工具鋼（Tool steel），是用以制造切削刀具、量具、模具和耐磨工具的鋼。工具鋼具有較高的硬度和在高溫下能保持高硬度和紅硬性，以及高的耐磨性和適當的韌性。工具鋼一般分為碳素工具鋼、合金工具鋼和高速工具鋼。
碳素
碳素工具鋼的碳質量分數較高，在0.65-1.35%之間，按其組織屬於亞共析、共析或過共析鋼。碳素工具鋼熱處理後表面可得到較高的硬度和耐磨性，心部有較好的韌性；退火硬度低（不大於HB207），加工性能良好。但其紅硬性差，當工作溫度達250℃時，鋼的硬度和耐磨性急劇下降，硬度下降到HRC60以下、這類鋼的淬透性低。較大的工具不能淬透（水中淬透直徑為15mm），水淬時表面淬硬層與中心部位硬度相差很大。使工具在淬火時易產生變形。或形成裂紋此外，其淬火溫度范圍窄，在淬火時應嚴格控制溫度。防止過熱、脫碳和變形。
性能和用途
T7、T7A 亞共析鋼。具有較好的塑性、韌性和強度，以及一定的硬度，能承受震動和沖擊負荷，但切削能力差。用於制造承受沖擊負荷不大，且要求具有適當硬度和耐磨性，及較好的韌性的工具，如鍛模、鑿子、錘、沖頭、金屬剪切刀、擴孔鑽、鋼印、木工工具、風動工具、機床頂尖、鉗工工具、鑽鑿工具、較鈍的外科醫療用具等。
T8、T8A 共析鋼。淬火加熱時容易過熱，變形也大，塑性和強度比較低，不宜制造承受較大沖擊的工具，但經熱處理後有較高的硬度和耐磨性。用於制造切削刃口在工作時不變熱的工具，如木工工具、風動工具、鉗工工具、簡單模具、鉚釘沖模、中心孔銃和沖模、切削鋼材用工具、軸承、刀具、鋁錫合金壓鑄板和型芯，以及各類彈簧等。
T8Mn、T8MnA 共析鋼。具有較高的淬透性和硬度，但塑性和強度較低。用於制造斷面較大的木工工具、手鋸鋸條、刻印工具、鉚釘沖模、發條、帶鋸鋸條、圓盤鋸片、煤礦用鑿、石工用鑿等。
T9、T9A過共析鋼。具有較高的硬度，但塑性和強度較低。用於制造要求較高硬度且有一定韌性的各種工具，如刻印工具、鉚釘沖模、壓床模、沖頭、木工工具、農機切割零件、鑿巖工具和鑄模的分流釘等。
T10、T10A過共析鋼。晶粒細，在淬火加熱時（溫度達800℃）不致過熱，仍能保持細品粒組織；淬火後鋼中有未溶的過剩碳化物，所以具有比T8、T8A鋼更高的耐磨性，但韌性較低。
用於制造切削刃口在工作時不變熱的工具，不承受沖擊負荷而具有鋒利刃口和少許韌性的工具，如加工木材用工具、手用橫鋸、手用細木工具、機用細木工具、麻花鑽、拉絲模、沖模、冷鐓模、螺絲錐、擴孔刀具、搓絲板、車刀、刨刀、銑刀、貨幣壓模、小尺寸斷面均勻的冷切邊及沖孔模、低精度形狀簡單的卡板、鉗工刮刀、硬巖石鑽子、制鉚釘和釘子用工具、螺絲刀、銼刀、刻紋用鑿子、切紙和煙葉用刀具等。
工具鋼
T11、T11A 過共析鋼。具有較好的綜合力學性能（如硬度、耐磨性和韌性等），晶粒更細，在加熱時對晶粒長大和形成碳化物網的敏感性小。用於制造在工作時切削刃口不變熱的工具，如鋸、鏨刀、絲錐、銼刀、刮刀、發條、機規、擴孔鑽、板牙、切煙葉用刀具、尺寸不大和斷面無急劇變化的冷沖模及木工刀具等。 T12、T12A 過共析鋼。由於碳含量高。淬火後仍有較多的過剩碳化物，所以硬度和耐磨性高，但韌性低，且淬火變形大。不適於制造切削速度高和受沖擊負荷的工具。用於制造不受沖擊負荷，切削速度不高，切削刃口不變熱的工具，如車刀、銑刀、鑽頭、鉸刀、擴孔鑽、絲錐、板牙、刮刀、量規、刀片、小型沖頭、鋼銼、鋸、發條、切煙葉用刀具，及斷面尺寸小的冷切邊模和沖口模等。
