高速工具钢的特性分析

高的碳化物含量是构成高速工具钢特性的基础。钢中碳化物类型、数量、形态、尺寸大小及分布状况等，决定高速工具钢的使用性能和工艺性能。碳化物数量（质量分数）在过共析钢中约占5%～12%、莱氏体钢中约占25%～30%、高碳高钒莱氏体钢中约占32%～35%。

1.高速工具钢使用特性

（1）淬火、回火硬度 高速钢经淬火、回火后，所能达到的室温硬度，又称为二次硬度。淬火、回火硬度是代表高速钢的重要特性。通常高速钢的淬火、回火硬度保持在63～70HRC，硬度大于68HRC的钢称为超硬高速钢。

（2）高温硬度 高速钢在500～650℃温度下保持的硬度，称为高温硬度。高温硬度表示高速钢在高温下使用的持久能力。因为在高速切削条件下，刀具刃部的温升大约能达到500～650℃。要求刀具在此温区内，应具有良好的持久使用能力。

（3）热硬性 热硬性是表示高速钢在高温下的组织稳定性和性能稳定性。高温下组织不发生变化、硬度不降低或降低幅度小，表明热硬性好，刀具的使用寿命长。

（4）钢的高低温韧性 高速钢的韧性，是表示在断续切削加工时，刀具承受冲击负荷和弯曲负荷双重应力作用的能力，是高速钢的重要使用性能。它通过冲击韧度和抗弯强度来表示其韧性水平。

（5）耐磨性能 用高速钢制作的刀具、刃具、模具等，要求使用时应具有小的磨损量，以达到延长使用寿命。

以上五项特性是作为高速工具钢的基本特性。全面达到上述要求，才能获得优良的使用性能。(www.xing528.com)

2.高速工具钢的工艺性能

高速钢属于高碳高合金莱氏体钢，钢中含有大量碳化物，给钢的冶炼、锻轧、热处理等加工带来较多的困难。必须采取多种工艺措施来改善其工艺性能。

（1）高温热塑性 高速钢中含有大量的高熔点、高硬度碳化物，分布于晶界区，使高速钢加工时变形抗力大、热塑性差，容易产生热裂纹，这已成为高速钢的加工难点之一。目前通过严格控制加热制度，采用快速锻造设备，很好地实现了高速钢的热变形。

（2）氧化脱碳 由于高速钢含铬量仅5%（质量分数，下同），含碳量高达0.70%～1.6%。钢的抗氧化能力差，含Cr=5%的钢，耐氧化温度只能达到约650℃。当加热温度超过650℃时，如锻轧开坯、淬火的加热温度均在1000～1200℃高温，此时钢中碳大量氧化，即出现氧化脱碳现象。氧化脱碳给高速钢的冶金质量和金属收得率带来不利影响。为此，在高速钢加热时，必须保持加热炉内呈弱还原性气氛，防止脱碳现象发生。

（3）裂纹敏感性 高速钢中碳化物量多，引起钢的热导率下降，加上组织的不均性和冷却过程组织变化等原因，造成高速钢的裂纹敏感性高，即容易产生裂纹。为此，高速钢从钢锭到工件，都要控制加热和冷却速度，不能过快，同时要注意钢锭、坯料的及时去应力退火，减少裂纹产生。

（4）可磨削加工性能 高速钢从钢坯制成工具、模具、零部件的过程中，都离不开冷加工。因此，要求钢材经过热处理后，应具备良好的冷加工塑性和可磨削性能。钢中碳化物的数量、形态、分布，是影响可磨削性能的主要原因。改善碳化物的存在状况，对改善高速钢磨削加工性能起着重要的作用。

总之，高速钢的工艺性能与钢的冶金质量密切相关。因此，在制订相关工艺和操作规程时，应紧密结合以上有关内容，以保证高速钢的后续加工顺利进行。