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工具鋼是用以制造切削刀具、量具、模具和耐磨工具的鋼。工具鋼具有較高的硬度和在高溫下能保持高硬度得紅硬性，以及高的耐磨性和適當(dāng)?shù)捻g性。

工具鋼一般分為碳素  工具鋼、合金工具鋼和高速工具鋼。

碳素  工具鋼的主要生產(chǎn)品種、性能和用途

一、生產(chǎn)品種

熱軋棒材

圓鋼直徑或方鋼邊長8mm-80mm

鍛制棒材 圓鋼直徑或方鋼邊長50mm-150mm

冷拉棒材圓鋼直徑8mm-40mm

熱軋鋼板

厚度0.7mm-15mm

冷拉鋼帶厚度0.10mm-3.60mm

冷拉鋼絲圓鋼絲直徑0.050mm-16mm

熱軋扁鋼 厚度*寬度

3mm-30mm*（10、12、14、16、18、20、22、25、28、30、32、35、38、40、45、50、55、60、65、90、100、160）mm

鍛制扁鋼

厚度*寬度

10mm-65mm*（40、45、50、55、60、65、70、80、90、100、110、120、130、150、170、180、190、200）mm

二、性能和用途

t7、t7a

亞共析鋼。具有較好的塑、韌性和強(qiáng)度，以及一定的硬度，能承受震動(dòng)和沖擊負(fù)荷，但切削能力差。用于制造承受沖擊負(fù)荷不大，且要求具有適當(dāng)硬度和耐磨性，及較好的韌性的工具，如鍛模、鑿子、錘、沖頭、金屬剪切刀、擴(kuò)孔鉆、鋼印、木工工具、風(fēng)動(dòng)工具、機(jī)床頂尖、鉗工工具、鉆鑿工具、較鈍的外科醫(yī)  療用具等。

t8、t8a

共析鋼。淬火加熱時(shí)容易過熱，變形也大，塑性和強(qiáng)度比較低，不宜制造承受較大沖擊的工具，但經(jīng)熱處理后有較高的硬度和耐磨性。用于制造切削刃口在工作時(shí)不變熱的工具，如木工工具、風(fēng)動(dòng)工具、鉗工工具、簡單模具、鉚釘沖模、中心孔銃和沖模、切削鋼材用工具、軸承、刀具、鋁錫合金壓鑄板和型芯，以及各類彈簧等。

t8mn、t8mna

共析鋼。具有較高的淬透性和硬度，但塑性和強(qiáng)度較低。用于制造斷面較大的木工工具、手鋸鋸條、刻印工具、鉚釘沖模、發(fā)條、帶鋸鋸條、圓盤鋸片、煤礦用鑿、石工用鑿等。

t9、t9a

過共析鋼。具有較高的硬度，但塑性和強(qiáng)度較低。用于制造要求較高硬度且有一定韌性的各種工具，如刻印工具、鉚釘沖模、壓床模、沖頭、木工工具、農(nóng)機(jī)切割零件、鑿巖工具和鑄模的分流釘?shù)取?

t10、t10a過共析鋼。晶粒細(xì)，在淬火加熱時(shí)（溫度達(dá)800℃）不致過熱，仍能保持細(xì)品粒組織；淬火后鋼中有未溶的過剩碳化物，所以具有比t8、t8a鋼更高的耐磨性，但韌性較低。

用于制造切削刃口在工作時(shí)不變熱的工具，不承受沖擊負(fù)荷而具有鋒利刃口和少許韌性的工具，如加工木材用工具、手用橫鋸、手用細(xì)木工具、機(jī)用細(xì)木工具、麻    花鉆、拉絲模、沖模、冷鐓模、螺絲錐、擴(kuò)孔刀具、搓絲板、車刀、刨刀、銑刀、貨幣壓模、小尺寸斷面均勻的冷切邊及沖孔模、低精度形狀簡單的卡板、鉗工刮刀、硬巖石鉆子、制鉚釘和釘子用工具、螺絲刀、銼刀、刻紋用鑿子、切紙和煙葉用刀具等。

t11、t11a

過共析鋼。具有較好的綜合力學(xué)性能（如硬度、耐磨性和韌性等），晶粒更細(xì)，在加熱時(shí)對(duì)晶粒長大和形成碳化物網(wǎng)的敏感性小。用于制造在工作時(shí)切削刃口不變熱的工具，如鋸、鏨刀、絲錐、銼刀、刮刀、發(fā)條、儀規(guī)、擴(kuò)孔鉆、板牙、切煙葉用刀具、尺寸不大和斷面無急劇變化的冷沖模及木工刀具等。

