合金刃具鋼應具有什麼性能

1. 什麼叫合金工具鋼 合金工具鋼的性能特點介紹

什麼是合金工具鋼?顧名思義就是一種在工具鋼加入鉻、鉬、鎢、釩等元素的合金鋼材，合金工具鋼主要用於刀具，閥門。那麼合金工具鋼的性能特點有哪些呢?下面就一起看看吧。

什麼叫合金工具鋼

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。

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，按用鉛吵途大致可分為刃具、模具和量具用鋼3類。其中碳含量高的鋼(碳品質分數大於0.80%)多用於製造刃具、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(碳品質分數 0.35%~0.70%)多用於製造熱作模具，這類鋼淬火後的硬度稍低，為HRC50~55,但韌性良好。

合金工具鋼的液激彎性能特點

1.合金刃具鋼

(1) 高的硬度和耐磨性。

(2) 足夠的強度和一定的韌性 保證刃具不斷裂或崩刃。

(3) 高的紅硬性 刀具刃部受熱後，仍能保持高硬度的能力稱為紅硬性。

2.低合金刃具鋼

(1) 成分特點 低合金刃具鋼ωC=0.9%～1.5%，加入Si、Cr、Mn等元素可提高鋼的淬透性和回火穩定性，使其在230～260℃回火後硬度仍保持在60HRC以上。加入強碳化物形成元素W、V等形成WC、VC、V4C3等特殊碳化物，提高鋼的紅硬性和耐磨性。 (2) 熱處理特點 低合金刃具鋼的預先熱處理為球化退火，以改善切削性能。最終熱處理為淬火後低溫回火，組織為細小回火馬氏體、粒狀合金碳化物、少量殘余奧氏體，硬度一般為60～65HRC。

3.高速鋼

高速鋼是高合金刃具鋼中的重要鋼種，與低合金刃具鋼相比，它具有兩個顯著特點，即淬透性好、紅硬性高。截面尺寸不大的刃具，淬火時在空氣中冷卻即能淬透，切削溫度高達600℃時，硬度仍無明顯下降。

(1) 成分特點 高速鋼的ωC=0.7%～1.65%，並含有大量的強碳化物形成元素Cr、W、Mo、V等。

(2) 熱處理特點 高速鋼的鑄態鬧悶組織中出現了萊氏體組織，屬於萊氏體鋼，萊氏體 *** 晶合金碳化物呈粗大的魚骨狀，無法用熱處理消除，只有採用反復鍛擊的辦法將其擊碎，並均勻分布在基體上。

好了以上就是合金工具鋼相關知識的介紹，希望我帶來這些資訊，給說明大家更好的了解合金工具鋼。

2. 一般刃具鋼要求具有什麼性能

刃具鋼是用來製造各種切削加工工具（車刀、銑刀、刨刀、鑽頭、絲錐、板牙等）的鋼種。
目錄
1刃具鋼簡介
2碳素刃具鋼
3低合金刃具鋼
4刃具鋼用什麼切割

1刃具鋼簡介編輯
刃具在切削過程中，刀刃與工件表面金屬相互作用使切屑產生變形與斷裂並從整體上剝離下來。故刀刃本身承受彎曲、

扭轉、剪切應力和沖擊、振動負荷，同時還要受到工件和切屑的強烈摩擦作用，產生大量熱，使刃具溫度升高，有時高達600℃左右，切削速度愈快、吃刀量愈大則刀刃局部升溫愈高。刃具的失效形式有卷刃、崩刃和折斷等，但最普遍的失效形式是磨損。其性能要求為高的硬度和耐磨性（刀具必須具有比被加工工件更高的硬度，一般切削金屬用的刀具，其刃口部分硬度要高於60HRC。硬度主要取決於鋼中的碳含量，因此，刃具鋼的碳含量都較高，一般在wc0.6%-1.5%范圍內。耐磨性與鋼的硬度有關，也與鋼的組織有關。硬度愈高，耐磨性愈好。在淬火回火狀態及硬度基本相同的情況下，碳化物的硬度、數量、顆粒大小和分布等對耐磨性有很大影響。），高的紅硬性（對切削刀具，不僅要求在室溫下有高硬度，而且在溫度較高的情況下也能保持高硬度。紅硬性的高低與回火穩定性和碳化物彌散沉澱等有關，鋼中加入W、V、Nb等元素可顯著提高鋼的紅硬性。），此外還要求具有一定的強度、韌性和塑性，防止刃具由於沖擊、振動負荷作用而發生崩刃或折斷。

