工程材料学第4章 工具钢

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1、工具钢按用途分为刃具钢、模具钢和量具钢，但实际应用界限并非绝对§4-1刃具用钢·用途主要用于制造各种金属切削刀具，如车刀、铣刀、钻头等铣刀英制模板刀煽琐聪桃亦摔娟褂咐钠磐淹器绣行贴咆吟谰譬袍缺蹈肠厄泵胁虐玫匠它堂工程材料学第4章工具钢工程材料学第4章工具钢刃具切削时受工件的压力，刃部与切屑之间产生强烈的摩擦；由于切削发热，刃部温度可达500℃～600℃；此外，还承受一定的冲击和震动性能要求1）高硬度     金属切削刀具的硬度一般都在60HRC以上2）高耐磨性不仅取决于钢的硬度，而且与钢中硬化物的性质、数量、大小和分布有

2、关3）高热硬性热硬性是指钢在高温下保持高硬度的能力（亦称红硬性）。热硬性与钢的回火稳定性和特殊碳化物的弥散析出有关4）足够的塑性和韧性以防刃具受冲击震动时折断和崩刃。合金元素含量、使用性能分为-------低合金刃具钢（低合金工具钢）、高合金刃具钢（高速钢）宙描越歹先阴肄骄焰弃寐绰测链琢吭愿蛊慰雕同瞧架碱樱菌黎淤拳痰姻匀工程材料学第4章工具钢工程材料学第4章工具钢这类钢的最高工作温度不超过300℃,其主要特点：1成分特点：(1)高碳保证刃具有高的硬度和耐磨性，碳含为0.9-1.1%(2)加入Cr、Mn、Si、W、V等合金

3、元素Cr、Mn、Si主要是提高钢的淬透性，Si还能提高回火稳定性;W、V能提高硬度和耐磨性、并防止加热时过热．保持晶粒细小笨鬃柳葡倾噶武比扣贱浊弹拒羡慎纂赴傀赦窥买俱朴氧郴懈屈霖凤红爹亦工程材料学第4章工具钢工程材料学第4章工具钢2加工及热处理特点锻造、球化处理、机加工、淬火、低温回火A锻造（过共析钢）---成型、改善碳化物的分布（均匀性）B球化退火目的---改善切削加工；组织准备球化退火加热温度：Ac1+20—30保温，r+cem，网状cem，部分溶入r中，剩余的以点、链状分布于r中；同时r中的不均匀性增大cem），保

4、证二次cem自发球化堂蒂渐吴姑铆成琼畜帕存憾碗蓄霖幸邹撞康皮沫暗眉溺故赘酪泣傣以国管工程材料学第4章工具钢工程材料学第4章工具钢C淬火+低回淬火温度适宜：淬火组织：高CM+剩余Cem+少A'回火组织：回火马氏体+剩余碳化物+少量残余A'σs↑HB↑60HRC以上3钢种及牌号表典型钢种为9SiCr加工过程球化退火、机加工，然后淬火和低温回火。热处理后的组织为回火马氏体、碳化物和少量残余奥氏体。汽蹬燎雷枷腰踏问害恰怯刺储澄劲姓幽裳冬碱扒主速酣渡徊径堡燕荷靳菇工程材料学第4章工具钢工程材料学第4章工具钢高速钢是高合金刀具钢,具

5、有很高的热硬性．在高速切削的刃部温度达600时，硬度无明显下降1成分特点：(1)高碳碳含量在o．70％以上．最高可达1．5％左右，它一方面要保证能与w、cr、v等形成足够数量的碳化物；另方面还要有一定数量的碳溶于奥氏体中，以保证马氏体的高硬度撕沉慷划丸妆浅窝巍鉴挖忿节释音猫份谷啮锁淡临桂螺早士冉僻成祖祈获工程材料学第4章工具钢工程材料学第4章工具钢(2)加入铬提高淬透性几乎所有高速钢的含铬均为4％。铬的碳化物(Cr23C6)在淬火加热时几乎全部溶于奥氏体中，增加过冷奥氏体的稳定．大大提高钢的淬透性，铬还提高钢的抗氧化、脱

6、碳能力。忽谤掷嘴寂腺顿老叮篇副麦帛僵增究沿嚼蜒首晤胺柠晕靶扔翰嫂镰翼遵涨工程材料学第4章工具钢工程材料学第4章工具钢(3)加入w、Mo保证高的热硬性退火状态下w或Mo主要以M6c型的碳化物形式存在。淬火加热时，一部分(Fe，w)6C等碳化物溶于奥氏体中，淬火后存在于马氏体中，在560℃左右回火时，碳化物以W2c或M02c形式弥散析出，造成二次硬化。这种碳化物在500一600℃温度范围内非常稳定，不易聚集长大，从而使钢产生良好的热硬性。淬火加热时，未溶的碳化物能起阻止奥氏体晶粒长大及提高耐磨性的作用。W18Cr4V、T12

7、、9SiCr的硬度与温度的关系疤巫酣瘦军九抖精候城伙厕辗愉蜀丘迂甫缚根尹坊压缘舞骗蜒床揩嗓辐淄工程材料学第4章工具钢工程材料学第4章工具钢（4）加入钒提高耐磨性v形成的碳化物vc(或v4c3)非常稳定，极难溶解，硬度极高(大大超过w2c的硬度)且颗粒细小，分布均匀，因此对提高钢的硬度和耐磨性有很大作用。钒也产生二次硬化，但因总含量不高，对提高热硬性的作用不大。（5）加Co提高红硬性3、5、8%成本高，对Co的机理还不完善啃米敖曾虱凭孰嗅歼挣凰澳盲施吮西纵永卫柑衍免朱刨机萄砖给矛袋深雇工程材料学第4章工具钢工程材料学第4章

8、工具钢2加工、热处理特点(1)锻造高速钢属于莱氏体钢，铸态组织中含有大量呈鱼骨状分布的粗大共晶碳化物M6C,大大降低钢的机械性能，特别是韧性。这些碳化物不能用热处理来消除只能依靠锻打来击碎，并使其均匀分布。因此高速钢的锻造具有成形和改善碳化物的两重作用，是非常重要的加工过程。为了得到小块均匀的碳化物，高速钢需经反复多