t12、t12a

過共析鋼。由于碳含量高。淬火后仍有較多的過剩碳化物，所以硬度和耐磨性高，但韌性低，且淬火變形大。不適于制造切削速度高和受沖擊負(fù)荷的工具。用于制造不受沖擊負(fù)荷，切削速度不高，切削刃口不變熱的工具，如車刀、銑刀、鉆頭、鉸刀、擴(kuò)孔鉆、絲錐、板牙、刮刀、量規(guī)、刀片、小型沖頭、鋼銼、鋸、發(fā)條、切煙葉用刀具，及斷面尺寸小的冷切邊模和沖口模等。

t13、t13a

過共析鋼。由于碳含量高，淬火后有更多的過剩碳化物，所以硬度更高，韌性更差；又由于碳化物數(shù)量增加且分布不均勻，故力學(xué)性能較差。不適用于制造承受沖擊負(fù)荷和較高速度的切削工具。

用于制造不受沖擊負(fù)荷，但要求極高硬度的金屬切削工具，如剃刀、刮刀、拉絲工具、銼刀、刻紋用工具、鉆子，以及堅(jiān)硬巖石加工用工具和雕刻用工具等。

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(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0080％）多用于制造刃具、量具和冷作模具，這類鋼淬火后的硬度在hrc60以上，且具有足夠的耐磨性；碳含量中等的鋼（碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.35％~0.70％）多用于制造熱作模具，這類鋼淬火后的硬度稍低，為hrc50~55,但韌性良好。

高速工具鋼

高速工具鋼主要用于制造高效率的切削刀具。由于其具有紅硬性高、耐磨性好、強(qiáng)度高等特性，也用于制造性能要求高的模具、軋輥、高溫軸承和高溫彈簧等。高速工具鋼經(jīng)熱處理后的使用硬度可達(dá)hrc63以上，在600℃左右的工作溫度下仍能保持高的硬度，而且其韌性、耐磨性和耐熱性均較好。退火狀態(tài)的高速工具鋼的主要合金元素  有多、鉬、鉻、釩，還有一些高速工具鋼中加入了鈷、鋁等元素  。這類鋼屬于高碳高合金萊氏體鋼，其主要的組織特征之一是含有大量的碳化物。鑄態(tài)高速工具鋼中的碳化物是共晶碳化物，經(jīng)熱壓力加工后破碎成顆粒狀分布在鋼中，稱為一次碳化物；從奧氏體和馬氏體基體中析出的碳化物稱為二次碳化物。這些碳化物對(duì)高速工具鋼的性能影響很大，特別是二次碳化物，其對(duì)鋼的奧氏本晶粒度和二次硬化等性能有很大影響。碳化物的數(shù)量、類型與鋼的化學(xué)成分有關(guān)，而碳化物的顆粒度和分布則與鋼的變形量有關(guān)。鎢、鉬是高速工具鋼的主要合金元素  ，對(duì)鋼的二次硬化和其他性能起重要作用。鉻對(duì)鋼的淬透性、抗氧化性和耐磨性起重要作用，對(duì)二次硬化也有一定的作用。釩對(duì)鋼的二次硬化和耐磨性起重要作用，但降低可磨削性能。

高速工個(gè)鋼的淬火溫度很高，接近熔點(diǎn)，其目的是使合金碳化物更多的溶入基體中，使鋼具有更好的二次硬化能力。高速工具鋼淬火后硬度升高，此為第一次硬化，但淬火溫度越高，則回火后的強(qiáng)度和韌性越低。淬火后在350℃以下低溫回火硬度下降在350℃以上溫度回火硬度逐漸提高，至520~580℃范圍內(nèi)回火（化學(xué)成分不同，回火溫度不同）出現(xiàn)第二次硬度高峰，并超過淬火硬度，此為二次硬化。這是高速工具鋼的重要特性。

高速工個(gè)鋼除了具有高的硬度、耐磨性、紅硬性等使用性能外，還具有一定的熱塑性、可磨削性等工藝性能。

多系高速工具鋼主要合金元素  是鎢，不含鉬或含少量鉬。其主要特性是過熱敏感性小，脫碳敏感性小、熱處理和熱加工溫度范圍較寬，但碳化物顆粒粗大，分布均勻性差，影響鋼的韌性和塑性。

鎢鉬系高速工具鋼的主要合金元素  是鎢和鉬。其主要特性是碳化物的顆粒度和分布均優(yōu)于鎢系高速工具鋼，脫碳敏感性和過熱敏感性低于鉬系高速工具鋼，使用性能和工藝性能均較好。