2碳素刃具鋼編輯
常用的碳素刃具鋼有T7A、T8A、T10A、T12A等，其碳含量通常在wc0.65%-1.3%范圍內。因其生產成本低，冷、熱加工工藝性能好，熱處理工藝（淬火+低溫回火）簡單，熱處理後有相當高的硬度（58-64HRC），切削熱不大（<200℃）時具有較好的耐磨性。因此在生產上獲得廣泛應用。對於側重於要求韌性的工具如鏨子、鑿子、沖子等多採用T7、T8(A)鋼；側重要求硬度和耐磨性的工具如銼刀、刨刀多採用T12(A)、T13(A)鋼；要求較高硬度和一定韌性的工具如小鑽頭、絲錐、低速車刀等多採用T9～T11(A)鋼等。碳素刃具鋼的缺點是淬透性低、回火穩定性小，紅硬性差。因此，碳素刃具鋼只能用於製造手用工具、低速及小走刀量的機用刀具。碳素刃具鋼淬火時需用水冷，形狀復雜的工具易於淬火變形，開裂危險性大等。當對刃具性能要求較高時，就必須採用合金刃具鋼。

3. 分別簡述碳素工具鋼、低合金刃具鋼、高速鋼、硬質合金用作刃具的性能、特點和應用場合。

碳素工具鋼編號、性能及用途
碳素工具鋼中碳的質量分數在0.65~1.35%范圍，屬於高碳鋼。
牌號表示:TXX XX表示鋼中碳的平均含量的千分之幾，比如：T8，表示平均碳含量為0.8%的碳素工具鋼。都是優質鋼，質量更高時，通常在後面再加符號A，稱為高級優質---
成分特點：碳含量=0.65~1.35%，S、P雜質低。
性能特點:強度\硬度高,耐磨性好 T 12 T10 為充分發揮其性能特點，必須進行熱處理才能正常使用。
2、低合金刃具鋼
先介紹碳素刃具鋼： 碳素刃具鋼是含碳0.65%-1.30%的碳鋼。如T7,T8,T12和T7A,T8A,T10A,T12A等。熱處理為球化退火,淬火和低溫回火。碳素刃具鋼價格便宜,加工性能良好,熱處理後可獲得高的硬度和耐磨性,廣泛地用於製造各種工具,模具,但是,碳素刃具鋼也有很多弱點,如淬透性差,熱處理變形大,回火抗力低,紅硬性差等。
（1）成分特點
在碳素鋼刃具鋼的基礎上 ,加入一些合金元素,其含量少於5%,稱為低合金刃具鋼。低合金刃具鋼的含碳量在0.85%-1.5%之間,常用的合金元素有Si,Cr,Mn,W,V,低合金刃具鋼的最終熱處理為淬火及低溫回火。
（2）熱處理特點：
常用的低合金刃具鋼有9SiCr,CrWMn,Cr06等。
3、高速鋼
（1）成分特點 （2）組織特點 （3）熱處理特點（4）性能
高速鋼是一種適於製造高速切削刀具的高碳高合金工具鋼,當切削溫度高於600度左右時,硬度無明顯下降,仍然能保持良好的切削性能,因此又稱其為」鋒鋼」。高速鋼的含碳量再0.7%-1.65%,鋼中含W、Mo、Cr、V、CO等合金元素,其總量超過10%。合金元素的作用P152。由於鋼含碳量較高,而且含有大量合金元素,其鑄態坯料組織中具有魚骨胳狀碳化物。只能用鍛造的方法將其打碎,並使其分布均勻。熱處理為退火,淬火(後回火550-570度三次)。常用鋼種有W18Cr4V,W6Mo5Cr4V2。

