高速鋼

簡介

　　高速鋼(High Speed Steels)

又名風鋼或鋒鋼，意思是淬火時即使在空氣中冷卻也能硬化，並且很鋒利。它是一種成分復雜的合金鋼，含有鎢、鉬、鉻、釩、鈷等碳化物形成元素。合金元素總量達10～25%左右。它在高速切削產生高熱情況下(約500℃)仍能保持高的硬度，HRC能在60以上。這就是高速鋼最主要的特性——紅硬性。而碳素工具鋼經淬火和低溫回火後，在室溫下雖有很高的硬度，但當溫度高於200℃時，硬度便急劇下降，在500℃硬度已降到與退火狀態相似的程度，完全喪失瞭切削金屬的能力，這就限制瞭碳素工具鋼制作切削工具用。而高速鋼由於紅硬性好，彌補瞭碳素工具鋼的致命缺點，可以用來制造切削工具。

 　　高速鋼的熱處理工藝較為復雜，必須經過退火、淬火、回火等一系列過程。退火的目的是消除應力，降低硬度，使顯微組織均勻，便於淬火。退火溫度一般為860～880℃。淬火時由於它的導熱性差一般分兩階段進行。先在800～850℃預熱(以免引起大的熱應力)，然後迅速加 熱到淬火溫度1190～1290℃（不同牌號實際使用時溫度有區別），後油冷或空冷或充氣體冷卻。工廠均采用鹽爐加熱，現真空爐使用也相當廣泛。淬火後因內部組織還保留一部分(約30%)殘餘奧氏體沒有轉變成馬氏體，影響瞭高速鋼的性能。為使殘餘奧氏體轉變，進一步提高硬度和耐磨性，一般要進行2～3次回火，回火溫度560℃，每次保溫1小時。

 　　(1)生產制造方法：通常采用電爐生產，近來曾采用粉末冶金方法生產高速鋼，使碳化物呈極細小的顆粒均勻地分佈在基體上，提高瞭使用壽命。

 　　(2)用途：用於制造各種切削工具。如車刀、鑽頭、滾刀、機用鋸條及要求高的模具等。 

主要生產廠

　　我國上鋼五廠、河冶科技、寶鋼是生產高速鋼的主要生產廠。 

主要進口生產國傢

　　我國主要從日本、俄羅斯、德國、奧地利、法國、烏克蘭、巴西等國進口。 

種類

　　高速鋼是一種復雜的鋼種,含碳量一般在0.70～1.65%之間。含合金元素量較多，總量可達10～25%。按所含合金元素不同可分為：①鎢系高速鋼（含鎢 9～18%）；②鎢鉬系高速鋼（含鎢5～12%,含鉬2～6%）；③高鉬系高速鋼（含鎢0～2%,含鉬5～10%）；④釩高速鋼，按含釩量的不同又分一般含釩量（含釩 1～2%)和高含釩量(含釩2.5～5%)的高速鋼；⑤鈷高速鋼（含鈷 5～10%）。按用途不同高速鋼又可分為通用型和特殊用途兩種。①通用型高速鋼：主要用於制造切削硬度HB≤300的金屬材料的切削刀具 (如鑽頭、絲錐、鋸條)和精密刀具（如滾刀、插齒刀、拉刀），常用的鋼號有W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等。②特殊用途高速鋼:包括鈷高速鋼和超硬型高速鋼（硬度HRC68～70）,主要用於制造切削難加工金屬（如高溫合金、鈦合金和高強鋼等）的刀具，常用的鋼號有W12Cr4V5Co5、W2Mo9Cr4VCo8等。 

規格和外觀質量

　　規格主要有圓鋼和方鋼、板材。鋼材的表面要加工良好，不得有肉眼可見的裂紋、折疊、結疤和發紋。冷拔鋼材表面應潔凈、光滑、無夾雜和氧化皮等。 

化學成分

　　我國國標和日本工業標準中主要鋼號的化學成分如表 6—7—26。 

物理性能

　　高速鋼一般不做抗拉強度檢驗，而以金相、硬度檢驗為主。鎢系和鉬系高速鋼經正確的熱處理後，洛氏硬度能達到63以上，鈷系高速鋼在65以上。鋼材的酸浸低倍組織不得有肉眼可見的縮孔 、翻皮。中心疏松，一般疏松應小於1級。金相檢驗的內容主要包括脫碳層、顯微組織和碳化物不均勻度3個項目。高速鋼不應有明顯的脫碳。顯微組織不得有魚骨狀共晶萊氏體存在。高速鋼中碳化物不均勻度對質量影響最大，目前冶金和機械部門對碳化物不均勻度的級別 十分重視。根據鋼的不同用途可對碳化物不均勻度提出不同的級別要求，通常情況下應小於3級。用高速鋼制造切削工具，除因其具有高硬度、高耐磨性和足夠的韌性之外，還有一個重要因素是具有紅硬性。紅硬性是指刀具在高速切削時，刀刃在紅熱狀態下抵抗軟化的能力。一種衡量紅硬性的方法是先把鋼加熱至580～650℃，保溫1小時,然後冷卻,這樣反復4次後測量其硬度值。 高速鋼的淬火溫度一般均接近鋼的熔點，如鎢系高速鋼為1210～1240℃，高鉬系高速鋼為1180～1210℃。淬火後一般需在 540～560℃之間回火3次。提高淬火溫度可以增加鋼的紅硬性。為瞭提高高速鋼刀具的使用壽命，可對其表面進行強化處理，如低溫氰化、氮化、硫氮共滲等。