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合金工具钢

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合金工具钢的分类

合金工具钢的分类

合金工具钢的分类
合金工具钢根据化学成分、用途和工艺性能等因素可以进行不同的分类。

下面是一些常见的合金工具钢分类：
1. 碳工具钢：主要是由碳作为合金元素，含有较高的碳含量，一般在0.60%至1.50%之间。

碳工具钢具有较高的硬度和强度，适用于制造切削工具、冲模和冷模等。

2. 高速工具钢：主要含有较高的碳和钨、钼、钴等合金元素。

高速工具钢具有优异的耐高温、耐磨损性能，适用于制造高速切削工具，如铣刀、麻花钻等。

3. 高硬度合金工具钢：主要含有较高的碳、铬和钼等合金元素。

高硬度合金工具钢具有较高的硬度和耐热性能，适用于制造切削刃和热作模具等。

4. 高温合金工具钢：主要含有较高的铼、钼、钨等合金元素。

高温合金工具钢具有较高的抗高温强度和耐热性能，适用于制造耐高温切削工具和模具等。

5. 不锈钢工具钢：由于不锈钢添加了铬元素，具有良好的耐腐蚀性能，适用于制造一些特殊用途的工具，如医疗器械、食品加工工具等。

需要注意的是，以上仅是合金工具钢的一些常见分类，实际上根据具体的需求和应用场景，合金工具钢可以有更多的分类方式。

合金工具钢标准

合金工具钢标准

合金工具钢标准
合金工具钢标准是一种用于规定合金工具钢质量的准则，以确保其在使用过程中具有所需的性能和可靠性。

该标准通常包括对合金元素含量、碳含量、杂质元素含量、晶粒度等方面的规定，以确保钢材具有优良的硬度和耐久性。

在制定合金工具钢标准时，需要考虑多种因素，例如应用场景、使用条件、制造工艺等。

不同的应用场景需要不同类型的合金工具钢，因此标准需要根据实际需求进行调整和优化。

同时，制造工艺也会对钢材的质量产生影响，因此标准需要规定相应的制造要求和检验方法。

合金工具钢标准不仅适用于工业领域，还广泛应用于军事、航空航天等领域。

这些领域对钢材的质量和性能要求非常高，因此需要制定更加严格的标准来保证其质量和可靠性。

总之，合金工具钢标准是一种重要的质量准则，对于保证钢材的质量和可靠性具有至关重要的作用。

在制定标准时需要综合考虑多种因素，以确保其适用于不同的应用场景并满足实际需求。

高性能金属结构材料 —工具钢

高性能金属结构材料 —工具钢
高性能金属结构材料 —工具钢
材料学院
主要内容
1 碳素及低合金工具钢 2 高速工具钢 3 冷作模具钢 4 热作模具钢
重点及基本要求
掌握各类钢的典型牌号、成分特点、合金元素的作 用、热处理及应用。
重点是高速钢钢、高碳高铬模具钢、锤锻模用钢。 难点是高速钢的合金元素作用、热处理工艺制定的
依据和显微组织与性能特点。
淬火：高速钢的淬火是为了获得高合金的奥氏体，淬火后获得高合金 的马氏体，具有高的回火稳定性，在高温回火时析出弥散合金碳化物 产生次生硬化，使钢具有高的硬度和热硬性。
高速钢中的M6C、M23C6和MC比较稳定，必须在高温下才能将其溶解。 三者中M23C6稳定性最差，在900℃以上大量溶解，到1090 ℃溶解完 毕； M6C在1037℃以上开始溶解，对W18Cr4V钢，1250 ℃以上溶解 量逐渐减小；MC在1100℃以上逐渐溶解，溶解速度比M6C慢。
MS(220℃)以下为马氏体转变区间。淬 火 后 约 含 有 70 ％ 的 隐 晶 马 氏 体 ， 还 用 20～25％残留奥氏体。在冷却过程中中 温停留或缓冷，将发生奥氏体热稳定化， 使MS点下降，残留奥氏体增多。
W18Cr4V钢加热1300℃时过 冷奥氏体恒温转变曲线
淬火方式一般用油淬空冷，对细长 件和薄片刃具采用分级淬火，一般用 580～620℃一次分级或再在350～400 ℃做二次分级。
二、高速工具钢
工具钢－高速工具钢
➢ 高速工具钢适用于高速切削刃具，由于合金度高，可保证刃部 在650℃时硬度仍高于HRC50，从而具有优良的切削性和耐磨 性。高速钢可分为三类：钨系高速钢，钼系高速钢和钨钼系高 速钢。其中钨系的W18Cr4V和钨钼系的W6Mo5Cr4V2应用最普 遍，属于通用型高速钢，而高碳高钒、含钴高钒高钴和超硬高 速钢属于特殊高性能高速钢。

