钢铁材料：工具钢.ppt

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1、工具钢定义：用于制造各种加工和测量工具的钢。工具钢的通用性能和成分要求：高硬度、高耐磨性高温硬度和高温稳定性较好的韧性和淬透性较高含碳量高回火稳定性（合金化）杂质含量低(S，P0.02%)下料锻造预备热处理机械加工最终热处理精加工及表面处理装配工具钢的一般加工工艺：刃具钢刃具钢的工作条件及性能要求刃具：车、钳、铣、刨、钻、锯等刃具钢：制造用于切削加工零件的钢材性能要求：高硬度、高耐磨性高温稳定性，红硬性较好的韧性和淬透性快速切削摩擦摩擦生热，温度达500°C切削震动和冲击工作条件：红硬性定义：材料

2、在受热条件下仍能保持足够高的硬度和切削能力的特性红硬性物理表征：以多次高温回火（600°C）后的室温硬度表示以保持一定硬度（HRC60）而能使用的最高回火温度表示红硬性物理本质：抗高温回火的软化能力，材料的回火抗力2.刃具钢及其加工工艺刃具钢碳素刃具钢低合金刃具钢高速钢1）碳素刃具钢：T8,T10,T12,T8A特点适用于手工工具，小尺寸低速刃具、模具。加工低硬度材料耐磨、加工性好价格便宜满足一般工具工作条件红硬性低（200°C），淬透性差说明T8钢的预备热处理和最终热处理工艺2）低合金刃具钢：合金

3、元素（Cr,W,Mn..)含量不超过3~5%适用于优质手工工具，较大尺寸普通刃具、模具。加工低硬度材料高硬度，耐磨、加工性好价格较便宜工具性能较碳素钢的好特点红硬性提高(~300°C)淬透性好以CrWMn钢为例，说明合金元素含量及其作用3）高速钢高速钢：用于高速切削以及大尺寸的工具材料性能特点：高硬度、耐磨性，高红硬性，高淬透性成份特点：高碳含量，高合金含量，高冶金质量常用高速钢：钨系、钼系、钨钼系高速钢的组成及作用高碳含量：0.7~1.65%W、MoCrV获得高碳马氏体形成足量碳化物回火稳定性、红

4、硬性二次硬化效应溶入A,提高淬透性形成碳化物细化A提高耐磨性、红硬性其它元素(Ti,Co,Al,B)主要是提高材料硬度和红硬性高速钢的组织及热处理原因高碳高合金含量目的消除碎化粗大共晶组织目的消除应力，调整性能~HB230，S+粒状Carbide原因1250~1300°C充分A化，防止过热过烧提高淬透性，稳定M5）高温淬火1）莱氏体钢2）反复锻造3）球化退火4）机械加工6）高温回火多次回火，多级回火M隐+粒状Carbide+A残高速钢的组织及热处理莱氏体钢W18Cr4V钢的铸态组织高速钢是莱氏体钢，

5、其铸态组织为亚共晶组织，由鱼骨状莱氏体与树枝状M+T组成，脆性大且无法热处理改善。W18Cr4V钢的退火组织退火目的：降低硬度，便于切加工；为淬火作组织准备。退火后组织：S+颗粒状碳化物高速钢的组织及热处理原因高碳高合金含量目的消除碎化粗大共晶组织目的消除应力，调整性能~HB230，S+粒状Carbide原因1250~1300°C充分A化，防止过热过烧提高淬透性，稳定M5）高温淬火1）莱氏体钢2）反复锻造3）球化退火4）机械加工6）高温回火多次回火，多级回火M隐+粒状Carbide+A残淬火目的:获

6、得高合金元素含量的马氏体。因此淬火温度高(>1200℃)。淬火后组织：M+未溶碳化物(~10%)+A’(~20%)W18Cr4V钢的淬火组织Fe77W18Cr4V1—C相图高速钢的组织及热处理原因高碳高合金含量目的消除碎化粗大共晶组织目的消除应力，调整性能~HB230，S+粒状Carbide原因1250~1300°C充分A化，防止过热过烧提高淬透性，稳定M5）高温淬火1）莱氏体钢2）反复锻造3）球化退火4）机械加工6）高温回火多次回火，多级回火M隐+粒状Carbide+A残的碳化物，产生二次硬化。②

7、碳及合金元素含量下降，Ms点上升，回火冷却时，A’转变为M。每次回火加热都使前一次的淬火马氏体回火。⑷回火目的：主要为减少A’。消除内应力、稳定组织。常用560℃三次回火.回火时的组织变化：①析出W、Mo、V高速钢硬度与回火温度关系W18Cr4V钢热处理工艺示意图W18Cr4V钢淬火、回火后的组织使用状态下组织M回+颗粒状碳化物+A’（少量）不同状态下W18Cr4V的组织铸态淬火回火态淬火态退火态常用钢号及用途常用钢号为W18Cr4V(18-4-1)和W6Mo5Cr4V2(6-5-4-2)。用于高速

8、切削刃具，如车刀、刨刀、铣刀、钻头等。车刀铣刀高速钢滚刀模具钢1.冷作模具钢1)工作条件和性能要求冷作模具：冷态下变形加工材料的模具。冷冲、冷轧、冷镦、拉丝模等。工作条件：与刃具类似。但冷态加工材料，磨损面大；冷冲冷镦模受到的冲击大；模具对尺寸精度要求高。性能要求：与刃具钢类似，1)高的硬度和耐磨性；2）足够的强度和耐冲击性（韧性）；3）尺寸稳定性好；4）良好的工艺性能（淬透性、切削加工性等）。汽车冲压模具模具钢1）冷作模具钢常规冷作模具：大部分刃具钢都可以用来制作某