合金工具鋼，是在碳素工具鋼基礎上加入鉻、鉬、鎢、釩等合金元素以提高淬透性、韌性、耐磨性和耐熱性的一類鋼種。它主要用於制造量具、刃具、耐沖擊工具和冷、熱模具及一些特殊用途的工具。
合金工具鋼簡介
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。
應用廣泛
合金工具鋼廣泛用作刃具、冷、熱變形模具和量具，也可用於制作柴油機燃料泵的活塞、閥門、閥座以及燃料閥噴嘴等。
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0080％）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。
（一）刃具用鋼
刃具在工作條件下產生強烈的磨損並發熱，還有震動和承受一定的沖擊負荷。刃具用鋼應具有高的硬度、耐磨性、紅硬性和良好的韌性。為瞭保證其具有高的硬度，滿足形成合金碳化物的需要，鋼中碳質量分數一般在0.80％~1.45％。鉻是這類鋼的主要合金元素，質量分數一般在0.50％~1.70％，有的鋼還含有鎢，以提高切削金屬的性能。這類工具鋼因含有合金元素，因此淬透性比碳素工具鋼好，熱處理產生的變形小，具有高的硬度和耐磨性。常用的鋼類有鉻鋼、矽鉻鋼和鉻鎢錳鋼等。
（二）模具鋼
模具大致可分為冷作模具、熱作模具和塑料模具3類，用於鍛造、沖壓、切型、壓鑄等。由於各種模具用途不同，工作條件復雜，因此對模具用鋼，按其所制造模具的工作條件，應具有高的硬度、強度、耐磨性，足夠的韌性，以及高的淬透性、淬硬性和其他工藝性能。由於這類用途不同，工作條件復雜，因此對模具用鋼的性能要求也不同。
冷作模具包括冷沖模、拉絲模、拉延模、壓印模、搓絲模、滾絲板、冷鐓模和冷擠壓模等。冷作模具有鋼，按其所制造具的工作條件，應具有高的硬度、強度、耐磨性、足夠的韌性，以及高的淬透性、淬硬性和其他工藝性能。用於這類用途的合金工具用鋼一般屬於高碳合金鋼，碳質量分數在0.80％以上，鉻是這類鋼的重要合金元素，其質量分數通常不大於5％。但對於一些耐磨性要求很高，淬火後變形很小模具用鋼，最高鉻質量分數可達13％，並且為瞭形成大量碳化物，鋼中碳質量分數也很高，最高可達2.0％~2.3％。冷作模具鋼的碳含量較高，其組織大部分屬於過共析鋼或萊氏體鋼。常用的鋼類有高碳低合金鋼、高碳高鉻鋼、鉻鉬鋼、中碳鉻鎢釧鋼等。
熱作模具分為錘鍛、模鍛、擠壓和壓鑄幾種主要類型，包括熱鍛模、壓力機鍛模、沖壓模、熱擠壓模和金屬壓鑄模等。熱變形模具在工作中除要承受巨大的機械應力外，還要承受反復受熱和冷卻的做用，而引起很大的熱應力。熱作模具鋼除應具有高的硬度、強度、紅硬性、耐磨性和韌性外，還應具有良好的高溫強度、熱疲勞穩定性、導熱性和耐蝕性，此外還要求具有較高的淬透性，以保證整個截面具有一致的力學性能。對於壓鑄模用鋼，還應具有表面層經反復受熱和冷卻不產生裂紋，以及經受液態金屬流的沖擊和侵蝕的性能。這類鋼一般屬於中碳合金鋼，碳質量分數在0.30％ ~0.60％，屬於亞共析鋼，也有一部分鋼由於加入較多的合金元素（如鎢、鉬、釩等）而成為共析或過共析鋼。常用的鋼類有鉻錳鋼、鉻鎳鋼、鉻鎢鋼等。
塑料模具包括熱塑性塑料模具和熱固性塑料模具。塑料模具用鋼要求具有一定的強度、硬度、耐磨性、熱穩定性和耐蝕性等性能。此外，還要求具有良好的工藝性，如熱處理變小、加工性能好、耐蝕性好、研磨和拋光性能好、補焊性能好、粗糙度高、導熱性好和工作條件尺寸和形狀穩定等。一般情況下，註射成形或擠壓成形模具可選用熱作模具鋼；熱固性成形和要求高耐磨、高強度的模具可選用冷作模具鋼。
（三）量具用鋼
量具應具有良好的尺寸穩定性、高耐磨性、高硬度和一定的韌性。因此，量具用鋼慶應具有硬度高、組織穩定、耐磨性好，以及良好的研磨和加工性能、熱處理變形小、膨脹系數小和耐蝕性好。這類鋼一般屬於過共析鋼，加入的合金元素有鉻、錳、鎢、鉬等。常用的鋼類有鉻鋼、鉻鎢錳鋼、錳釩鋼等。
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