第五节 合金工具钢与高速工具钢

第五节 合金工具钢与高速工具钢

第五节合金工具钢与高速工具钢工具钢用于制造各种工具，如量具、刃具、模具等。

工具钢按化学成分可分为非合金工具钢、合金工具钢和高速工具钢三类。

碳素工具钢已在第五章中介绍，以下主要讲解后两种工具钢。

一、合金工具钢合金工具钢包括量具刃具钢、冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢等。

1．量具刃具钢[应用场合]：主要用于制造低速切削刃具（如木工工具、钳工工具、钻头、铣刀、拉刀等）及测量工具（如卡尺、千分尺、块规、样板等）。

量具刃具钢要求具有高硬度（62～65HRC）、高耐磨性、足够的强韧性、高的热硬性（即刃具在高温时仍能保持高的硬度）；为保证测量的准确性，要求量具刃具钢具有良好的尺寸稳定性。

扳牙丝锥量具[化学成分]：量具刃具钢具有高碳成分，w C=0.8％～1.50％，以保证高的硬度和耐磨性。

加入的合金元素有Cr、Si、Mn、W等，用以提高钢的淬透性、耐回火性、热硬性和耐磨性。

[常用刃具钢]：9SiCr是应用广泛的刃具钢，用于制作要求变形小的各种薄刃低速切削刃具，如板牙、丝锥、铰刀等。

[常用量具钢]：高精度量具（如块规）可采用Cr2、CrWMn等量具刃具钢制造，也可用轴承钢（如GCr15）制造；简单量具(如卡尺、样板、直尺、量规等)多用碳素工具钢（如T10A）；要求精密并须防止腐蚀的量具，采用不锈钢3Cr13、9Cr18。

常用量具刃具钢的牌号、化学成分、热处理、力学性能及用途(摘自GB1299-2000)注：表中Cr06钢的平均w C ＞1%，为与结构钢区别，不标含碳量数字。

其平均w Cr =0.6%。

[热处理]：量具刃具钢的预先热处理为球化退火，最终热处理为淬火加低温回火，热处理后硬度达60～65HRC 。

高精度量具在淬火后可进行冷处理，以减少残余奥氏体量，从而增加其尺寸稳定性。

为了进一步提高尺寸稳定性，淬火回火后，还可进行时效处理。

2．冷作模具钢 [应用场合]：冷作模具用于冷态下（工作温度低于200～300℃）金属的成形加工，如冷冲模、冷挤压模、剪切模等。

合金工具钢、结构钢

合金工具钢、结构钢

华夏模具网——诠释通俗地说，合金工具钢就是不容易生锈的钢，实际上一部分合金工具钢，既有不锈性，又有耐酸性（耐蚀性）。

合金工具钢的不锈性和耐蚀性是由于其表面上富铬氧化膜（钝化膜）的形成。

这种不锈性和耐蚀性是相对的。

试验表明，钢在大气、水等弱介质中和硝酸等氧化性介质中，其耐蚀性随钢中铬含水量的增加而提高，当铬含量达到一定的百分比时，钢的耐蚀性发生突变，即从易生锈到不易生锈，从不耐蚀到耐腐蚀。

