合金刃具钢应具有什么性能

1. 什么叫合金工具钢 合金工具钢的性能特点介绍

什么是合金工具钢?顾名思义就是一种在工具钢加入铬、钼、钨、钒等元素的合金钢材，合金工具钢主要用于刀具，阀门。那么合金工具钢的性能特点有哪些呢?下面就一起看看吧。

什么叫合金工具钢

在碳素工具钢中加入Si、Mn、Ni、Cr、W、Mo、V等合金元素的钢。加入Cr和Mn可以提高工具钢的淬透性，可根据要求，有选择地加入或同时加入其他元素(加入总量一般不超过5%)，即形成一系列的合金工具钢。

合金工具钢的淬硬性、淬透性、耐磨性和韧性均比碳素工具钢高，按用铅吵途大致可分为刃具、模具和量具用钢3类。其中碳含量高的钢(碳品质分数大于0.80%)多用于制造刃具、量具和冷作模具，这类钢淬火后的硬度在HRC60以上，且具有足够的耐磨性;碳含量中等的钢(碳品质分数 0.35%~0.70%)多用于制造热作模具，这类钢淬火后的硬度稍低，为HRC50~55,但韧性良好。

合金工具钢的液激弯性能特点

1.合金刃具钢

(1) 高的硬度和耐磨性。

(2) 足够的强度和一定的韧性 保证刃具不断裂或崩刃。

(3) 高的红硬性 刀具刃部受热后，仍能保持高硬度的能力称为红硬性。

2.低合金刃具钢

(1) 成分特点 低合金刃具钢ωC=0.9%～1.5%，加入Si、Cr、Mn等元素可提高钢的淬透性和回火稳定性，使其在230～260℃回火后硬度仍保持在60HRC以上。加入强碳化物形成元素W、V等形成WC、VC、V4C3等特殊碳化物，提高钢的红硬性和耐磨性。 (2) 热处理特点 低合金刃具钢的预先热处理为球化退火，以改善切削性能。最终热处理为淬火后低温回火，组织为细小回火马氏体、粒状合金碳化物、少量残余奥氏体，硬度一般为60～65HRC。

3.高速钢

高速钢是高合金刃具钢中的重要钢种，与低合金刃具钢相比，它具有两个显著特点，即淬透性好、红硬性高。截面尺寸不大的刃具，淬火时在空气中冷却即能淬透，切削温度高达600℃时，硬度仍无明显下降。

(1) 成分特点 高速钢的ωC=0.7%～1.65%，并含有大量的强碳化物形成元素Cr、W、Mo、V等。

(2) 热处理特点 高速钢的铸态闹闷组织中出现了莱氏体组织，属于莱氏体钢，莱氏体 *** 晶合金碳化物呈粗大的鱼骨状，无法用热处理消除，只有采用反复锻击的办法将其击碎，并均匀分布在基体上。

