最好，是一种非常重要的金属型碳化物。

刀具材料的种类很多，常用的材料有工具钢、硬质合金、陶瓷和超硬1、碳素工具钢碳素工具钢是指碳的质量分数为0.65％～1.35％的优质高碳钢。

用做刀具的牌号一般是T10A和T12A。

常温硬度60～64HRC。

当切削刃热至200～250℃时，其硬度和耐磨性就会迅速下降，从而丧失切削性能。

碳素工具钢多用于制造低速手用工具，如锉刀、手用锯条等。

2、合金工具钢为了改善碳素工具钢的性能，常在其中加入适量合金元素如锰、铬、钨、硅和钒等，从而形成了合金工具钢。

常用牌号有9SiCr、GCrl5、CrWMn等。

合金工具钢与碳素工具钢相比，其热处理后的硬度相近，而耐热性和耐磨性略高，热处理性也较好。

但与高速钢相比，合金工具钢的切削速度和使用寿命又远不如高速钢，使其应用受到很大的限制。

因此，合金工具钢一般仅用于取代碳素工具钢，作一些低速、手动刀具，如手用丝锥、手动铰刀、圆板牙、搓丝板等。

3、高速钢高速钢是一种含钨、铝、铬、钒等合金元素较多的高合金工具钢。

高速钢主要优点是具有高的硬度、强度和耐磨性，且耐热性和淬透性良好，其允许的切削速度是碳素工具钢和合金工具钢的两倍以上。

高速钢刃磨后切削刃锋利，故又称之为“锋钢”和“白钢”。

高速钢是一种综合性能好、应用范围较广的刀具材料，常用来制造结构复杂的刀具，如成形车刀、铣刀、钻头、铰刀。

拉刀、齿轮刀具等。

高速钢按其用途和性能不同，可分普通高速钢和高性能高速钢；按其化学成分不同，又可分为钨系高速钢和钨钼系高速钢。

1) 普通高速钢是指加工一般金属材料用的高速钢。

常用牌号有W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2。

① W18Cr4V属钨系高速钢，它具有性能稳定，刃磨及热处理工艺控制方便等优点，但因钨价较高，且使用寿命短故使用较少。

② W6Mo5Cr4V2属钨钼系高速钢，它的碳化物分布均匀，抗弯强度，冲击韧度和高温塑性都比W18Cr4V好，但磨削工艺略差。

因其使用寿命长、价格低，故被广泛使用。

2) 高性能高速钢是在普通高速钢中再加入一些合金元素，以进一步提高它的耐热性、耐磨性。

日本JIS 标准的钢号表示方法JIS 是现行的日本工业标准（Japanese Industrial Standard ）的代号。

日本的钢铁材料标准规格，经过了多次更换，早先采用的JES 标准（Japanese Engineering Standard ），即“旧JES ”（JES original ），以及“临时JES ”(JES temporary)和JES 金属“，现在均己被JIS 标准所代替，而另外一些标准则己废弃不用了。

JIS 标准自1974年起引入国标单位（SI ），与原来的非SI 单位并用，并且计划逐步过渡到全面采用国标单位。

JIS 钢铁材料规格，分为铁和钢两大类。

铁类又分为生铁，铁合金和铸铁。

钢又分为普通钢、特殊钢和铸锻钢，其中普通钢按形状又分为条钢、厚钢、薄钢、钢管、线材和钢丝，特殊钢按特性又分为结构钢、工具钢、特殊用途钢等。

一、 JIS 钢号表示方法概述JIS 号按照上述的分类，原则上由三部分组成，例如：S S 34 S UP S结合以上例子，对JIS 标准的钢号表示方法作以下几点分析：（一）钢号第一部分采用英文字母，表示产材料分类。

例如：“S ”表示（Steel ）,“F ”表示铁（Ferrum ），“M ”表示磁性材料或纯金属(Magnet, Metallic-)，等等。

但“S ”为首的牌号也有例外，如“SP ”表示镜铁（Spiegeleisen ）;”Sxx ”表示冷轧硅钢片（S 是Silicon 的缩写），“SiMn ”表示硅锰合金（Silicon-Manganese ）.（二）钢号第二部分采用英文字母或假名拼音的罗马字，表示用途、钢材种类及铸锻件制品等。

大部分钢号第二位字母为K——工具）（Kogu）；U——特殊用途（Use）；P——薄板(Plate)；T——钢管（Tube）；W——线材、钢丝（Wire）；C——铸件(Casting)；F——锻材（Forging）。

为了进一步区分，钢号第二部分常采用几个字母组合来表示，见表1.36；其中结构钢材号的表示方法与其他各组钢号不同，详见本节之二。