合金工具钢的分合金结构钢方法很多。

按室温下的组织结构分合金结构钢，有马氏体型、奥氏体型、铁素体和双相合金工具钢；按主要化学成分分合金结构钢，基本上可分为铬合金工具钢和铬镍合金工具钢两大系统；按用途分则有耐硝酸合金工具钢、耐硫酸合金工具钢、耐海水合金工具钢等等，按耐蚀合金结构钢型分可分为耐点蚀合金工具钢、耐应力腐蚀合金工具钢/o1835.html 合金结构钢、耐晶间腐蚀合金工具钢等；按功能特点分合金结构钢又可分为无磁合金工具钢、易切削合金工具钢、低温合金工具钢、高强度合金工具钢等等。

由于合金工具钢材具有优异的耐蚀性、成型性、相容性以及在很宽温度范围内的强韧性等系列特点，所以在重合金结构钢、轻、生活用品行业以及建筑装饰等行业中获取得广泛的应用。

奥氏体合金工具钢：在常温下具有奥氏体组织的合金工具钢。

钢中含Cr约18%、Ni 8%~10%、C约0.1%时，具有稳定的奥氏体组织。

合金工具钢奥氏体铬镍合金工具钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。

奥氏体合金工具钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工进行强化。

如加入S，Ca，Se，Te等元素，则具有良好的易切削性。

此合金结构钢钢除耐氧化性酸介质腐蚀外，如果含有Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀。

此合金结构钢钢中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni，就可显著提高其耐晶间腐蚀性能。

合金工具钢

合金工具钢

105V50WCrV860WCrV8102Cr621MnCr570MnMoCr8 冷作合金工具钢90MnCrV895MnWcR5X100CrMoV5X153CrMoV12X210Cr12X210CrW1235CrMo740CrMnNiMo8-6-445NiCrMo16X40Cr14X38CrMo16C45UC70UC80UC90UC105UC120U55NiCrMoV732CrMoV12-28X37CrMoV5-1X38CrMoV5-3 热作合金工具钢X40CrMoV5-150CrMoV13-15X30WCrV9-3X35CrWMoV538CrCoWV18-17-17SKS11SKS2SKS5SKS51SKS7SKS4SKS41SKS43SKS44SKS3SKS31SKS93 合金工具钢SKS94SKS95SKD1SKD2SKD10SKD11SKD12SKD4SKD5SKD6SKD61SKD62SKD7SKD8SKT4SKT6BS1BS2BS5BO1BO2BA2BA6BD2BD2ABD3BF1BL1BL3 合金工具钢BH10BH10ABH11BH21BH21ABH26BH224/5 BP20 BP30 SKS11 SKS2 SKS21 SKS5 SKS51 SKS7 SKS8 SKS4 SKS41 SKS43 SKS44 SKS3 SKS31 SKS93 SKS94 SKS95 SKD1 SKD11 SKD12SKD5SKD6 合金工具钢SKD61SKD62SKD7SKD8SKT3SKT4SKS11SKS2SKS21SKS5SKS51SKS7SKS8SKS4SKS41SKS43SKS44SKS3SKS93SKS94SKS95SKD1SKD11SKD12SKD4SKD5SKD6SKD61SKD62SKD7SKD8SKT3SKT42VPermendur7Mo7Mo plus9Cr-Mo-V-Cb-N13Cr-4Ni 14-4PH14Cr-4Mo 15-5PH15-15LC 16-8-2H16-25-617-4PH17-7PH17-10P17-14CuMo 17-22A17-22AS 17-22A V 18-2Mn18-3Mn18-4Mn18-9LW18-1518-17LC 18-18-218-18Plus18Cr-Cb HP-1019-9DL19-9DX19-9-W-Mo 20-45-520Mo-6HS21-6 9LC22-13-528-4C+Cb29-4C44LN46Fe-32Ni204-Cu214216216L253MA254SMO300M302HQ-FM303Al Mod304HN304SCQ316SCQ317LM307318347LN353MA409Cb409Ni418419422422M422M©403F Solenoid 430FR Soleniond 439 HP-10439LT440-HX654-SMO744X2205©25074565SAERMET100AerMet 310 AlloyAF2-1DAAF-71AF-913AF-918AF-1410AF-1753AFC77AL-6XAl-6XNAllcorrAlloy 31Alloy 33Alloy 52Alloy 59Alloy 230Alloy713CAlloy713LCAlloy No.230 高温合金钢Alloy R235 Alloy SX Almar 362 Almar363 Alresist 231 AlumelALLV AC 720 Allvac F-799AM-350AM-355 Aqualloy Aqualloy 17 Aqument 18 Aqument 19 Aqument 22 Armco 1 Armco 2 Armco 3 Armco 4 Armco Telwire Armco Telar 57SArmco Telar 57 ARNA V AR AstroloyB-4B-1900BG-42BioDur 108 BioDur 734 BioDur CCM Plus Bower 315 Carpenter CCM Capneter JBKCG27Chrome core 8 Chrome core 8FM Chrome core 12 Chrome core12-FM Chrome core 13 Chrome core13-FM Chromecore18-FM