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高速鋼(High Speed Steels)

又名風(fēng)鋼或鋒鋼，又稱白鋼。意思是淬火時(shí)即使在空氣中冷卻也能硬化，并且很鋒利。它是一種成分復(fù)雜的合金鋼，含有鎢、鉬、鉻、釩、鈷等碳化物形成元素。合金元素總量達(dá)10～25%左右。它在高速切削產(chǎn)生高熱情況下(約500℃)仍能保持高的硬度，HRC能在60以上。這就是高速鋼*主要的特性——紅硬性。而碳素工具鋼經(jīng)淬火和低溫回火后，在室溫下雖有很高的硬度，但當(dāng)溫度高于200℃時(shí)，硬度便急劇下降，在500℃硬度已降到與退火狀態(tài)相似的程度，完全喪失了切削金屬的能力，這就限制了碳素工具鋼制作切削工具用。而高速鋼由于紅硬性好，彌補(bǔ)了碳素工具鋼的致命缺點(diǎn)，可以用來制造切削工具。

高速鋼的熱處理工藝較為復(fù)雜，必須經(jīng)過淬火、回火等一系列過程。淬火時(shí)由于它的導(dǎo)熱性差一般分兩階段進(jìn)行。先在800～850℃預(yù)熱(以免引起大的熱應(yīng)力)，然后迅速加 熱到淬火溫度1190～1290℃（不同牌號實(shí)際使用時(shí)溫度有區(qū)別），后油冷或空冷或充氣體冷卻。工廠均采用鹽爐加熱，現(xiàn)真空（唐氏）爐使用也相當(dāng)廣泛。淬火后因內(nèi)部組織還保留一部分(約30%)殘余奧氏體沒有轉(zhuǎn)變成馬氏體，影響了高速鋼的性能。為使殘余奧氏體轉(zhuǎn)變，進(jìn)一步提高硬度和耐磨性，一般要進(jìn)行2～3次回火，回火溫度560℃，每次保溫1小時(shí)。

生產(chǎn)制造方法：通常采用電爐生產(chǎn)，曾采用粉末冶金方法生產(chǎn)高速鋼，使碳化物呈極細(xì)小的顆粒均勻地分布在基體上，提高了使用壽命。

用途：用于制造各種切削工具。如車刀、鉆頭、滾刀、機(jī)用鋸條及要求高的模具等

高速鋼一般不做抗拉強(qiáng)度檢驗(yàn)，而以金相、硬度檢驗(yàn)為主。

鎢系和鉬系高速鋼經(jīng)正確的熱處理后，洛氏硬度能達(dá)到63以上，鈷系高速鋼在65以上。鋼材的酸浸低倍組織不得有肉眼可見的縮孔 、翻皮。中心疏松，一般疏松應(yīng)小于1級

金相檢驗(yàn)的內(nèi)容主要包括脫碳層、顯微組織和碳化物不均勻度3個(gè)項(xiàng)目。

1.高速鋼不應(yīng)有明顯的脫碳。顯微組織不得有魚骨狀共晶萊氏體存在。

2.高速鋼中碳化物不均勻度對質(zhì)量影響*大，冶金和機(jī)械部門對碳化物不均勻度的級別 十分重視。根據(jù)鋼的不同用途可對碳化物不均勻度提出不同的級別要求，通常情況下應(yīng)小于3級。

3.用高速鋼制造切削工具，除因其具有高硬度、高耐磨性和足夠的韌性之外，還有一個(gè)重要因素是具有紅硬性。（紅硬性是指刀具在高速切削時(shí)，刀刃在紅熱狀態(tài)下抵抗軟化的能力。）

一種衡量紅硬性的方法是先把鋼加熱至580～650℃，保溫1小時(shí),然后冷卻,這樣反復(fù)4次后測量其硬度值。高速鋼的淬火溫度一般均接近鋼的熔點(diǎn)，如鎢系高速鋼為1210～1240℃，高鉬系高速鋼為1180～1210℃。淬火后一般需在 540～560℃之間回火3次。提高淬火溫度可以增加鋼的紅硬性。為了提高高速鋼刀具的使用壽命，可對其表面進(jìn)行強(qiáng)化處理，如低溫氰化、氮化、硫氮共滲等。

通用鋼

鋼號：W18Cr4V(W18)

硬度HRC：62-65

抗彎強(qiáng)度/GPa：3.0-3.4

沖擊韌性/（MJm2）：0.18-0.32

600℃時(shí)的硬度HRC：48.5

特點(diǎn)：強(qiáng)度較好，可磨性好，可用普通鋼玉砂輪磨削，耐熱性中等，熱塑性差

主要用途：通用性強(qiáng)，廣泛用于制造鉆頭、鉸刀、絲錐、銑刀、齒輪刀具及拉刀等。

高性能鋼

鋼號：W6Mo5Cr4V2(M2)

硬度HRC：63-66

抗彎強(qiáng)度/GPa：3.5-4.0

沖擊韌性/（MJm2）：0.30-0.40

600℃時(shí)的硬度HRC：47-48

特點(diǎn)：強(qiáng)度高，熱塑性好，耐熱性、可磨性稍次于W18Cr4V，可用普通鋼玉砂輪磨削

主要用途：適用于制作熱成形刀具和承受沖擊、結(jié)構(gòu)薄弱的刀具

鋼號：W14Cr4VMnRE

硬度HRC：64-66

抗彎強(qiáng)度/GPa：約4.0

沖擊韌性/（MJm2）：約0.31

600℃時(shí)的硬度HRC：50.5

主要用途：切削性能與W18Cr4V相當(dāng)，適于制作熱軋刀具

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