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各元素在高速钢中的作用

高速工具钢主要用于制造高效率的切削刀具。由于其具有红硬性

高、耐磨性好、强度高等特性，也用于制造性能要求高的模具、轧辊、

高温轴承和高温弹簧等。高速工具钢经热处理后的使用硬度可达

HRC63以上，在600℃左右的工作温度下仍能保持高的硬度，而且其

韧性、耐磨性和耐热性均较好。退火状态的高速工具钢的主要合金元

素有多、钼、铬、钒，还有一些高速工具钢中加入了钴、铝等元素。

这类钢属于高碳高合金莱氏体钢，其主要的组织特征之一是含有大量

的碳化物。铸态高速工具钢中的碳化物是共晶碳化物，经热压力加工

后破碎成颗粒状分布在钢中，称为一次碳化物；从奥氏体和马氏体基

体中析出的碳化物称为二次碳化物。这些碳化物对高速工具钢的性能

影响很大，特别是二次碳化物，其对钢的奥氏本晶粒度和二次硬化等

性能有很大影响。碳化物的数量、类型与钢的化学成分有关，而碳化

物的颗粒度和分布则与钢的变形量有关。钨、钼是高速工具钢的主要

合金元素，对钢的二次硬化和其他性能起重要作用。铬对钢的淬透性、

抗氧化性和耐磨性起重要作用，对二次硬化也有一定的作用。钒对钢

的二次硬化和耐磨性起重要作用，但降低可磨削性能。

高速工个钢的淬火温度很高，接近熔点，其目的是使合金碳化物

更多的溶入基体中，使钢具有更好的二次硬化能力。高速工具钢淬火

后硬度升高，此为第一次硬化，但淬火温度越高，则回火后的强度和

韧性越低。淬火后在350℃以下低温回火硬度下降在350℃以上温度

回火硬度逐渐提高，至520~580℃范围内回火（化学成分不同，回火

温度不同）出现第二次硬度高峰，并超过淬火硬度，此为二次硬化。

这是高速工具钢的重要特性。

高速工个钢除了具有高的硬度、耐磨性、红硬性等使用性能外，

还具有一定的热塑性、可磨削性等工艺性能。

多系高速工具钢主要合金元素是钨，不含钼或含少量钼。其主要

特性是过热敏感性小，脱碳敏感性小、热处理和热加工温度范围较宽，

但碳化物颗粒粗大，分布均匀性差，影响钢的韧性和塑性。

钨钼系高速工具钢的主要合金元素是钨和钼。其主要特性是碳化

物的颗粒度和分布均优于钨系高速工具钢，脱碳敏感性和过热敏感性

低于钼系高速工具钢，使用性能和工艺性能均较好。钼系高速工具钢

的主要合金元素是钼，不含钨或含少量钨。其主要特性是碳化物颗粒

细，分布均匀、韧性好，但脱碳敏感性和过热敏感性大、热加工和热

处理范围窄。

含钻高速工具钢是在通用高速工具钢的基础上加入一定量的钴，

可显著提高钢的硬度、耐磨性和韧性。

粉末高速工具钢是用粉末冶金方法产生的。首先用雾化法制取低

氧高速工具钢预合金粉末，然后用冷、热静压机将粉末压实成全致密

的钢坯，再经锻、轧成材。粉末高速工具钢的碳化物细小、分布均匀，

韧性、可磨削性和尺寸稳定性等均很好，可生产用铸锭法个可能产生

更高合金元素含量的超硬高速工具钢。粉末高速工具钢可分为3类，

第一类是含钴高速工具钢，其特点是具有接近硬质合金的硬度，而且

还具有良好的可锻性、可加工性、可磨性和强韧性。第二类是无钴高

钨、钼、钒超硬高速工具钢。第三类是超级耐磨高速工具钢。其硬度

不太高，但耐磨性极好，主要用于要求高耐磨并承受冲击负荷的工作

条件。

Mn

1、在低含量范围内，对钢具有很大的强化作用，提高强度、硬度

和耐磨性

2、降低钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性

3、稍稍改善钢的低温韧性

4、在高含量范围内，作为主要的奥氏体化元素

Si

1、强化铁素体，提高钢的强度和硬度

2、降低钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性

3、提高钢的氧化性腐蚀介质中的耐蚀性，提高钢的耐热性

4、磁钢中的主要合金元素（含量在0.40%范围内时，改善热裂倾

向，含量高时，易形成柱状晶，增加热裂倾向。）

Cr

1、在低合金范围内，对钢具有很大的强化作用，提高强度、硬度

和耐磨性

2、降低钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性

3、提高钢的耐热性

4、在高合金范围内，使钢具有对强氧化性酸类等腐蚀介质的耐腐

蚀能力

Mo

1、强化铁素体，提高钢的强度和硬度

2、降低钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性

3、提高钢的耐热性和高温强度

Ni

1、提高钢的强度，而不降低其塑性，改善钢的低温韧性