Chromel ChromoloyChronwear 300CMNCobalt Ascoloy 高温合金Co Free250Co Free300Corrosist ILCr 15Cromifer 2803MoCRB-7CRM-6DCRM-15DCroloy 16-PHMARINLOY HNMAR-M200MAR-M 246MAR-M302MAR-M 421MAR-M 432MAR-M 509MAR-M Hf modMatrixIMatrixIIMoly Ascoloy MomarcMONEL alloy401 MONEL alloy404 MONEL alloy 502 MONEL alloy FM60 MONELalloyK-500 MONELalloyR-405 MP 159 Multipassalloy92 MVMA NEROLUM130 NEROLUM215 Neutro SorbNIC 25NIC 42MNIC 52Nichrome Nichrome V Nichrotung C Nickel 206Nickel 200 Nickel 201 Nickel 205 Nickel 211 Nickel 212 Nickel 220 Nickel 225 Nickel 230 Nickel 233 Nickel 270 Nickel FM61 Nicrofer 6025HT Nicrofer 45 Nicrofer 3228 NbCeNILO 36NILO 42NILO 48NILO Alloy365 NILO 475 NILO K NILOMOG 36NILOMAG 77 NiMark 250 NiMark 300 NIMONIC alloy 75 NIMONIC alloy 80 NIMONIC alloy80A NIMONIC alloy 86 NIMONIC alloy 90 NIMONIC alloy 91 NIMONIC alloy100 NIMONIC alloy101 NIMONIC alloy105 NIMONIC alloy115 NIMONIC alloy901 NIMONIC alloyNP NIMONIC alloyNN Nit.135Nitrex-1 NITRONIC 20 NITRONIC 30 NITRONIC 32 NITRONIC 33NITRONIC 40NITRONIC 50NITRONIC 60Nivco-10NX 188PH3PH6PH 7PH 13-8MoPH 14-8MoPH 15-7MoPyomet 88Pyomet 751Pyomet 860Pyomet CTX-1Pyomet CTX-3Pyomet CTX-909Pyomet X-15Pyotool V 高温合金Pyowear 53Pyowear 675R-20R 35R 39R-235Cronifer 2803 Mo CryogeniTenelon Custom 450 Custom 465 CustomFlo316HQ CustomFlo302HQ D6A©D-979 Delcromealloy50V Delcromealloy550 Delcromealloy600 Delcromealloy C Delcromealloy R Deffer BDeloro ally 15 Deloro ally 22 Deloro ally 25 Deloro ally 34 Deloro ally 35Deloro ally 38 Deloro ally 40 Deloro ally 40G Deloro ally 41K Deloro ally 42K Deloro ally 44K Deloro ally 45 Deloro ally 50 Deloro ally 56 Deloro ally 60 DeloroallySP1068 Denertia C1 Denertia C2 Denertia C3 Denertia C4 Denertia N1 Denertia N2 Denertia N8 Denertia C8 DiscaloyDP3WDUMETDura-Form Duranickel 301 Duratherm477 Duratherm600 Duratherm700 Duratherm2602 E-4ElgiloyEMEER 349 Esshete 1250 ExpandalF10 Ferralium alloy FERRY alloy FSX-414FV 548G6G150G 170G-192GMR-235GMR-235DGreek Ascoloy 高温合金H-11H-40H-46H-53HASTELLOY allyB2HASTELLOY allyB3HASTELLOY allyCHASTELLOY allyC4 HASTELLOYallyC22 HASTELLOYally 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X91CrMoV18X63CrMoV18X100CrMoV5-181MoCrV42-16X96CrMoV12X220CrVMo12-2X155CrVmO12-173MoV5-2120W4105WCr6X210CrW12115W8X130W5100MnCrW4120MV4110WCrV545WCrV760WCrV780WCrV8142WV13X165CrMoV1273WCrMoV2-2X50CrMoW9-1-1 74NiCr2X3NiCoMoTi18-9-545NiCr654NiCrMoV655NiCrMoV655NiCr1050NiCr1315NiCr1440CrMnNiMo8-6-4 60NiCrMoV12-4 15NiCr1440CrMnNiMo8-6-4 60NiCrMoV12-4 15NiCr1845NiCrMoV16-6 75CrMoNiW6-7X19NiCrMo4X45NiCrMo470Si760MnSiCr4100V1145V3390MnCrV8X165CrCoMo12X210CrCoW12。

