又名风钢或锋钢,又称白钢。意思是淬火时即使在空气中冷却也能硬化,并且很锋利。它是一种成分复杂的合金钢,含有钨、钼、铬、钒、钴等碳化物形成元素。合金元素总量达10~25%左右。它在高速切削产生高热情况下(约500℃)仍能保持高的硬度,HRC能在60以上。这就是高速钢 主要的特性——红硬性。而碳素工具钢经淬火和低温回火后,在室温下虽有很高的硬度,但当温度高于200℃时,硬度便急剧下降,在500℃硬度已降到与退火状态相似的程度,完全丧失了切削金属的能力,这就限制了碳素工具钢制作切削工具用。而高速钢由于红硬性好,弥补了碳素工具钢的致命缺点,可以用来制造切削工具。
高速钢一般不做抗拉强度检验,而以金相、硬度检验为主。
钨系和钼系高速钢经正确的热处理后,洛氏硬度能达到63以上,钴系高速钢在65以上。钢材的酸浸低倍组织不得有肉眼可见的缩孔 、翻皮。中心疏松,一般疏松应小于1级。
金相检验的内容主要包括脱碳层、显微组织和碳化物不均匀度3个项目。
1.高速钢不应有明显的脱碳。显微组织不得有鱼骨状共晶莱氏体存在。
2.高速钢中碳化物不均匀度对质量影响 ,冶金和机械部门对碳化物不均匀度的级别 十分重视。根据钢的不同用途可对碳化物不均匀度提出不同的级别要求,通常情况下应小于3级。
3.用高速钢制造切削工具,除因其具有高硬度、高耐磨性和足够的韧性之外,还有一个重要因素是具有红硬性。(红硬性是指刀具在高速切削时,刀刃在红热状态下抵抗软化的能力。)
一种衡量红硬性的方法是先把钢加热至580~650℃,保温1小时,然后冷却,这样反复4次后测量其硬度值。高速钢的淬火温度一般均接近钢的熔点,如钨系高速钢为1210~1240℃,高钼系高速钢为1180~1210℃。淬火后一般需在 540~560℃之间回火3次。提高淬火温度可以增加钢的红硬性。为了提高高速钢刀具的使用寿命,可对其表面进行强化处理,如低温氰化、氮化、硫氮共渗等。
类别 |
钢号 |
硬度 |
抗弯强度 |
冲击韧性 |
600℃时的硬度(HRC) |
适用范围 |
用途 |
通用高速钢 |
W18Cr4V(W18) |
63~66 |
3.0~3.4 |
0.2~0.3 |
48.5 |
加工一般钢与铸铁,可制造各种刀具,但不宜用热成形法制造刀具。 |
耐热性中等,可磨性好(可用普通砂轮磨削),淬火范围较宽,不易过热,强度较好,热塑性差。 |
通用高速钢 |
W6Mo5Cr4V2(M2) |
63~66 |
3.5~4.0 |
0.3~0.4 |
47~48 |
加工一般钢与铸铁,可制造轧制刀具及要求热塑性好的刀具和受冲击力大的刀具。 |
强度高,热塑性好、韧性高、耐热性稍次于W18Cr4V,脱碳敏感性较大。 |
通用高速钢 |
W14Cr4VMnXt① |
64~66 |
~4.0 |
~0.31 |
50.5 |
加工一般钢与铸铁,可制造各种刀具 |
与W18Cr4V相当,但改善了热塑性 |
通用高速钢 |
W9Mo3Cr4V① |
63~66 |
4.0~4.5 |
0.35~0.4 |
- |
加工一般钢与铸铁,可制造各种刀具 |
耐热性、热塑性、热处理性能均较好,综合性能优于W12和M2。 |
高性能高速钢-高碳高钒 |
W12Cr4V4Mo(EV4) |
66~67 |
~3.2 |
~0.1 |
52 |
用于制造对耐磨性要求高的刀具 |
因含钒量高,故硬度及耐磨性高,但强度及韧性较低,耐热性比通用型高速钢高。可磨性差,需用单晶刚玉砂磨削。 |
高性能高速钢-高碳高钒 |
