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工具鋼是用于制造切削工具，量具，模具和磨損工具的鋼。根據其用途，它分為切削工具鋼，模具鋼和兩個句子。接下來，我們將為您提供工具鋼中的——切削刀具鋼的詳細說明。

刀具鋼系列還有碳素工具鋼，低合金工具鋼和高速鋼。不同類型鋼的成分，性質和用途自然不同。通常，切削工具鋼需要具有以下性能要求：高硬度，高耐磨性，高熱（紅）硬度，足夠的韌性等。

碳素工具鋼的碳含量為0.65％-1.35％。由于其成本低，易于鍛造和切割，因此具有良好的性能。它用于鉗工，木工，切割工具和研磨工具，形狀簡單，力量小。應用范圍廣泛。常見的碳素工具鋼牌號有T7，T7A，T8，T8A，T10，T10A，T12，T12A等。當然，這種鋼種的缺點是紅色硬度差，而當刀片溫度高于200℃時，硬度和耐磨性顯著降低。

低合金工具鋼的碳含量為0.75％至1.5％。為了克服上述碳素工具鋼的缺點，通常添加少量的合金元素如Cr，Mn，Si，W，V等。其中，添加Cr，Mn，Si等元素可以提高淬透性。 Si的加入提高了耐回火性;添加W和V可提高耐磨性。常用的低合金工具鋼牌號有9SiCr，CrWMn，8MnSi，耐磨500鋼板加工性能，Cr06，Cr2，9Mn2V等。這種鋼種可用于鉆頭，鉸刀，鋸片，剪刀等。

高速鋼的碳含量約為1％，高達1.6％。由于它的切削速度是其他切削工具鋼的1-3倍，因此需要具有高硬度，耐磨性和紅硬性。對于高速鋼，紅色硬度特別重要，因此高速鋼通常含有更多的W或Mo，CO等。常用的高速鋼牌號有W18Cr4V，W6Mo5Cr4V2，W9Mo3Cr4V，W4Mo3Cr4V2等。這種鋼種可用于車刀，銑刀，鉸刀，銷刀，絲錐等。

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   1、化學成份和組織的影響  

     高錳鋼發明之初的化學成份是C：1.0％～ 1.4％，Mn：10％～14％。國內外在試驗研究中曾添加合金成份 Cr、Ni、V等企圖提高屈服強度和硬度，也有的加Ti、Al等促進晶粒細化。我們的履帶板、前后導輪等鑄件用材就需要這樣。但不管合金成份如何變化，必 須控制在一定的范圍內才能起到好的作用。這些作用是以提高高錳鋼性能為主要目的，對控制裂紋并不明顯。研究標準成份高錳鋼的各元素對裂紋的影響能得到理想 的效果。碳、錳是高錳鋼的主要成分，正常情況下高錳鋼的組織是奧氏體單相。在含碳量偏低時易形成馬氏體和8相 (密排六方體)。在含碳量高時。水韌處理狀態下不能避免碳化物析出，還會降低鋼的性能。較高的含碳量可提高屈服點，但會降低延伸性。含碳量低而含錳量高的 鋼具有高韌性，對高錳鋼的碳含量在保證性能的前提下盡可能控制在中下限。錳含量控制在中上限。保持在狹小范圍內，防止碳化物析出，避免造成延伸性和韌 性降低而產生裂紋。硅含量一般在 1．0％以下，它對錳鋼的機械性能沒有顯著影響，超過1.0％并逐漸增大時，強度和延伸性會劇烈下降。生產中硅含量都比較低。錳鋼中含硫量較低，因為硫易 和錳化合成硫化錳大部分進入爐渣中。鋼中殘留少量的硫化物成為非金屬夾雜物存在，它對鋼的性能影響極微，可忽略不計。磷含量在 0．06％以上時，延伸性急劇下降，易引起鑄件熱裂紋產生。生產時要控制磷含量。化學成份及其含量與機械性能密不可分。在滿足性能的成份范圍內，有時制造 就很困難，因此生產時應考慮其兼顧性。這樣可避免因成份上的差異而產生裂紋。