4. 刀具材料應具備哪些性能,這些性能有什麼聯系

刀具的材料及其應具備的性能
1.高硬度和高耐磨性:
刀具材料的硬度必須高於被加工材料的硬度才能切下金屬，這是刀具材料必備的基本要求，
現有刀具材料硬度都在60HRC以上。刀具材料越硬，其耐磨性越好，但由於切削條件較復雜，材料的耐磨性還決定於它的化學成分和金相組織的穩定性。
刀具的材料及其應具備的性能
2.足夠的強度與沖擊韌性
強度是指抵抗切削力的作用而不致於刀刃崩碎與刀桿折斷所應具備的性能。一般用抗彎強度來表示。
沖擊韌性是指刀具材料在間斷切削或有沖擊的工作條件下保證不崩刃的能力，一般地，硬度越高，沖擊韌性越低，材料越脆。硬度和韌性是一對矛盾，也是刀具材料所應克服的一個關鍵。
刀具的材料及其應具備的性能
3.高耐熱性
耐熱性又稱紅硬性，是衡量刀具材料性能的主要指標。它綜合反映了刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨性、強度、抗氧化、抗粘結和抗擴散的能力。

刀具的材料及其應具備的性能
4.良好的工藝性和經濟性
為了便於製造，刀具材料應有良好的工藝性，如鍛造、熱處理及磨削加工性能。當然在製造和選用時應綜合考慮經濟性。當前超硬材料及塗層刀具材料費用都較貴，但其使用壽命很長，在成批大量生產中，分攤到每個零件中的費用反而有所降低。因此在選用時一定要綜合考慮。

5. 合金鋼的機械性能包括哪些方面

為了改善和提高鋼的性能，在碳鋼的基礎上加入其它合金元素，如硅、錳、鉻、鎳、、鎢、釩、鈦等，這種鋼叫合金鋼（Alloy steel）。合金鋼根據加入合金元素的不同，具有不同的性能，如高的耐磨性、耐蝕性、耐低溫、高磁性等良好的特殊性能。合金鋼按用途分為合金結構鋼、合金工具鋼和特殊性能鋼。

合金鋼的特點

純金屬有好的韌性、很高的導熱性和導電性，但純金屬在應用方面受到很大的限制。是因為在純金屬中找不到硬度、彈性、強度等方面都很高的金屬材料，而不同種類的合金鋼則能滿足多方面的要求。合金之所以比純金屬具有更好更多的物理和機械性能，在國計民生中得到廣泛的應用，是因為與它的內部結構的種類多，而且可以人工控制這個優點分不開的。