工具钢

工具钢基本概念：工具钢是指用于制造切削工具、量具、模具及抗高温软化弹簧、各类轴承和一些耐磨零件等的钢。

通常分为碳素工具钢、合金工具钢和高速工具钢。

工具钢的特性工具钢具有良好的强度、韧性、硬度、耐磨性和回火稳定性等性能。

主要用于制造各种切削刀具、成形工具和测量工具。

(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、热疲劳性能、导热性和耐腐蚀性能等。

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、组织和质量。

(2)淬火温度范围工具钢的淬火温度范围应足够宽，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，因此要求工具钢的脱碳敏感性低。

在相同的加热条件下，钢的脱碳敏感性取决于其化学成分。

简述合金工具钢的定义及分类

简述合金工具钢的定义及分类合金工具钢是一种以多种元素(如碳、氮、硅、锰等)为中心的钢,通过有意识地添加这些元素来改变其合金成分和性能。

合金工具钢具有高硬度、耐磨性和韧性,适用于制造各种需要高强度和耐磨性的工业部件,如切削工具、钻头、扳手、刀剑等。

合金工具钢的定义如下:合金工具钢是指以多种元素(如碳、氮、硅、锰等)为中心的钢,通过有意识地添加这些元素来改变其合金成分和性能。

这种钢通常被称为合金钢,因为其中含有一定数量的合金元素。

合金工具钢的分类方法有多种。

一般来说,可以按照合金元素的种类和含量进行分类,也可以按照钢的组织结构和性能进行分类。

以下是几种常见的分类方法:1. 按照合金元素的种类分类:可以分为碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、不锈钢等。

其中,碳素工具钢通常用于制造简单的工具和零件,如扳手、螺丝刀等;合金工具钢则用于制造需要高强度、耐磨性和韧性的工具和零件,如切削工具、钻头、扳手等;高速钢则用于制造高速切削工具和高速转动的部件,如刀剑、铣刃等;不锈钢则用于制造不易生锈的部件,如切削工具、阀门等。

2. 按照钢的组织结构和性能分类:可以分为热轧钢、冷轧钢、热加工钢等。

热轧钢通常具有棒状或线状结构,具有良好的韧性和耐蚀性;冷轧钢通常具有片状或丝状结构,具有良好的耐磨性和硬度;热加工钢则具有较复杂的组织结构,如渗碳体、渗氮体等,具有良好的硬度和耐磨性。

3. 按照用途分类:可以分为通用工具钢、工业用工具钢、特殊用途工具钢等。

通用工具钢通常适用于制造各种用途的工具和零件,如扳手、螺丝刀、切削工具等;工业用工具钢则适用于制造工业上的各种部件,如汽车、船舶、机床等;特殊用途工具钢则适用于制造一些特定的部件,如刀剑、钻头等。

