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工具鋼特性概述
高速工具鋼主要用于制造高效切削刀具由于其紅色硬度高、耐磨性好、強(qiáng)度高等特點(diǎn)，也用于制造高性能要求的模具、軋輥、高溫軸承和高溫彈簧。經(jīng)熱處理后，高速工具鋼的使用硬度可達(dá)HRC63以上，在600℃左右的工作溫度下仍能保持較高的硬度，韌性、耐磨性和耐熱性良好。退火后的高速工具鋼的主要合金元素有很多，鉬、鉻、釩，一些高速工具鋼還添加了鈷、鋁等元素。這種鋼屬于高碳高合金萊氏體鋼，其主要結(jié)構(gòu)特征之一是含有大量碳化物。鑄態(tài)高速工具鋼中的
碳化物是共晶碳化物，在熱壓處理后分解成顆粒并分布在鋼中，稱為初生碳化物。從奧氏體和馬氏體基體中析出的碳化物稱為次生碳化物。這些碳化物對高速工具鋼的性能有很大影響，尤其是二次碳化物，它對鋼的奧氏體晶粒度和二次硬化等性能有很大影響。碳化物的數(shù)量和類型與鋼的化學(xué)成分有關(guān)，而碳化物的粒度和分布與鋼的變形有關(guān)。鎢和鉬是高速工具鋼的主要合金元素，在鋼的二次硬化和其他性能方面起著重要作用。鉻對鋼的淬透性、抗氧化性和耐磨性起著重要作用，在二次硬化中也起著一定的作用。釩在鋼的二次硬化和耐磨性中起重要作用，但降低了可磨性。
高速工具鋼的淬火溫度非常高，接近熔點(diǎn)。其目的是使合金碳化物更多地溶解在基體中，使鋼具有更好的二次硬化能力。高速工具鋼淬火后硬度增加，這是次硬化，但淬火溫度越高，回火后的強(qiáng)度和韌性越低。淬火后，回火硬度在低于350℃的低溫下降低，在高于350℃的溫度下逐漸增加。在520~580℃范圍內(nèi)回火(不同化學(xué)成分和回火溫度)時，出現(xiàn)第二個硬度峰值，超過淬火硬度，即二次硬化。這是高速工具鋼的一個重要特征。
高速工具鋼不僅具有高硬度、耐磨性和紅硬性，還具有一定的工藝性能，如熱塑性和可磨性。多系統(tǒng)高速工具鋼的主要合金元素是鎢，它不含鉬或含少量鉬。其主要特點(diǎn)是過熱敏感性小，脫碳敏感性小，熱處理和熱加工溫度范圍寬，但碳化物顆粒粗大和分布均勻性差影響鋼的韌性和塑性。
鎢和鉬是高速工具鋼的主要合金元素。其主要特點(diǎn)是碳化物的粒度和分布優(yōu)于鎢高速工具鋼，脫碳敏感性和過熱敏感性低于鉬高速工具鋼，使用性能和工藝性能較好。
鉬系高速工具鋼的主要合金元素是鉬，它不含鎢或含少量鎢。其主要特點(diǎn)是碳化物顆粒細(xì)小，分布均勻，韌性好，但脫碳敏感性和過熱敏感性大，熱處理和熱處理范圍窄。
含鈷高速工具鋼是在普通高速工具鋼的基礎(chǔ)上，添加一定量的鈷可以顯著提高鋼的硬度、耐磨性和韌性。
粉末高速工具鋼是用粉末冶金法生產(chǎn)的。首先用霧化法制備低氧高速工具鋼預(yù)合金粉末，然后用冷熱靜壓機(jī)將粉末壓制成致密坯體，然后將坯體鍛造軋制成成品。粉末高速工具鋼碳化物細(xì)小，分布均勻，韌性、可磨性和尺寸穩(wěn)定性好，可以用鑄錠法生產(chǎn)合金元素含量較高的超硬高速工具鋼。
粉末高速工具鋼可分為三類。類是含鈷高速工具鋼，其特點(diǎn)是硬度接近硬質(zhì)合金，同時具有良好的可鍛性、可加工性、可磨性和強(qiáng)韌性。第二類是無鈷、高鎢、高鉬、高釩超硬高速工具鋼。第三類是超耐磨高速工具鋼。它的硬度不太高，但耐磨性極好。它主要用于要求高耐磨性和承受沖擊載荷的工作條件。
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