     2、鑄造工藝

     鑄造工藝是保證高錳鋼鑄件質量的關鍵。編制這種鋼的工藝時主要考慮避免裂紋生成。影響裂紋產生的主要因素有：鑄件結構、工藝參數、澆冒口設置、型芯結構形 式、澆注溫度等。高錳鋼鑄件結構形式應在保證使用的前提下盡可能使相連接壁的厚差小。避免因溫差大產生收縮應力出現裂紋。雖然有的件壁厚差合理，但設計 厚度值過大，在冷卻速度慢時碳化物析出多，受收縮應力影響也會出現裂紋。設計結構無法改變時，工藝編制就要考慮鋼水冶煉時加一些能細化晶粒的元素，增加型 芯的退讓性。其它結構問題應視情況而定，如增大圓角、加過渡壁、拉筋等。高錳鋼的收縮率比普碳鋼、合金鋼高。鑄造的毛坯在水韌處理前都處于脆性狀態，任何 影響收縮的因素都會使鑄件在澆注后的收縮階段產生裂紋，比較明顯的是箱式鑄件，這種件由砂芯形成內腔，砂芯退讓性好，高應力區非常容易產生裂紋。解決辦法 是往芯中加入鋸末、泡沫等保證砂芯有合適的退讓性。箱帶、冒口、飛邊毛刺都有阻礙收縮的條件。采取適當增加吃砂量、疏松層，減少型芯縫隙也是解決退讓性的 有效辦法。澆冒口位置和大小對裂紋的產生也有影響，設置位置不能影響鑄件的收縮，澆注系統盡可能分配均勻，鋼水流人應平穩以便減少鑄件各部位溫差，寧國耐磨，冒口應 大小合適。高錳鋼導熱性很差，如冒口尺寸過大，在鑄件冷卻后期冒口與鑄件溫差過大必然產生高應力，常會促成冒口下與鑄件連接處產生裂紋。工藝設計時冒口模 數應控制在鑄件模數的1.2～1.3倍范圍內。標準成份的高錳鋼液相線溫度1400℃，固相線溫度1350℃，凝固溫度范圍比較窄，對澆注溫度的反應非常 敏感。澆注溫度過高極易產生裂紋，溫度低易產生冷隔和澆不足，理想的澆注溫度是1450～1470℃。厚壁件取下限，薄壁件取上限。澆注時一次澆完中間不 停流。

     3、熱處理

     高錳鋼只有在合適的成份和正確的熱處理條件下才能獲得它的特性，若未經熱處理或熱處理條件不正確則鋼會變脆甚至出現裂紋。正常的熱處理規范是固溶加高溫水 韌處理，以便獲得單一的奧氏體。生產實踐證明固溶溫度應在1050-1090℃范圍內。一般認為，高錳鋼導熱性很差，膨脹率很低，固溶處理時，要采用慢加 熱，在600～700℃保溫，以防止開裂。研究結果表明在500～700℃保溫會使殘留奧氏體強烈地析出碳化物，這些析出物降低鋼的塑性，增加新舊組織間 比容之差所造成的內應力，從而增加開裂傾向，因此鑄件加熱時應盡快通過這一溫度范圍。

     4、清理切割

     高錳鋼的特點之一是導熱性差，鑄件澆注后保溫時間太短，冷卻速度快，促使鑄件應力增加易產生裂紋。為防止裂紋產生，盡可能在砂型內緩慢冷卻延長保溫時間， 打箱溫度應控制在200℃以下。實踐證明在該溫度下打箱無裂紋出現。在對高錳鋼鑄件澆冒口、飛邊毛刺切割時，因材料導熱性差，耐磨板材質優點，造成切割部位熱影響區產生很 大的溫差，并形成了高應力狀態。稍有忽視切口處就會產生裂紋。為使熱影響區溫差控制在小范圍，澆冒口、毛刺切割必須在水池內浸水切割， 保持水溫在40℃以下，這樣操作不易產生裂紋。  

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耐磨模具用工具鋼（SKS，SKD，SKH）主要是硬質合金工具鋼。模具性能不僅取決于鋼的內部結構（碳化物形狀，尺寸，分布狀態），而且熱處理，尤其是淬火和回火引起的組織變化，對模具性能有很大影響。因此，熱處理技術對于模具獲得所需特性非常重要。

淬火和回火的基本熱歷史曲線如圖1所示。

淬火溫度高于相變點A3。相變點根據鋼的組成而變化。因此，不同組成的鋼的淬火溫度也不同。淬火方法包括高壓氣冷淬火，空氣淬火，油淬和鹽浴淬火（鹽浴爐）。

在淬火過程中，由于快速冷卻，由于固溶的碳原子的加熱，沒有擴散時間，因此碳原子處于過飽和狀態（馬氏體），并且鋼獲得高硬度。淬火狀態的鋼硬而脆，相變膨脹使鋼表面處于拉伸應力狀態，容易產生裂紋。所以繼續發脾氣。

回火后的鋼經過回火處理，可以緩和高應變狀態，提高韌性。通過淬火和回火的一系列熱處理，鋼需要獲得所需的硬度和韌性。根據鋼的類型，用途和特性，必須使用不同的熱處理條件。

耐磨工具鋼淬火方法

淬火是一種熱處理方法，國標nm500耐磨鋼板現貨，其中鋼保持在高溫下，鋼處于奧氏體狀態，然后通過快速冷卻使鋼經受馬氏體轉變以獲得高硬度。

淬火加熱使鋼加熱到A3相轉變點以上的溫度，固化碳原子，并將結構從鐵素體轉變為奧氏體。碳素工具鋼（SK）的淬火溫度為760~820℃，合金工具鋼（SKS）的淬火溫度為760~880℃，模具鋼（SKD）的淬火溫度為1000~1050℃，高速鋼（SKH）淬火溫度為1050至1300°C。淬火溫度太低，馬氏體相變不均勻，不能得到正常的淬火組織。當淬火溫度太高時，奧氏體晶粒粗化，發生氧化和脫碳，并且在淬火后殘余奧氏體的量增加，因此鋼的硬度和韌性降低。調節淬火溫度以根據鋼的組成而變化。因此，應確定對應于硬化鋼的淬火溫度。

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