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080%)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 035%~070%)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=09%～15%，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。

常用合金刃具钢的牌号有9SiCr、9Mn2V、CrWMn。

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=07%～165%，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。

高速钢的成分特点：1，高碳，其谈质量分数在007%以上，最高可达150%左右，它一方面能保证与W,Cr，V等形成足够数量的碳化物，另一方面还要有一定数量的碳溶于奥氏体中，以保证马氏体的高强度。2，加入W，Cr，V,Mo等合金元素，加入Cr提高淬透性，几乎所有高速钢的铬质量分数均为4%，铬的碳化物Cr23C6在淬火加热时差不多全部溶于奥氏体中，增加过冷奥氏体的稳定性，大大提高钢的淬透性，铬还能提高钢的抗氧化，脱碳的能力，加入W,Mo，保证高的热硬性，在退火状态下，W,Mo以型碳化物形式存在，这类碳化物在淬火加热时较难溶解，加热时，一部分碳化物溶于奥氏体，催货后W,Mo存在于马氏体中，在随后的560%回火时，形成W2C或Mo2C弥散分布，造成二次硬化，这种碳化物在500到600摄氏度温度范围内非常稳定，不易聚集长大，从而使钢具有良好的热硬性，未熔得碳化物能起到阻止奥氏体晶粒长大及提高耐磨性的作用，V能形成VC，非常稳定，极难溶解，硬度极高，且颗粒细小，分布均匀。能大大提高钢的硬度和耐磨性，同时能阻止奥氏体晶粒长大，细化晶粒，热处理特点是1220到1280摄氏度淬火+550到570三次回火，得到的组织为回火马氏体，细粒状碳化物及少数残余奥氏体，性能特点是具有高硬度，高耐磨性，一定的塑性和韧性，其在高速切割中刃部温度达600摄氏度时，其硬度无明显下降，

钒是高速钢中提高红硬性的主要元素。钒是强化物形成元素，形成稳定的Vc回火过程中的Vc以细小弥散质点折出，造成二次硬化，其作用比钨还强。高速钢的含钒量增加，红硬性和耐磨性就提高，但是提高含钒量必须提高含碳量，以保证形成各种碳化物，高速钢中含钒量一搬为1%~5%随着含钒量增加、高速钢的切削加工性能就下降。

钨主要是保持高的红硬性，钒细化晶粒，铬主要是固溶强化和提高钢的淬透性，碳和各合金形成各种金属化合物，在三次回火过程中弥散析出，从而达到二次硬化的目的。我认为要研究各合金的作用应该从铬合金的晶体类型、各自形成碳化物的自由能、各自扩散所需要的激活能、外层电子的排列等本质因素来考虑，而不是单纯的记忆他的性质。

答案：(1)碳：强度和硬度提高，塑性和韧性降低，可焊性降低；

(2)硫：引起钢材热脆性，降低机械性能和可焊性；

(3)磷：引起钢材冷脆性，使强度和硬度提高，塑性和韧性显著降低，特别是温度敏感性，同时降低机械性能和可焊性；

(4)锰：提高钢材强度，同时消除硫引起的钢材热脆性。

碳：存在于所有的钢材，是最重要的硬化元素。有助于增加钢材的强度，我们通常希望刀具级别的钢材拥有06%以上的碳，也成为高碳钢。

磷是钢中有害杂质之一。含磷较多的钢,在室温或更低的温度下使用时,容易脆裂，称为“冷脆”。钢中含碳越高，磷引起的脆性越严重。一般普通钢中规定含磷量不超过

0045％，优质钢要求含磷更少。

硫在钢中偏析严重，恶化钢的质量。在高温下，降低钢的塑性，是一种有害元素，它以熔点较低的FeS的形式存在。

铬：增加耐磨损性，硬度，最重要的是耐腐蚀性，拥有13%以上的认为是不锈钢。尽管这么叫，如果保养不当，所有钢材都会生锈。

锰：重要的元素，有助于生成纹理结构，增加坚固性，和强度、及耐磨损性。

钼：碳化作用剂，防止钢材变脆，在高温时保持钢材的强度，出现在很多钢材中。

镍：保持强度、抗腐蚀性、和韧性。

硅：有助于增强强度。和锰一样，硅在钢的生产过程中用于保持钢材的强度。

钨：增强抗磨损性。将钨和适当比例的铬或锰混合用于制造高速钢。

钒：增强抗磨损能力和延展性。一种钒的碳化物用于制造条纹钢。在许多种钢材中都含有钒。

　　钢材不分等级的，只有分类别和牌号。如普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢、普通低合金结构钢、低合金结构钢、合金工具钢、特殊合金钢等，每一类里都有多种牌号，不同的牌号有不同的化学成分和不同的机械性能。

　　

　　钢材材质分类

　　

　　钢是钢材含碳量在004%-23%之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过17%。钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。钢的分类方法多种钢材多样，其主要方法有如下七种：1、钢材按品质分类

　　

　　(1)普通钢（P≤0045%，S≤0050%）(2)优钢材质钢（P、S均≤0035%）(3)高级优质钢（P≤0035%，S≤0030%）2、按化学成份分类

　　

　　(1)碳素钢：钢材a低碳钢（C≤025%）；b中碳钢（C≤025~060%）；c高碳钢（C≤060%）。

　　

　　(2)合金钢：a低合金钢（合金元素总含量≤5%）；b中合金钢（合金元素总含量＞5~10%）；c高合金钢（合金元素总含量＞10%）。

牌号：25 优质碳素结构钢

化学成分：

碳C：022%～029%

硅Si：017%～037%

锰Mn：050%～080%

铬Cr≤025%

镍Ni≤030%

铜Cu≤025%

物理性质：具有一定强度、硬度。塑性和韧性好。焊接性、冷塑性加工性较高，被切削性中等、淬透性、淬硬性差。淬火后低温回火后强韧性好。无回火脆性。

应用举例：焊接件、热锻、热冲压件渗碳后用作耐磨件。

牌号：Q345（16Mn）低合金高强度结构钢

化学成分：

碳C≤020%

锰Mn：100%～160%

硅Si≤055%

磷P≤0045%

硫S≤0045%

钒V：002%～015%

铌Nb：0015%～0060%

钛Ti：002%～020%

物理性质：综合力学性能好，焊接性、冷、热加工性能和耐蚀性能均好，C、D、E级钢具有良好的低温韧性。

应用举例：船舶，锅炉，压力容器，石油储罐，桥梁，电站设备。起重运输机械及其他较高载荷的焊接结构件。