好了以上就是合金工具钢相关知识的介绍，希望我带来这些资讯，给说明大家更好的了解合金工具钢。

2. 一般刃具钢要求具有什么性能

刃具钢是用来制造各种切削加工工具（车刀、铣刀、刨刀、钻头、丝锥、板牙等）的钢种。
目录
1刃具钢简介
2碳素刃具钢
3低合金刃具钢
4刃具钢用什么切割

1刃具钢简介编辑
刃具在切削过程中，刀刃与工件表面金属相互作用使切屑产生变形与断裂并从整体上剥离下来。故刀刃本身承受弯曲、

扭转、剪切应力和冲击、振动负荷，同时还要受到工件和切屑的强烈摩擦作用，产生大量热，使刃具温度升高，有时高达600℃左右，切削速度愈快、吃刀量愈大则刀刃局部升温愈高。刃具的失效形式有卷刃、崩刃和折断等，但最普遍的失效形式是磨损。其性能要求为高的硬度和耐磨性（刀具必须具有比被加工工件更高的硬度，一般切削金属用的刀具，其刃口部分硬度要高于60HRC。硬度主要取决于钢中的碳含量，因此，刃具钢的碳含量都较高，一般在wc0.6%-1.5%范围内。耐磨性与钢的硬度有关，也与钢的组织有关。硬度愈高，耐磨性愈好。在淬火回火状态及硬度基本相同的情况下，碳化物的硬度、数量、颗粒大小和分布等对耐磨性有很大影响。），高的红硬性（对切削刀具，不仅要求在室温下有高硬度，而且在温度较高的情况下也能保持高硬度。红硬性的高低与回火稳定性和碳化物弥散沉淀等有关，钢中加入W、V、Nb等元素可显著提高钢的红硬性。），此外还要求具有一定的强度、韧性和塑性，防止刃具由于冲击、振动负荷作用而发生崩刃或折断。

2碳素刃具钢编辑
常用的碳素刃具钢有T7A、T8A、T10A、T12A等，其碳含量通常在wc0.65%-1.3%范围内。因其生产成本低，冷、热加工工艺性能好，热处理工艺（淬火+低温回火）简单，热处理后有相当高的硬度（58-64HRC），切削热不大（<200℃）时具有较好的耐磨性。因此在生产上获得广泛应用。对于侧重于要求韧性的工具如錾子、凿子、冲子等多采用T7、T8(A)钢；侧重要求硬度和耐磨性的工具如锉刀、刨刀多采用T12(A)、T13(A)钢；要求较高硬度和一定韧性的工具如小钻头、丝锥、低速车刀等多采用T9～T11(A)钢等。碳素刃具钢的缺点是淬透性低、回火稳定性小，红硬性差。因此，碳素刃具钢只能用于制造手用工具、低速及小走刀量的机用刀具。碳素刃具钢淬火时需用水冷，形状复杂的工具易于淬火变形，开裂危险性大等。当对刃具性能要求较高时，就必须采用合金刃具钢。

3. 分别简述碳素工具钢、低合金刃具钢、高速钢、硬质合金用作刃具的性能、特点和应用场合。

碳素工具钢编号、性能及用途
碳素工具钢中碳的质量分数在0.65~1.35%范围，属于高碳钢。
牌号表示:TXX XX表示钢中碳的平均含量的千分之几，比如：T8，表示平均碳含量为0.8%的碳素工具钢。都是优质钢，质量更高时，通常在后面再加符号A，称为高级优质---
成分特点：碳含量=0.65~1.35%，S、P杂质低。
性能特点:强度\硬度高,耐磨性好 T 12 T10 为充分发挥其性能特点，必须进行热处理才能正常使用。
2、低合金刃具钢
先介绍碳素刃具钢： 碳素刃具钢是含碳0.65%-1.30%的碳钢。如T7,T8,T12和T7A,T8A,T10A,T12A等。热处理为球化退火,淬火和低温回火。碳素刃具钢价格便宜,加工性能良好,热处理后可获得高的硬度和耐磨性,广泛地用于制造各种工具,模具,但是,碳素刃具钢也有很多弱点,如淬透性差,热处理变形大,回火抗力低,红硬性差等。
（1）成分特点
在碳素钢刃具钢的基础上 ,加入一些合金元素,其含量少于5%,称为低合金刃具钢。低合金刃具钢的含碳量在0.85%-1.5%之间,常用的合金元素有Si,Cr,Mn,W,V,低合金刃具钢的最终热处理为淬火及低温回火。
（2）热处理特点：
常用的低合金刃具钢有9SiCr,CrWMn,Cr06等。
3、高速钢
（1）成分特点 （2）组织特点 （3）热处理特点（4）性能
高速钢是一种适于制造高速切削刀具的高碳高合金工具钢,当切削温度高于600度左右时,硬度无明显下降,仍然能保持良好的切削性能,因此又称其为”锋钢”。高速钢的含碳量再0.7%-1.65%,钢中含W、Mo、Cr、V、CO等合金元素,其总量超过10%。合金元素的作用P152。由于钢含碳量较高,而且含有大量合金元素,其铸态坯料组织中具有鱼骨胳状碳化物。只能用锻造的方法将其打碎,并使其分布均匀。热处理为退火,淬火(后回火550-570度三次)。常用钢种有W18Cr4V,W6Mo5Cr4V2。

