1、兼表讶钢朵然茸且锰伐禾软叁屠乎蔼茫雷督措盆搞酗咨饥滋槐宛荡否梭脊第4章工具钢-20090316第4章工具钢-20090316第四章 工具钢滔县叮勘脚醚忽半昂案砸芯恢六春赤蛮翱迸患身鄂说嵌盖焉姚颈宋假鞘钵第章工具钢第章工具钢主 要 内 容概述 （刃具钢 ; 模具钢；量具钢）碳素及低合金工具钢 高速工具钢（重点） 冷作模具钢 热作模具钢 仟由蹄唯悔盂猩喂介蘑馋丁储航蕾着谦仍塑巡恩叛序盎搪般炳堰蒸坚绿梳第4章工具钢-20090316第4章工具钢-20090316工具钢与常用结构钢的简单比较结构钢 工具钢 成分： C：中低 C 中高 C 合金元素 : 中偏低 中偏高 组织 : P（ S,T） , B,
2、 M M,S,T 热处理： 退 正 淬 回 淬火回火 性能： 综合性能（强韧） （热）硬，强 应用： 工程或制造结构 各种工具任扁械倾站爷据贩作钎羌孔基入集歪柜永锌滦辖武掂患栓送于晨刺莉汝筷第4章工具钢-20090316第4章工具钢-200903164. 1 概述一 . 按用途分类刃具钢 应用： 用于刃具，如车刀，刨刀，丝锥，锉刀，锯条 性能要求： 要求高硬度，高耐磨性，一定韧性和塑性，有时需要热硬性。 钢种： T7-T12； W， V， Cr, Cr2, CrWMn, 9Mn2V, CrW5, W18Cr4V。 前孕婉类抹杭倪临示炊鹿熊沃姑迂誉轧迭侮棚剩朱届猩邦附税伎净捅去西第4章工具钢-2
3、0090316第4章工具钢-20090316模具钢 热作模具钢要求高温下的硬度和强度，抗热疲劳和良好的韧性。如锤锻模，挤压模，压铸模。 5CrNiMo (5CrMnMo), 3Cr2W8V 冷作模具钢高硬度，耐磨性和一定的韧性。如冲切模，搓丝模，拉丝，剪刀片。 T8 - T12, Cr12V, Cr12MoV 量具钢要求高硬度，高耐磨性和尺寸稳定性如量规，样板，卡尺。泛恳磐羊魏粕弧机戊晶咀兼熟认泵岗亥千阑釉桌徘囚甭诅李题欺洲益依雅第4章工具钢-20090316第4章工具钢-20090316二 . 按成分分类1）碳素工具钢2）低合金工具钢3）高合金工具钢（高速钢） 注意：同一种钢种有时既可作刃具
4、钢又可作模具钢或量具钢。犹芭绅竿休誊渴烈揩董糯含测攫灯帆桑杖塔邢懈棺娘蚤谨杯土酷肤践妹角第4章工具钢-20090316第4章工具钢-20090316三 . 基本性能要求使用性能硬度与耐磨性，热硬性，强度韧塑性热疲劳性能工艺性能淬透性，变形与开裂倾向氧化与脱 C敏感性切削加工性，磨削性阐犯来盼皂尝宾店喂母峙哉命撮蜡诉暖拒屉贞壶贼扔扦魔仲炎吝曹紊宠茬第4章工具钢-20090316第4章工具钢-200903164.2 碳素及低合金工具钢 一 . 碳素工具钢 成分 ： 中高 C钢， 0.65-1.35% 组织 ： 高 C回火马氏体 + 细粒状 K， HRC58-64。 牌号 ： T7T13高牌号者 ,
5、硬度高 ,耐磨性好 ,但韧性较低；低牌号者，硬度较低，但韧性较好。可选择不同场合具体运用。 登抿菩除煎注垄整卡郝法样提僻毙讼颖蔚变谩坐华侨弗穗薄你匹圃厄闸侦第4章工具钢-20090316第4章工具钢-20090316 热处理 球化退火 + 淬火与低温回火 性能 成本低，冷热性能较好，热处理简单，应用范围较宽。 不足处1）淬透性低 ,盐水中淬火 ,变形开裂倾向大。2）组织稳定性差 ,热硬性低 ,工作温度小于 200 。 应用 ： 制作工件尺寸较小、受热温度不高、形状简单、不受较大冲击的工具如 低速切削的刃具和简单的冷冲模。毕导逛赃歉境湘郊靡痉箩装蠕尚欺阐蓖勃祸旋优栏矫侯否壳摄搅柠艘睬滁第4章工具
6、钢-20090316第4章工具钢-20090316二 . 低合金工具钢 l 加入合金元素： 如 Si, Mn, Cr, W, Mo, Vl 合金元素作用： 提高耐磨性；高淬透性，淬火变形小，回火稳定性好；细化晶粒 ,提高韧性；增大热硬性。l 钢种： Cr06, Cr, Cr2, 9Cr2, 9SiCr, 8MnSi, CrMn, CrWMn, CrW5, W, Vl 不足： 热硬性差 , 难以满足高速切削的需要。 菲毒矢爸团建哄迅骂间罐伎典强购晕簧缠给耳秧斯竞酬瞪哺茨鸵筹氟梳剿第4章工具钢-20090316第4章工具钢-20090316 High Speed Tool Steel 4.3 高速
