刀具材料用工具钢的种类、含碳量及特点

刀具用材料有碳素工具钢、合金工具钢和高速工具钢，由于材料中合金元素的多少不同，故形成的碳化物有明显的差异，造成了热处理后硬度、耐磨性、强度和韧性等力学性能的差异，从而决定了它们的用途，下面为三者的含碳量、特点和缺点：
⒈碳素工具钢
⑴含碳量范围：0.65%～1.35%
⑵材料的特点
①容易进行锻造和切削加工；
②含碳量越高则耐磨性越好,但韧性差；
③需选用冷却能力强的冷却介质,一般为水、盐水、碱水等，水温应≤25℃。
⑶回火特点
180～250℃，降低了淬火内应力和脆性，低温回火后硬度为58～64HRC，显微组织为回火马氏体。
⑷缺点和注意事项
①淬透性差，易变形和淬裂，回火稳定性差（软化）；
②过热敏感性强，晶粒易粗大。
⒉合金工具钢
⑴含碳量范围：0.75%～1.5%
⑵材料的特点
①碳含量高则保持了高的硬度，形成了适当的合适合金碳化物，故提高了耐磨性；
②淬透性好，选用冷却缓慢的淬火介质，进行分级或等温淬火；
③零件热处理后的变形较小。
⑶回火特点
180～250℃，回火硬度在58～65HRC，内应力降低，塑性和韧性有所提高，显微组织为回火马氏体+少量的碳化物。
⑷缺点和注意事项
①导热性稍差，需要进行预热；
②防氧化脱碳能力差，应做好零件表面的保护或中性或还原性介质中加热。
⒊高速工具钢
⑴含碳量范围：0.7%～1.65%
⑵材料的特点
①该钢的热稳定好（红硬性）、耐磨性高；
②与碳化物形成元素保持一定比例，心部有足够的强度和合适的硬度，保持了马氏体中碳的浓度；
③钢的淬透性好，即使空冷或风冷也能实现淬火处理；
④该钢具有二次硬化现象，需要进行多次回火。
⑶回火特点
540～570℃，回火硬度在63～66HRC，显微组织为回火马氏体+粒状碳化物+残余奥氏体。
⑷缺点和注意事项
①导热性差，需要进行二次以上的预热；
②易于变形；
③对加热温度的要求十分严格，需要检验晶粒度；
④需要采用盐浴分级或多次分级，回火和冷却工艺复杂；
⑤应彻底捞渣和脱氧。
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