4. 刀具材料应具备哪些性能,这些性能有什么联系

刀具的材料及其应具备的性能
1.高硬度和高耐磨性:
刀具材料的硬度必须高于被加工材料的硬度才能切下金属，这是刀具材料必备的基本要求，
现有刀具材料硬度都在60HRC以上。刀具材料越硬，其耐磨性越好，但由于切削条件较复杂，材料的耐磨性还决定于它的化学成分和金相组织的稳定性。
刀具的材料及其应具备的性能
2.足够的强度与冲击韧性
强度是指抵抗切削力的作用而不致于刀刃崩碎与刀杆折断所应具备的性能。一般用抗弯强度来表示。
冲击韧性是指刀具材料在间断切削或有冲击的工作条件下保证不崩刃的能力，一般地，硬度越高，冲击韧性越低，材料越脆。硬度和韧性是一对矛盾，也是刀具材料所应克服的一个关键。
刀具的材料及其应具备的性能
3.高耐热性
耐热性又称红硬性，是衡量刀具材料性能的主要指标。它综合反映了刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度、抗氧化、抗粘结和抗扩散的能力。

刀具的材料及其应具备的性能
4.良好的工艺性和经济性
为了便于制造，刀具材料应有良好的工艺性，如锻造、热处理及磨削加工性能。当然在制造和选用时应综合考虑经济性。当前超硬材料及涂层刀具材料费用都较贵，但其使用寿命很长，在成批大量生产中，分摊到每个零件中的费用反而有所降低。因此在选用时一定要综合考虑。

5. 合金钢的机械性能包括哪些方面

为了改善和提高钢的性能，在碳钢的基础上加入其它合金元素，如硅、锰、铬、镍、、钨、钒、钛等，这种钢叫合金钢（Alloy steel）。合金钢根据加入合金元素的不同，具有不同的性能，如高的耐磨性、耐蚀性、耐低温、高磁性等良好的特殊性能。合金钢按用途分为合金结构钢、合金工具钢和特殊性能钢。

合金钢的特点

纯金属有好的韧性、很高的导热性和导电性，但纯金属在应用方面受到很大的限制。是因为在纯金属中找不到硬度、弹性、强度等方面都很高的金属材料，而不同种类的合金钢则能满足多方面的要求。合金之所以比纯金属具有更好更多的物理和机械性能，在国计民生中得到广泛的应用，是因为与它的内部结构的种类多，而且可以人工控制这个优点分不开的。