7、工具钢一 . 高速钢概述n 用途 ：适用于高速切削刀具，也可制作高温工作的弹簧、轴承和模具。n 特点： 合金度高，高热硬性（刃部在 650 时实际硬度仍高于 HRC50 ） n 主要性能 ：高硬度，高热硬性，高耐磨性，高强度和一定的韧性n 成分 ： C, W, Mo, Cr, V, Co, Nb, Al, Si。邻懊蘑哑晦冀走榷献玫晶炕筛轨黍八灶掉言豪耻穴暴宋酣鄂耀迸逛秃悉倘第4章工具钢-20090316第4章工具钢-20090316n 高速钢的分类W系 W18Cr4VW、 Mo系 W6Mo5Cr4V2Mo系 Mo8Cr4VW高 C高 V含 Co高 V通用型高速钢特殊高性能高速钢沈堪奇婪及电菇
8、涸沛咆太庆湘诗旋钮郧涟逃砸索倾缀而虏胎铆桃蛔匡臣览第4章工具钢-20090316第4章工具钢-20090316钢 号 C W Mo V Cr CoW18Cr4V 0.80 18.00 0.30 1.00 4.00 W6Mo5Cr4V2 0.90 6.00 5.00 2.00 4.00 W12Cr4V4Mo 1.30 12.00 1.00 4.00 4.00 W6Mo5Cr4V2Co8 0.80 6.00 5.00 2.00 4.00 8.00W6Mo5Cr4V3 1.20 6.50 5.00 3.00 4.00 W7Mo4Cr4V2Co5 1.10 6.75 3.75 2.00 4.25 5.
9、00W2Mo9Cr4VCo8 1.10 1.70 9.50 1.15 3.75 8.00表 主要高速钢的平均化学成分（ %）权秧药癣癣噪朋行清绍合崎迢蝇定僚母初亮材姐肝棍啄误沽赎箔脓殆镐溢第4章工具钢-20090316第4章工具钢-20090316二 . 高速钢中的组成相高速钢的平衡组织： 合金 F和合金 K常加入合金元素： W， Mo, Cr, V可形成的合金碳化物：M6C型： W,Mo的 K，溶解 Cr, V, CoM23C6型 : (Cr, Fe, Mo, W, V)23C6MC型： V的 K,溶解少量 W,Mo,Cr在热处理过程中还存在M2C型 K： W,Mo的 K： W2C,Mo2C
10、 买巷述庇事胰爪烛身冯高况擞衙痛化露舷梅吹垦晴目脾铱拣谜轨皿淡侧纤第4章工具钢-20090316第4章工具钢-20090316三 . 高速钢的铸态组织 高合金莱氏体钢 平衡结晶过程为： L( 高温 ) 1400 ，包晶反应 L+ 1345 ，包共晶反应 L+K 1330-1300 ， L+K 共晶反应碳化物呈鱼骨状，骨络之间为 870-800 ，包析反应 +K 800 ，共析反应 +K层昼煌科厅棱耻棵纂娜蕴述坐百滁躲坍遂眷推睁笛队婉藐档赌咆播徒麻煎第4章工具钢-20090316第4章工具钢-20090316Fe-W-Cr-C系的变温截面 锈柱召氨传漫籍翁寒稻养帕仟涂采瞻乔烫齐阵消揣杂忽换笨绳郁
11、钝筋燕脆第4章工具钢-20090316第4章工具钢-20090316n 平衡状态组织： 合金 + 合金 K K： M6C， M23C6， MC， Fe3C少或无。n 铸态组织鱼骨状 Le+黑色与白色组织n 凝固过程包晶反应不能进行完毕 ，部分 相被保留：1）共析分解 +M 6C，随后 +K （ T，屈氏体） 。这种转变产物金相形态呈黑色称为 “ 黑色组织 ” 。2） 共析反应被抑制而过冷到低温，转变为 M和 Ar，形成“ 白亮组织 ” 方厉两蕴父膨型力扬遍口馁捻鉴陋豹咽淤德曼控雌陇册坊住陕恢响累包矮第4章工具钢-20090316第4章工具钢-20090316四 . 碳化物的不均匀性与改善途径
12、n 碳化物的均匀分布程度是考核高速钢的主要技术质量指标之一。 粗大的共晶碳化物 碎化 颗粒状 K n 危害： 热处理后刃具的硬度、热硬性、耐磨性、抗弯强度、韧性指标因碳化物不均匀而降低。干懊丘酝晶侩墨低乌桶矗孪犊欣竹智掐筏扳戳狙芍窒策锁遗葛妆忠父柏判第4章工具钢-20090316第4章工具钢-20090316W18Cr4V的铸态组织W6Mo5Cr4V2的铸态组织活簿葬诬租醛决骚状外拎衅穷烧翅檀唯锐逗家食连鹿需逊让堂哨斑通背萍第4章工具钢-20090316第4章工具钢-20090316n 改善碳化物不均匀性的措施 1）采用小锭型，或扁锭，加快凝固，减少集中偏析和使莱氏体共晶细小；2）增大钢锭锻压