W6Mo5Cr4V3(M3) |
65~67 |
~3.2 |
~0.25 |
51.7 |
用于制造对耐磨性要求高的刀具。 |
因含钒量高,故硬度及耐磨性高,但强度及韧性较低,耐热性比通用型高速钢高。可磨性差,需用单晶刚玉砂磨削。 |
高性能高速钢-高碳高钒 |
W9Cr4V5 |
63~66 |
~3.2 |
~0.25 |
51 |
用于制造对耐磨性要求高的刀具。 |
因含钒量高,故硬度及耐磨性高,但强度及韧性较低,耐热性比通用型高速钢高。可磨性差,需用单晶刚玉砂磨削。 |
高性能高速钢-含钴 |
W6Mo5Cr4V2Co8(M36) |
66~68 |
~3.0 |
~0.3 |
54 |
用于加工高温合金、钛合金、奥氏体不锈钢等难加工材料。 |
加钴后高温硬度显著提高,但强度及冲击韧性较低,不宜受冲击。可磨性好。 |
高性能高速钢-高碳高钒含钴 |
W12Cr4V5Co5(T15) |
66~68 |
~3.0 |
~0.25 |
54 |
用于加工高温合金、不锈钢等,但因难磨,不宜做复杂刀具。 |
综合含钒钢耐磨性好与含钴钢耐热性高的优点。但可磨性差,需用单晶刚玉砂轮磨削。 |
高性能高速钢-高碳高钒含钴 |
W9Cr4V5Co3 |
- |
- |
- |
- |
用于加工高温合金、不锈钢等,但因难磨,不宜做复杂刀具。 |
综合含钒钢耐磨性好与含钴钢耐热性高的优点。但可磨性差,需用单晶刚玉砂轮磨削。 |
高性能高速钢-含钴超硬型 |
W2Mo9Cr4VCo8(M41) |
67~69 |
2.7~3.8 |
0.2~0.3 |
55 |
用于加工高强度钢、高温合金、钛合金等难加工材料,可做各种刀具。 |
耐热性高,强度和韧性也较好。可磨性好。可谓综合性能好,但价格贵。 |
高性能高速钢-含钴超硬型 |
W7Mo4Cr4V2Co5(M41) |
67~69 |
2.5~3.0 |
0.2~0.3 |
54 |
用于加工高强度钢、高温合金、钛合金等难加工材料,可做各种刀具。 |
可磨性次于W2Mo9Cr4VCo8 |
高性能高速钢-含钴超硬型 |
W9Mo3Cr4V3Co10 |
66~69 |
~2.4 |
0.2~0.3 |
54 |
用于加工高强度钢、高温合金、钛合金等难加工材料,可做各种刀具 |
与W12Mo9Cr4VCo8性能相当,但强度和韧性较低,可磨性差。 |
高性能高速钢-含钴超硬型 |
W12Cr4V3Mo3Co5Si① |
67~69 |
2.4~3.3 |
0.1~0.2 |
54 |
用于加工高强度钢、高温合金、钛合金等难加工材料,可做各种刀具 |
为低钴超硬高速钢,性能与高钴高速钢相近,可磨性差。 |
高性能高速钢-无钴超硬型 |
W6Mo5Cr4V2A1① |
67~69 |
2.9~3.9 |
0.2~0.3 |
55 |
可代替高钴高速钢加工难加工材料。 |
性能与W2Mo9Cr4VCo8相近,但可磨性稍差,过热敏感性稍大。价格便宜。 |
高性能高速钢-无钴超硬型 |
W6Mo5Cr4V5SiNbA1① |
66~68 |
3.6~3.9 |
0.2~0.3 |
51 |
可代替高钴高速钢加工难加工材料。 |
耐磨性高、耐热性高、可磨性差。 |
高性能高速钢-无钴超硬型 |
W10Mo4Cr4V3Al① |
67~69 |
3.1~3.5 |
0.2~0.3 |
54 |
可代替高钴高速钢加工难加工材料。 |
耐磨性高、耐热性高、可磨性稍差。 |