6. 合金工具钢的用途分类

合金工具钢的淬硬性、淬透性、耐磨性和韧性均比碳素工具钢高，按用途大致可分为刃具、模具和量具用钢3类。其中碳含量高的钢（碳质量分数大于0.80%）多用于制造刃具、量具和冷作模具，这类钢淬火后的硬度在HRC60以上，且具有足够的耐磨性；碳含量中等的钢（碳质量分数 0.35%~0.70%）多用于制造热作模具，这类钢淬火后的硬度稍低，为HRC50~55,但韧性良好。 刃具在工作条件下产生强烈的磨损并发热，还有震动和承受一定的冲击负荷。刃具用钢应具有高的硬度、耐磨性、红硬性和良好的韧性。为了保证其具有高的硬度，满足形成合金碳化物的需要，钢中碳质量分数一般在0.80%~1.45%。铬是这类钢的主要合金元素，质量分数一般在0.50%~1.70%，有的钢还含有钨，以提高切削金属的性能。这类工具钢因含有合金元素，因此淬透性比碳素工具钢好，热处理产生的变形小，具有高的硬度和耐磨性。常用的钢类有铬钢、硅铬钢和铬钨锰钢等。
[应用场合]：主要用于制造低速切削刃具（如木工工具、钳工工具、钻头、铣刀、拉刀等）及测量工具（如卡尺、千分尺、块规、样板等）。量具刃具钢要求具有高硬度（62～65HRC）、高耐磨性、足够的强韧性、高的热硬性（即刃具在高温时仍能保持高的硬度）；为保证测量的准确性，要求量具刃具钢具有良好的尺寸稳定性。
[化学成分]：量具刃具钢具有高碳成分，wC=0.8%～1.50%，以保证高的硬度和耐磨性。加入的合金元素有Cr、Si、Mn、W等，用以提高钢的淬透性、耐回火性、热硬性和耐磨性。
[常用刃具钢]：9SiCr是应用广泛的刃具钢，用于制作要求变形小的各种薄刃低速切削刃具，如板牙、丝锥、铰刀等。
[常用量具钢]：高精度量具（如块规）可采用Cr2、CrWMn等量具刃具钢制造，也可用轴承钢（如GCr15）制造；简单量具(如卡尺、样板、直尺、量规等)多用碳素工具钢（如T10A）；要求精密并须防止腐蚀的量具，采用不锈钢3Cr13、9Cr18。
[热处理]：量具刃具钢的预先热处理为球化退火，最终热处理为淬火加低温回火，热处理后硬度达60～65HRC。高精度量具在淬火后可进行冷处理，以减少残余奥氏体量，从而增加其尺寸稳定性。为了进一步提高尺寸稳定性，淬火回火后，还可进行时效处理。 模具大致可分为冷作模具、热作模具和塑料模具3类，用于锻造、冲压、切型、压铸等。由于各种模具用途不同，工作条件复杂，因此对模具用钢，按其所制造模具的工作条件，应具有高的硬度、强度、耐磨性，足够的韧性，以及高的淬透性、淬硬性和其他工艺性能。由于这类用途不同，工作条件复杂，因此对模具用钢的性能要求也不同。
冷作模具包括冷冲模、拉丝模、拉延模、压印模、搓丝模、滚丝板、冷镦模和冷挤压模等。冷作模具有钢，按其所制造具的工作条件，应具有高的硬度、强度、耐磨性、足够的韧性，以及高的淬透性、淬硬性和其他工艺性能。用于这类用途的合金工具用钢一般属于高碳合金钢，碳质量分数在0.80%以上，铬是这类钢的重要合金元素，其质量分数通常不大于5%。但对于一些耐磨性要求很高，淬火后变形很小模具用钢，最高铬质量分数可达13%，并且为了形成大量碳化物，钢中碳质量分数也很高，最高可达2.0%~2.3%。冷作模具钢的碳含量较高，其组织大部分属于过共析钢或莱氏体钢。常用的钢类有高碳低合金钢、高碳高铬钢、铬钼钢、中碳铬钨钏钢等。[应用场合]：冷作模具用于冷态下（工作温度低于200～300℃）金属的成形加工，如冷冲模、冷挤压模、剪切模等。这类模具承受很大的压力、强烈的摩擦和一定的冲击，因此，要求具有高硬度、耐磨性和足够的韧性。此外，形状复杂、精密、大型的模具还要求具有较高的淬透性和小的热处理变形。
[化学成分]：冷作模具钢一般具有高的含碳量，wC=1.0%～2.0%，以获得高硬度和高耐磨性。加入合金元素Cr、Mo、W、V等，以提高耐磨性、淬透性和耐回火性。