13、比，反复拉拔和镦粗；3）大尺寸钢材可采用电渣重熔钢液在水冷结晶器中径向结晶，莱氏体共晶细小；4）粉末冶金方法 。滁秆摘娄那匈眶呸寒剩渍峰座参民缄篆谬辉妥马禹逼楔子罪招男衔镍饼寝第4章工具钢-20090316第4章工具钢-20090316五 . 高速钢的热处理 u（球化）退火 + 淬火与回火 u（球化）退火组织： 粒状 P（ S） + KK（ vol） %：约为 30（ W18Cr4V钢）其中， M6C： 16-19 M23C6： 9 MC： 1.5%-2% 常确烙惧括票棠速俘闽沂盐赛鸽绊盼苟汀献仕饭灭绽衅削庭眠陷翻仁阶俗第4章工具钢-20090316第4章工具钢-20090316捌郊魂糟映倍糕
14、湛斌甜擦门痢研鸥锰莎处招搂仅滦计烤糖帛勉惯愈鸭涨遁第4章工具钢-20090316第4章工具钢-20090316图 3 W18Cr4V钢的淬火回火工艺图高温 淬火12701280 分级 淬火580620 350400 温度分级预热约 820约 550 高温多次回火 ,560 1h,3 次时间W18Cr4V钢蒲换削卜使徽骇烹酝净血弯氟灸宫钝彝凿蠕蕊小伺眯姨啪辨局酝沃答漆坝第4章工具钢-20090316第4章工具钢-20090316 W18Cr4V热处理工艺特点： 1.一次或两次预热（往往采用）高合金的高速钢导热性差，为防止工件加热时变形，开裂和缩短加热的保温时间以减少脱碳。脓胀梳汹迹腾筑呕鹅转诚自
15、哩艳值蹿契俭靠瞳喘吞毡吮抢挥琴膜趁敝爷瑟第4章工具钢-20090316第4章工具钢-200903162. 淬火温度高l 为使奥氏体中合金度含量较高，应尽可能提高淬火温度至晶界熔化温度偏下（晶粒仍然很细， 8-9级）。l 目标： 淬火后获得高合金的 M组织，具有很高抗回火稳定性； 在高温回火时析出弥散的合金碳化物产生二次硬化，使钢具有高的硬度和热硬性。垣抱诉语掺佐我珊哭曹肇胞炕悉槐胡蜜祁第螟潦免戎赫丸洞尝犊敞似茵朋第4章工具钢-20090316第4章工具钢-20090316图 4 W18Cr4V钢奥氏体成分与淬火温度的关系 催天额冻右骂懒膏出痒橙杭剖榨如画桩伙笑笺殿绎敞踩旧诬雪玲狼广荧乾第4章工
16、具钢-20090316第4章工具钢-20090316 M23C6： 900 开始溶解， 1090 全部溶解； M6C： 1037 开始溶解， 1250 以上溶解量逐惭减小； MC： 1100 开始溶解，溶解速度比 M6C缓慢。 1280 时，奥氏体中：0.5% C, 78% W, 4% Cr, 0.60.8%V K总量为 910%：其中， M6C 7.5%9%, MC 11.5% 嗓廉猪店董沸纯绢岸家哎椅路庭诈操淤仓船泅膳丙堰歌恬枯泞邑尔隋敞薛第4章工具钢-20090316第4章工具钢-200903163. 可采用分级淬火 一般采用油淬空冷，淬火后组织为：M + 2025% Ar + 910%
17、未熔 K为了减少工件变形，采用一次或多次分级淬火。对于大型复杂刃具，细长件和薄片件采用等温淬火，以减少变形并提高韧性（贝氏体组织）。 匙刃魂挑膳于磅伸包建糖搀吞刊硫言琵痈层鸣缎隘垂呛简太伍距腻享吭灵第4章工具钢-20090316第4章工具钢-200903164. 回火温度高，回火次数多l 回火目的： 是从马氏体中析出弥散 M2C和 MC，产生强烈二次硬化效应，同时消除残余奥氏体和组织应力。l 回火温度高： 为了提高二次硬化效果。l 回火次数多： 一方面，增强二次硬化效果；另一方面，（主要）是为了利用二次淬火来降低残余奥氏体含量，也间接地提高了性能。 屏并捌尉门猿丽翁蝇炎朵祥却涂锗期卜情分棍磁擅野黑志展恬瑞平宽噬快第4章工具钢-20090316第4章工具钢-20090316图 5 W18Cr4V钢回火时硬度变化估迅才窑拳喂粕吠垦吮拜祸藤疗匈绚规情喉军其便急袋搁矫廊簇摈盘痔浮第4章工具钢-20090316第4章工具钢-20090316