综上所述,合金工具钢的定义和分类方法有多种,具体分类取决于合金元素的种类、组织结构和性能等因素。

了解合金工具钢的分类方法,有助于我们更好地理解和应用这种材料。

碳素工具钢及合金工具钢

（4） 脱碳敏感性
工具表面发生脱碳，将使表面层硬度降低，因此要求工具钢的脱碳敏感性低。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
对很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0.50%则磨削性变坏。
耐冲击工具用钢 含碳量在0.35～0.65％范围的中碳铬钨硅钢（如5CrW2Si）,热处理后具有高的冲击韧性、高的疲劳强度和较高的耐磨性，适于制造受冲击载荷大的工具，如手动或风动凿子等。
冷作模具用钢 含碳量较高,大多在0.85％以上,个别达2％以上，具有很高的硬度（HRC60以上）和耐磨性。其中低、中合金类型基本上与量具、刃具用钢类似，如9Mn2V、CrWMn。Cr6WV和 Cr4W2MoV可作较大尺寸的冷冲模具。最具有代表性的是高碳高铬的微变形工具钢Cr12和 Cr12MoV。这类钢具有高耐磨性、高淬透性和淬火微变形性,适于制造大型精密冷作模具。Cr12MoV有两种淬火制度:一种为常用的较低温度(950～1050℃)淬火和低温(150～200℃)回火，以获得较高硬度和较小变形；另一种为高温(1100～1130℃)淬火和高温(500～520℃)回火，产生二次硬化，以提高钢的硬度，获得较高的红硬性和耐磨性，适于制作在400～500℃下工作的模具。但Cr12钢一般只采用前一种淬火制度。由于这类钢属于莱氏体钢，铸态组织内会出现大量网状共晶碳化物，必须在塑性加工过程中使其破碎并均匀地分布在基体上，以增加钢的耐磨性，阻止高温淬火晶粒长大和同时使钢具有足够的韧性。
工具钢 - 正文
碳素工具钢基本上是优质或高级优质高碳钢，简称碳工钢。其冷、热加工性能好,最高淬火硬度能达HRC66～67，但通常回火硬度为HRC60～64，耐磨性好,价格低廉，用途广泛，数量约占整个工具钢的一半。主要缺点是：①淬透性低，水淬时也只能淬透截面厚度不大于8mm的小工具；②耐热性差，在250℃,硬度急剧下降,所以一般限在 200℃以下使用。碳工钢的含碳量自0.65～1.35％(牌号为T7～T13)，属亚共析钢和共析钢(T7,T8)，用于制造形状简单的刀具和木工刀具。过共析钢用量最大，尤其是T10、T11适于制造对耐磨性要求较高的工具和冷冲模、拉丝模、切边模、丝锥以及形状简单的低精度量具。含碳更高的牌号，虽然耐磨性高,但韧性低,不耐冲击，只适于制造锉刀、丝锥、刻刀、剪刀等手工工具。