[常用冷作模具钢]：Crl2型钢包括Cr12、Cr12MoV等，这类钢的淬透性及耐磨性好，热处理变形小，常用于大型冷作模具。其中Crl2MoV钢除耐磨性不及Cr12钢外，强度、韧性都较好，应用最广。尺寸较小的冷作模具可选用低合金冷作模具钢CrWMn等，也可采用刃具钢9SiCr或轴承钢GCr15。
[热处理]：Crl2型钢属于莱氏体钢，加工前应进行反复锻打并退火。Cr12型钢的最终热处理一般为淬火和回火，获回火马氏体、碳化物和残余奥氏体组织，硬度为 60～64HRC。
热作模具分为锤锻、模锻、挤压和压铸几种主要类型，包括热锻模、压力机锻模、冲压模、热挤压模和金属压铸模等。热变形模具在工作中除要承受巨大的机械应力外，还要承受反复受热和冷却的做用，而引起很大的热应力。热作模具钢除应具有高的硬度、强度、红硬性、耐磨性和韧性外，还应具有良好的高温强度、热疲劳稳定性、导热性和耐蚀性，此外还要求具有较高的淬透性，以保证整个截面具有一致的力学性能。对于压铸模用钢，还应具有表面层经反复受热和冷却不产生裂纹，以及经受液态金属流的冲击和侵蚀的性能。这类钢一般属于中碳合金钢，碳质量分数在0.30% ~0.60%，属于亚共析钢，也有一部分钢由于加入较多的合金元素（如钨、钼、钒等）而成为共析或过共析钢。常用的钢类有铬锰钢、铬镍钢、铬钨钢等。
[应用场合]：热作模具用于热态金属的成形式加工，如热锻模、压铸模、热挤压模等。热作模具工作时受到比较高的冲击载荷，同时模腔表面要与炽热金属接触并发生摩擦，局部温度可达500℃以上，并且还要不断反复受热与冷却，常因热疲劳而使模腔表面龟裂，故要求热作模具钢在高温下具有较高的综合力学性能及良好的耐热疲劳性。此外，必须具有足够的淬透性。
[化学成分]：热作模具钢为中碳成分，wC=0.3%～0.6%，以获得综合力学性能；合金元素有Cr、Mn、Ni、Mo、W、Si等，其中Cr、Mn、Ni主要作用是提高淬透性； W、Mo提高耐回火性并防止回火脆性； Cr、W、Mo、Si还提高钢的耐热疲劳性。
[常用热作模具钢]：5CrMnMo和5CrNiMo是最常用的热锻模具钢，其中5CrMnMo常用来制造中小型热锻模，5CrNiMo常用于制造大中型热锻模；对于受静压力作用的模具（如压铸模、挤压模等），应选用3Cr2W8V或4Cr5W2VSi钢。
[热处理]：热锻模坯料锻造后需进行退火，以消除锻造应力，降低硬度，利于切削加工；最终热处理为淬火、高温（或中温）回火，回火后获得均匀的回火索氏体或回火托氏体，硬度约为40HRC左右。
塑料模具包括热塑性塑料模具和热固性塑料模具。塑料模具用钢要求具有一定的强度、硬度、耐磨性、热稳定性和耐蚀性等性能。此外，还要求具有良好的工艺性，如热处理变小、加工性能好、耐蚀性好、研磨和抛光性能好、补焊性能好、粗糙度高、导热性好和工作条件尺寸和形状稳定等。一般情况下，注射成形或挤压成形模具可选用热作模具钢；热固性成形和要求高耐磨、高强度的模具可选用冷作模具钢。[性能要求]：塑料模具所受的应力和磨损较小，主要失效形式为模具表面质量下降，因此应具备以下性能：①良好的加工性能，在较高预硬硬度（28～35HRC），便于进行切削加工或电火花加工，易于蚀刻各种图案、文字和符号；②良好的抛光性，模具抛光后表面达到高镜面度(一般Ra值为0.1～0.012μm)；③较高的硬度（热处理后硬度应超过45~55HRC），良好的耐磨性，足够的强度和韧性；④热处理变形小（保证精度）、良好的焊接性（便于进行模具焊补）等。
[常用塑料模具钢]：由于塑料模对力学性能的要求不高，所以材料选择有较大的机动性。常用塑料模具钢的牌号、性能及用途见下表。表中所列钢号大多为国产塑料模具钢号，现阶段仍有许多塑料模采用国外钢号（如日本、美国、德国、瑞典等）或根据国外钢号生产的改良钢种。 量具应具有良好的尺寸稳定性、高耐磨性、高硬度和一定的韧性。因此，量具用钢庆应具有硬度高、组织稳定、耐磨性好，以及良好的研磨和加工性能、热处理变形小、膨胀系数小和耐蚀性好。这类钢一般属于过共析钢，加入的合金元素有铬、锰、钨、钼等。常用的钢类有铬钢、铬钨锰钢、锰钒钢等。