高速钢基本特性及钢的基本应用

 1.高速钢基本特性: 

合金量大约20％以上，易形成碳化物 

高硬化能，且具明显二次硬化現象 

高硬度具耐磨耗  

具红热硬度，高溫不易軟化 

具热稳定性，抗热磨损及抗塑性变形 

易过热及脱碳，塑性成形性差 

2.认识高速钢

高速钢定义   

    高速钢是高速工具钢的简称，在我国冶金工业部门习惯称为高工钢，民间还俗称为锋钢，因其在空冷条件下也能形成马氏体组织，故又称“风钢”。是一种主要用于机床切削刀具的高合金工具钢。高速钢一般分为通用型、高性能型、经济型（低合金高速钢）三类，经济型钨当量[W]=W+2Mo>=5%～12%。

高速钢的诞生   

    现代工具钢可追溯至1740年，英国人由坩锅炉熔化得到成分均匀的高碳钢，碳含量为0.75~1.50%，制成机床切削工具，切削速度不超过5m/min。1868年发展了Mushet自硬钢。属Mn-W系工具钢，使切削低碳钢的速度达到8m/min。典型成分为：C2.0%，W7%，Mn2.5%。随着19世纪工业革命的进展，工业用钢大量生产迫切要求机床和工具必须跟上。因此如何提高Mushet钢的性能使其所制工具切削速度能大幅度提高，已成为当时客观迫切的要求。Mushet钢的锰含量高因而降低Ac1临界点，使其很难软化退火，而且热脆性大，可锻性很差，淬火时易过热。因此19世纪末，在美国出现了低锰含铬的Cr-W系自硬钢。1898年，Fred W.Taylor及助手M.White等人通过几百次切削试验，筛选出两种成分的钢，一种是Mushet 的Mn-W钢（C2.15%,Mn1.58%,W5.44%），另一种是Cr-W钢（C1.44%,Cr1.83%,W7.72%），通过试验发现Cr-W钢经接近熔化温度淬火后得到最高的切削性能。1900年巴黎世界博览会上，经Taylor-White工艺处理的Cr-W钢（c1.85%,W8%,Cr3.8%）工具的切削表演时，切削速度、吃刀深度和进刀量均可成倍提高。使生产能力提高340％。引起当时机床与工具业的革命性变革。因此迄今公认高速钢正式诞生于1900年（巴黎博览会表演时间）。

高速钢应用领域   

    随着现代制造技术的发展,高速钢应用也在发生变化,一方面,由于硬质合金引入超细化制造技术,韧性提高,从而挤占部分高速钢在金属切削刀具领域的用量;另一方面,高速钢应用领域不断拓宽,除金属切削刀具外,高速钢在以下领域的应用逐步增加:冷作模具、轧辊、木工刀具及其它非金属切刀、耐磨件、油泵油咀针阀等，所应用的高速钢产品形态见表1。

表1 高速钢应用领域及产品形态

应用领域 所需产品形态  

金属切削刀具 棒材、钢丝、钢板、钢带、锻件 

冷作模具 予硬化模板、棒材 

轧辊 离心铸造或复合重熔、棒材  

木工刀具及其它非金属切刀 钢板、扁钢、钢带  

耐磨件 扁钢、棒材 

油泵油咀针阀 钢丝

预计金属切削刀具用高速钢会有所减少，而冷作模具、轧辊、木工刀具及其它非金属切刀用高速钢会稳步增加。

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