合金钢及合金工具钢

无论共析点S左移还是右移，表明合金钢 的含碳量不能和碳钢一样以2.11%为上限。
有些合金钢，含碳量很高，但由于有相当 数量的铁素体存在，其塑性、韧性仍然较高。
如：我国的Cr12W，2.3%C 美国的D6、D7，2.35%C
6、合金元素对钢加热时组织转变的影响
a、非碳化物形成元素（Ni、Cu）可以降低
2、 按钢的金相组织
铁素体钢 Cr17、Cr25、Cr28 奥氏体钢 1Cr18Ni9、0Cr19Ni9、Mn13 马氏体钢 3Cr13、4Cr13、1Cr11MoV、
1Cr12WmoV
珠光体钢 15CrMo、12CrMoV
贝氏体钢 12MoVWBSiRE
3、 按钢中S、P杂质含量
a、普通合金钢 S≤0.050% P≤0.045% b、优质合金钢 S≤0.035% P≤0.035% c、高级优质合金钢 S≤0.025% P≤0.025% d、特级优质合金钢 S≤0.015% P≤0.020%
这些合金元素会使A3下降，A4上升，使γ相 区扩大，这种作用与合金元素的含量有关。随着 合金含量的增加，会把γ相区扩大到一定范围，
其中Ni、Mn 随着含量的增加，会把γ相区扩大
到室温，即在室温下就能获得无磁性奥氏体钢。
如：13% Mn的 Mn13，9% Ni的 0Cr18Ni9。
b、扩大α相区（缩小封闭γ相区）的元素
Si、Cr、Mo、W、V、Ti、Al 等使临界点A3 上升，A4下降，有的元素还能使A3、A4重合，不
出现γ相。
如：17-28%Cr、Cr17、Cr25、Cr28，从室温
到熔点都不出现γ相，而是单一的α相。
5、 合金元素改变共析点的位置
合金元素在改变相变温度的同时，也改 变共析温度和共析成分，反映在Fe-Fe3C相图 上，共析点的位置发生改变。
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冷作模具
2.热作模具钢
性能要求 ：热作模具钢应具有足够的高温强度和硬度； 具备良好的耐磨性和一定的韧性 ；具有高的抗热疲劳性 和抗氧化能力 ；具有高的淬透性和较小的热处理变形能 力。 成分特点 ：采用中碳钢，含碳量为0.30～0.60%，加入 合金元素Cr、W、Mo、Si等能提高钢的高温强度、硬度 和回火稳定性，还可以提高钢的淬透性。 热处理特点 ：反复锻造 ；退火 ；淬火及高温回火 钢种选择 ：对于中小尺寸（截面尺寸＜300mm）的模具， 一般采用5CrMnMo；对于大尺寸（截面尺寸＞400mm） 的模具，一般采用5CrNiMo。
热处理特点: ①一次硬化法 在950～1000℃温度下淬火，然后在150～180℃回 火，硬度可达60～62HRC，使钢具有较好的耐磨性和韧性，适用于 重载模具。 ②二次硬化法 在1100～1150℃温度下淬火，然后在510～520℃下 三次回火，产生二次硬化，硬度可达61～64HRC，具有较高的耐磨 性，但韧性较差，适用于在400～450℃温度下工作的模具。 钢种选择:由于冷作模具钢工作条件和性能要求与刃具钢有相似之处， 故刃具钢一般均可用作冷作模具用钢。 ①尺寸小、形状简单、负荷轻的冷作模具，如小冲头、剪薄钢板的剪 刀可选用T7A、T8A、T10A、T12A等碳素工具钢制造。 ②尺寸较大，形状复杂、淬透性要求较高的冷作模具，一般选用 9SiCr、9Mn2V、CrWMn或GCr15等钢制造。 ③尺寸大，形状复杂、负荷重、变形要求严格的冷作模具，须采用中 合金或高合金模具钢，如Cr12Mo、Cr12MoV、Cr4W2MoV、 Cr2Mn2SiWMoV、Cr6WV等。
模具钢是用来制造各种锻造、冲压或压铸成形工件模具的钢种。 1. 冷作模具钢 性能要求 ：与刃具钢相比，冷作模具钢应当要求更高的淬透性、耐 磨性和韧性，而热硬性的要求可低些，一般冷作模具钢的工作温度 不会超过200～300℃。 成分特点 ：在冲击条件下工作的高强韧模具钢要求碳含量为 0.50～0.70%，而要求高硬度、高耐磨性的冷作模具钢的碳含量为 1.2～2.3%。 冷作模具钢中加入W、Mo、V等元素能形成弥散的特殊碳化物，产 生二次硬化效应，同时能阻止奥氏体晶粒长大，细化晶粒。因此能 显著提高钢的耐磨性、强韧性并减小钢的过热。Cr、Mn、Si的主 要作用是提高钢的淬透性和强度。
§5-4 合金工具钢
• 工具钢：
碳素工具钢：价格便宜，易加工，但是 淬透性差，易变形，开裂，高温易软化。 合金工具钢：可以克服碳素工具钢的一些 缺点。 低合金刃具钢 合金刃具钢 高速钢 合金工具钢分类 合金模具钢 合金量具钢 冷作模具钢 热作模具钢
一、刃具钢 刃具主要是指用于切削金属或非金属的刀具，如车刀、铣 刀、钻头、丝锥、板牙等。在切削过程中，刀具要承受工 件的压力，刀刃与工件表面及切屑之间有强烈的摩擦，由 于切削发热，刃部温度可达500～600℃。此外，刀具还 承受一定的冲击和振动。根据刃具的工作条件，刃具钢必 须具备高硬度（60HRC以上）、高耐磨性、高热硬性以 及一定的强度和韧性。 1.低合金刃具钢 成分特点：低合金刃具钢的碳含量一般在0.85～1.5%之 间， 主加的合金元素有Cr、Mn、Si 。 低合金刃具钢同碳素工具钢相比，有较高的淬透性、强度 和耐磨性，以及较小的热处理变形。 热处理特点：在加工前进行球化退火。为了获得高硬度和 高耐磨性，最终热处理采用淬火及低温回火。
热处理特点 ：淬火和低温回火 ，还有三个附加的热处理工序：
①淬火之前的调质处理 ：获得回火索氏体组织，减小淬火应力和变形。 ②淬火之后的冷处理 ：使残余奥氏体转变为马氏体，减少残余奥氏体 量，从而增加量具的尺寸稳定性。 ③淬火和低温回火之后的时效处理：稳定组织。
常用量具钢 ①碳素工具钢：有T10A、T12A等，主要用于制造 形状简单、精度不很高的量具，如量规、样圈等圆 形量具。 ②高碳合金工具钢：有Gr15、CrWMo等，主要用
低合金刃具钢制造的各种工具
常用低合金刃具钢的牌号、成分、热处理规范及用途
2.高速钢
成分特点：高速钢中碳的含量为0.70～ 1.65%之间，主加的合金元素有W、Cr、 V、Co等 。
热处理特点：以W18Cr4V钢制造的盘形齿 轮铣刀为例，说明其热处理工艺方法的确 定和工艺路线的安排。 盘形齿轮铣刀的加工工艺路线如下： 下料→锻造→退火→机械加工→淬火及回 火→喷啥（喷丸）→磨削 ①高速钢的退火：退火的目的是降低硬 度，消除应力，改善切削加工性能，并 使碳化物分布均匀，为淬火和回火作好 组织上的准备。为缩短生产周期，高速 钢通常采用等温退火。
W18Cr4V钢淬火回火工艺
W18Cr4V钢淬火后显微组织
W18Cr4V钢回火后显微组织
W18Cr4V钢的硬度与回火温度的关系
常用高速钢的类型 通用型高速钢 常用高速钢可分为 钨系高速钢 钼系高速钢
高碳高速钢
高性能高速钢 钴高速钢 铝高速钢