用於制造不受沖擊負荷，但要求極高硬度的金屬切削工具，如剃刀、刮刀、拉絲工具、銼刀、刻紋用工具、鑽子，以及堅硬巖石加工用工具和雕刻用工具等。
合金
合金工具鋼
工具鋼簡介
合金工具鋼 alloy tool steel
在碳素工具鋼中加入Si、Mn、Ni、Cr、W、Mo、V等合金元素的鋼。
加入Cr和Mn可以提高工具鋼的淬透性，可根據要求，有選擇地加入或同時加入其他元素(加入總量一般不超過5%)，即形成一系列的合金工具鋼。
按用途分類
合金工具鋼的淬硬性、淬透性、耐磨性和韌性均比碳素工具鋼高，按用途大致可分為刃具、模具和量具用鋼3類。其中碳含量高的鋼（碳質量分數大於0.80%）多用於制造刃具、量具和冷作模具，這類鋼淬火後的硬度在HRC60以上，且具有足夠的耐磨性；碳含量中等的鋼（碳質量分數 0.35%~0.70%）多用於制造熱作模具，這類鋼淬火後的硬度稍低，為HRC50~55,但韌性良好。
高速
高速工具鋼
高速工具鋼主要用於制造高效率的切削刀具。由於其具有紅硬性高、耐磨性好、強度高等特性，也用於制造性能要求高的模具、軋輥、高溫軸承和高溫彈簧等。高速工具鋼經熱處理後的使用硬度可達HRC63以上，在600℃左右的工作溫度下仍能保持高的硬度，而且其韌性、耐磨性和耐熱性均較好。退火狀態的高速工具鋼的主要合金元素有多、鉬、鉻、釩，還有一些高速工具鋼中加入瞭鈷、鋁等元素。這類鋼屬於高碳高合金萊氏體鋼，其主要的組織特征之一是含有大量的碳化物。
鑄態高速工具鋼中的碳化物是共晶碳化物，經熱壓力加工後破碎成顆粒狀分佈在鋼中，稱為一次碳化物；從奧氏體和馬氏體基體中析出的碳化物稱為二次碳化物。這些碳化物對高速工具鋼的性能影響很大，特別是二次碳化物，其對鋼的奧氏本晶粒度和二次硬化等性能有很大影響。碳化物的數量、類型與鋼的化學成分有關，而碳化物的顆粒度和分佈則與鋼的變形量有關。鎢、鉬是高速工具鋼的主要合金元素，對鋼的二次硬化和其他性能起重要作用。鉻對鋼的淬透性、抗氧化性和耐磨性起重要作用，對二次硬化也有一定的作用。釩對鋼的二次硬化和耐磨性起重要作用，但降低可磨削性能。
高速工具鋼的淬火溫度很高，接近熔點，其目的是使合金碳化物更多的溶入基體中，使鋼具有更好的二次硬化能力。高速工具鋼淬火後硬度升高，此為第一次硬化，但淬火溫度越高，則回火後的強度和韌性越低。淬火後在350℃以下低溫回火硬度下降在350℃以上溫度回火硬度逐漸提高，至520~580℃范圍內回火（化學成分不同，回火溫度不同）出現第二次硬度高峰，並超過淬火硬度，此為二次硬化。這是高速工具鋼的重要特性。
高速工具鋼除瞭具有高的硬度、耐磨性、紅硬性等使用性能外，還具有一定的熱塑性、可磨削性等工藝性能。多系高速工具鋼主要合金元素是鎢，不含鉬或含少量鉬。其主要特性是過熱敏感性小，脫碳敏感性小、熱處理和熱加工溫度范圍較寬，但碳化物顆粒粗大，分佈均勻性差，影響鋼的韌性和塑性。
鎢鉬系高速工具鋼的主要合金元素是鎢和鉬。其主要特性是碳化物的顆粒度和分佈均優於鎢系高速工具鋼，脫碳敏感性和過熱敏感性低於鉬系高速工具鋼，使用性能和工藝性能均較好。
鉬系高速工具鋼的主要合金元素是鉬，不含鎢或含少量鎢。其主要特性是碳化物顆粒細，分佈均勻、韌性好，但脫碳敏感性和過熱敏感性大、熱加工和熱處理范圍窄。
含鈷高速工具鋼是在通用高速工具鋼的基礎上加入一定量的鈷，可顯著提高鋼的硬度、耐磨性和韌性。
粉末高速工具鋼是用粉末冶金方法產生的。首先用霧化法制取低氧高速工具鋼預合金粉末，然後用冷、熱靜壓機將粉末壓實成全致密的鋼坯，再經鍛、軋成材。粉末高速工具鋼的碳化物細小、分佈均勻，韌性、可磨削性和尺寸穩定性等均很好，可生產用鑄錠法個可能產生更高合金元素含量的超硬高速工具鋼。