6. 合金工具鋼的用途分類

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%）多用於製造刃具、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%）多用於製造熱作模具，這類鋼淬火後的硬度稍低，為HRC50~55,但韌性良好。 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。為了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、硅鉻鋼和鉻鎢錳鋼等。
[應用場合]：主要用於製造低速切削刃具（如木工工具、鉗工工具、鑽頭、銑刀、拉刀等）及測量工具（如卡尺、千分尺、塊規、樣板等）。量具刃具鋼要求具有高硬度（62～65HRC）、高耐磨性、足夠的強韌性、高的熱硬性（即刃具在高溫時仍能保持高的硬度）；為保證測量的准確性，要求量具刃具鋼具有良好的尺寸穩定性。
[化學成分]：量具刃具鋼具有高碳成分，wC=0.8%～1.50%，以保證高的硬度和耐磨性。加入的合金元素有Cr、Si、Mn、W等，用以提高鋼的淬透性、耐回火性、熱硬性和耐磨性。
[常用刃具鋼]：9SiCr是應用廣泛的刃具鋼，用於製作要求變形小的各種薄刃低速切削刃具，如板牙、絲錐、鉸刀等。
[常用量具鋼]：高精度量具（如塊規）可採用Cr2、CrWMn等量具刃具鋼製造，也可用軸承鋼（如GCr15）製造；簡單量具(如卡尺、樣板、直尺、量規等)多用碳素工具鋼（如T10A）；要求精密並須防止腐蝕的量具，採用不銹鋼3Cr13、9Cr18。
[熱處理]：量具刃具鋼的預先熱處理為球化退火，最終熱處理為淬火加低溫回火，熱處理後硬度達60～65HRC。高精度量具在淬火後可進行冷處理，以減少殘余奧氏體量，從而增加其尺寸穩定性。為了進一步提高尺寸穩定性，淬火回火後，還可進行時效處理。 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，按其所製造模具的工作條件，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，按其所製造具的工作條件，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%，並且為了形成大量碳化物，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。[應用場合]：冷作模具用於冷態下（工作溫度低於200～300℃）金屬的成形加工，如冷沖模、冷擠壓模、剪切模等。這類模具承受很大的壓力、強烈的摩擦和一定的沖擊，因此，要求具有高硬度、耐磨性和足夠的韌性。此外，形狀復雜、精密、大型的模具還要求具有較高的淬透性和小的熱處理變形。
[化學成分]：冷作模具鋼一般具有高的含碳量，wC=1.0%～2.0%，以獲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。
[常用冷作模具鋼]：Crl2型鋼包括Cr12、Cr12MoV等，這類鋼的淬透性及耐磨性好，熱處理變形小，常用於大型冷作模具。其中Crl2MoV鋼除耐磨性不及Cr12鋼外，強度、韌性都較好，應用最廣。尺寸較小的冷作模具可選用低合金冷作模具鋼CrWMn等，也可採用刃具鋼9SiCr或軸承鋼GCr15。
[熱處理]：Crl2型鋼屬於萊氏體鋼，加工前應進行反復鍛打並退火。Cr12型鋼的最終熱處理一般為淬火和回火，獲回火馬氏體、碳化物和殘余奧氏體組織，硬度為 60～64HRC。
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。
[應用場合]：熱作模具用於熱態金屬的成形式加工，如熱鍛模、壓鑄模、熱擠壓模等。熱作模具工作時受到比較高的沖擊載荷，同時模腔表面要與熾熱金屬接觸並發生摩擦，局部溫度可達500℃以上，並且還要不斷反復受熱與冷卻，常因熱疲勞而使模腔表面龜裂，故要求熱作模具鋼在高溫下具有較高的綜合力學性能及良好的耐熱疲勞性。此外，必須具有足夠的淬透性。
[化學成分]：熱作模具鋼為中碳成分，wC=0.3%～0.6%，以獲得綜合力學性能；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提高耐回火性並防止回火脆性； Cr、W、Mo、Si還提高鋼的耐熱疲勞性。
[常用熱作模具鋼]：5CrMnMo和5CrNiMo是最常用的熱鍛模具鋼，其中5CrMnMo常用來製造中小型熱鍛模，5CrNiMo常用於製造大中型熱鍛模；對於受靜壓力作用的模具（如壓鑄模、擠壓模等），應選用3Cr2W8V或4Cr5W2VSi鋼。
[熱處理]：熱鍛模坯料鍛造後需進行退火，以消除鍛造應力，降低硬度，利於切削加工；最終熱處理為淬火、高溫（或中溫）回火，回火後獲得均勻的回火索氏體或回火托氏體，硬度約為40HRC左右。
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，注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。[性能要求]：塑料模具所受的應力和磨損較小，主要失效形式為模具表面質量下降，因此應具備以下性能：①良好的加工性能，在較高預硬硬度（28～35HRC），便於進行切削加工或電火花加工，易於蝕刻各種圖案、文字和符號；②良好的拋光性，模具拋光後表面達到高鏡面度(一般Ra值為0.1～0.012μm)；③較高的硬度（熱處理後硬度應超過45~55HRC），良好的耐磨性，足夠的強度和韌性；④熱處理變形小（保證精度）、良好的焊接性（便於進行模具焊補）等。
[常用塑料模具鋼]：由於塑料模對力學性能的要求不高，所以材料選擇有較大的機動性。常用塑料模具鋼的牌號、性能及用途見下表。表中所列鋼號大多為國產塑料模具鋼號，現階段仍有許多塑料模採用國外鋼號（如日本、美國、德國、瑞典等）或根據國外鋼號生產的改良鋼種。 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。