常用高速钢的牌号、成分、热处理规范及性能
二、模具钢
W18Cr4V钢锻造退火后组织 W18Cr4V钢铸态组织
②高速钢的淬火 高速钢的导热性差， 而淬火温度又很高，如 果直接加热到淬火温度 就很容易产生变形与开 裂，所以必须预热。
③高速钢的回火 W18Cr4V钢在淬火状态约有 20%～25%的残余奥氏体，一 次回火难以全部消除，经三次回 火即可使残余奥氏体量减至最低， 后一次回火还可以消除前一次回 火由于奥氏体转变为马氏体所产 生的内应力。
于制造高精度的量具，如量块、塞规等。
③渗碳钢：有15、20、15Cr、15CrMo等，主要 用于制造长形或平板状量具，如卡规、样板及钢直 尺等。
对于塑料模具，由于受 力不大，冲击较小，工 作温度不高，只要求有 较低的表面粗糙度，一 般可选用45钢或铸铁。
塑料模具
三、量具钢
量具钢是用以制造各种度量工具的钢种。如千分尺、块规、卡尺、塞 规、螺旋测微仪等。 性能要求 ：高的硬度和耐磨性，高的尺寸稳定性，热处理变形要小， 存放和使用过程中尺寸不发生变化。 成分特点 ：碳含量一般在0.9～1.5%，加入Cr、Mn、W等提高钢淬 透性的元素 。