高速工具钢的特点和应用

高速工具钢是加入了大量的钨、铬、钼、钒、钴等合金元素组成的高碳高合金钢，它具有较高的热硬性，能在600℃下保持高的硬度和耐磨性。除可用于制造高速钢切削刀具外，还可制作冷作模具、高温下服役的热冲压冲头、挤压模具和热锻模等。

高速钢中含有大量合金元素，使相图的E点明显左移，使其成为莱氏体型钢。铸态高速钢莱氏体中的共晶碳化物呈鱼骨状，虽然钢锭经锻造或轧制后，鱼骨状共晶碳化物被破碎并重新分布，但其分布往往是不均匀的。尤其是直径大的钢件，因变形不够，碳化物颗粒往往顺着变形方向成带状或网状分布，构成共晶碳化物的偏析。

碳化物的偏析是热处理所无法改变的，所以高速钢采用锻造的目的，不仅是为了初步成形，而更重要的是改变钢中碳化物的分布情况。但即使如此，锻后成形的工件往往存在严重的带状或网状碳化物，这不仅使其力学性能具有明显的各向异性，而且会降低工件在热处理后的强度和韧性。故碳化物偏析对钢的性能和加工工艺有很大的影响，偏析严重时，容易导致锻造或淬火时的过热、变形和开裂，并会使制成的工具在使用时发生崩刃、折齿和断裂等事故。

高速钢的优良性能必须通过正确的热处理才能达到，高速钢的热处理工艺有如下特点：(www.xing528.com)

1）淬火温度比一般工具钢高得多，因为钢中的主要合金元素钨和钒可形成高熔点的特殊碳化物，这些碳化物需要在1200℃以上才能大量地溶入奥氏体，淬火后得到钨、钒含量很高的马氏体，且使马氏体在回火时不易分解；在较高温度回火后，上述碳化物可以以极细小的特殊碳化物形式弥散析出，这些弥散的碳化物一般是很难聚集长大的，从而保证高速钢具有高的热硬性。

2）回火温度高（550~570℃）和多次回火，这是因为高速钢中合金元素多，淬火温度高，致使淬火后组织中存在大量的（体积分数可达30%）残留奥氏体，这种残留奥氏体固溶有大量的合金元素，故比较稳定，在较低温度下回火是不易转变的。通过550~570℃回火，马氏体和残留奥氏体则将析出弥散度很大的特殊碳化物。这时，残留奥氏体的稳定性才会降低，在回火冷却过程中有可能向马氏体转变，并在后一次回火时转变为回火马氏体。经过多次回火，残留奥氏体可下降2%~3%（体积分数），绝大部分残留奥氏体将转变为回火马氏体，而回火后的硬度比淬火后还高，可达63~66HRC，保证刀具具有更好的切削能力。