粉末高速工具鋼可分為3類，第一類是含鈷高速工具鋼，其特點是具有接近硬質合金的硬度，而且還具有良好的可鍛性、可加工性、可磨性和強韌性。第二類是無鈷高鎢、鉬、釩超硬高速工具鋼。第三類是超級耐磨高速工具鋼。其硬度不太高，但耐磨性極好，主要用於要求高耐磨並承受沖擊負荷的工作條件。
2特性硬度
工具鋼制成工具經熱處理後具有足夠高的硬度，如用於金屬切削加工的工具一般在HRC60以上。工具在高的切削速度和加工硬材料所產生高溫的受熱條件下，仍能保持高的硬度和良好的紅硬性。碳素工具鋼和合金工具鋼一般在180℃~250℃、高速工具鋼在600℃左右的工作溫度下，仍能保持較高的硬度。紅硬性對熱變形模具和高速切削刀具用鋼是非常重要的性能。[1]耐磨性
工具鋼具有良好的耐磨性，即抵抗磨損的能力。工具在承受相當大的壓力和摩擦力的條件下，仍能保持其形狀和尺寸不變。
強度韌性
工具鋼具有一定的強度和韌性，使工具在工作中能夠承受負荷、沖擊、震動和彎曲等復雜的應力，以保證工具的正常使用。
其他性能
由於各種工具的工作條件不同，工具用鋼還具有一些其他性能，如模具用鋼還應具有一定的高溫力學性能、熱疲勞性、導熱性和耐磨腐蝕性能等。
3工藝性能工具鋼除瞭具有上述使用性能外，還應具有良好的工藝性能。
加工性
工具鋼應具有良好的熱壓力加工性能和機械加工性能，才能保證工具的制造和使用。鋼的加工性取決於化學成分、組織的質量。
淬火溫度
工具鋼的淬火溫度應足夠寬，以減少過熱的可能性。
淬硬透性
淬硬性是鋼在淬火後所能達到最高硬度的性能。淬硬性主要與鋼的化學成分特別是碳含量有關，碳含量越高，則鋼的淬硬性越高。
淬透性表示鋼在淬火後從表面到內部的硬度分佈狀況。淬透性的高低與鋼的化學成分、純潔度、晶粒度有關。根據用於制造不同的工具，對這兩種性能各有一定的要求。
脫碳敏感
工具表面發生脫碳，將使表面層硬度降低，因此要求工具鋼的脫碳敏感性低。在相同的加條件下，鋼的脫碳敏感性取決於其化學成分。
熱處理
工具在熱處理時，要求其尺寸和外形穩定。
耐削性
對很制造刀具和量具用鋼。要求具有良好的磨削性。鋼的磨削性與其化學成分有關，特別是釩含量，如果釩質量分數不小於0.50%則磨削性變壞。
工藝參數
高速工具鋼也是一種合金工具鋼，其中含有C,Mn,Si,Cr,V,W,Mo,Co.而它能用來做高速旋轉切割工具，能耐磨，耐高溫，就是其中Cr,V,W,Mo得比例比較大（你也是同行，這裡就不細講瞭），以 W12Cr4V5Co5為例，Cr->3.75%-5%,V->4.5%-5.25%,W->11.75%-13%.其中Cr和V得比例不得低於3%。P和S得含量不得大於0.030%。
合金工具鋼的加工方法主要是壓力加工鋼和切削工具鋼。合金工具鋼種類和多，有冷作，熱作，無磁，塑料模具鋼等等，同時Cr和V得比例不能過低。冷作模具工具鋼的選擇
冷作模具工具鋼的選擇，在實際用途中工具鋼是根據模具主要失效機理進行選擇的。選擇工具鋼僅僅擁有鋼材性能方面的知識是遠遠不夠的，還必須考慮生產零件的數量，被加工材料的類型，厚度及其硬度等因素。選擇工具鋼的一種基本方法是先把除磨損外的其他失效機理全部排除，然後選擇具備最適合耐磨損性的工具鋼，以滿足產品生產量的要求。
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