鉬系高速工具鋼的主要合金元素  是鉬，不含鎢或含少量鎢。其主要特性是碳化物顆粒細(xì)，分布均勻、韌性好，但脫碳敏感性和過熱敏感性大、熱加工和熱處理范圍窄。

含鉆高速工具鋼是在通用高速工具鋼的基礎(chǔ)上加入一定量的鈷，可顯著提高鋼的硬度、耐磨性和韌性。

粉  未高速工具鋼是用粉  未冶金方法產(chǎn)生的。首先用霧化法制取低氧高速工具鋼預(yù)合金粉  未，然后用冷、熱靜壓機(jī)將粉  未壓實(shí)成全致密的鋼坯，再經(jīng)鍛、軋成材。粉  未高速工具鋼的碳化物細(xì)小、分布均勻，韌性、可磨削性和尺寸穩(wěn)定性等均很好，可生產(chǎn)用鑄錠法個(gè)可能產(chǎn)生更高合金元素  含量的超硬高速工具鋼。粉  未高速工具鋼可分為3類，第一類是含鈷高速工具鋼，其特點(diǎn)是具有接近硬質(zhì)合金的硬度，而且還具有良好的可鍛性、可加工性、可磨性和強(qiáng)韌性。第二類是無鈷高鎢、鉬、釩超硬高速工具鋼。第三類是超級(jí)耐磨高速工具鋼。其硬度不太高，但耐磨性極好，主要用于要求高耐磨并承受沖擊負(fù)荷的工作條件。

工具鋼的特性

（1）

硬度

工具鋼制成工具經(jīng)熱處理后具有足夠高的硬度，如用于金屬切削加工的工具一般在hrc60以上。工具在高的切削速度和加工硬材料所產(chǎn)生高溫的受熱條件下，仍能保持高的硬度和良好的紅硬性。碳素  工具鋼和合金工具鋼一般在180℃~250℃、高速工具鋼在600℃左右的工作溫度下，仍能保持較高的硬度。紅硬性對(duì)熱變形模具和高速切削刀具用鋼是非常重要的性能。

（2）

耐磨性

工具鋼具有良好的耐磨性，即抵抗磨損的能力。工具在承受相當(dāng)大的壓力和摩擦力的條件下，仍能保持其形狀和尺寸不變。

（3）

強(qiáng)度和韌性

工具鋼具有一定的強(qiáng)度和韌性，使工具在工作中能夠承受負(fù)荷、沖擊、震動(dòng)和彎曲等復(fù)雜的應(yīng)力，以保證工具的正常使用。

（4）

其他性能

由于各種工具的工作條件不同，工具用鋼還具有一些其他性能，如模具用鋼還應(yīng)具有一定的高溫力學(xué)性能、熱疲勞性、導(dǎo)熱性和耐磨腐蝕性能等。

工具鋼除了具有上述使用性能外，還應(yīng)具有良好的工藝性能。

（1）

加工性

工具鋼應(yīng)具有良好的熱壓力加工性能和機(jī)械加工性能，才能保證工具的制造和使用。鋼的加工性取決于化學(xué)成分、組織的質(zhì)量。

（2）

淬火溫度范圍

工具鋼的淬火溫度應(yīng)足夠?qū)�，以減少過熱的可能性。

（3）

淬硬性和淬透性

淬硬性是鋼在淬火后所能達(dá)到最高硬度的性能。淬硬性主要與鋼的化學(xué)成分特別是碳含量有關(guān)，碳含量越高，則鋼的淬硬性越高。

淬透性表示鋼在淬火后從表面到內(nèi)部的硬度分布狀況。淬透性的高低與鋼的化學(xué)成分、純潔度、晶粒度有關(guān)。

根據(jù)用于制造不同的工具，對(duì)這兩種性能各有一定的要求。

（4）

脫碳敏感性

工具表面發(fā)生脫碳，將使表面層硬度降低，因此要求工鋼的脫碳敏感性低。在相同的加條件下，鋼的脫碳敏感性取決于其化學(xué)成分。

（5）

熱處理變形性

工具在熱處理時(shí)，要求其尺寸和外形穩(wěn)定。

（6）

耐削性

對(duì)很制造刀具和量具用鋼。要求具有良好的磨削性。鋼的磨削性與其化學(xué)成分有關(guān)，特別是釩含量，如果釩質(zhì)量分?jǐn)?shù)不小于0.50％則磨削性變壞。

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碳素  工具鋼t7 t8 t8mn t9 t10 t11 t12

t13 t7a t8a t8mna t9a t10a t11a t12a t13a

合金工具鋼:9sicr 8mnsi cr06 cr2 9cr2 w

4crw2si 5crw2si 6crw2si 6crmnsi2mo1v 5crmnsimo1v cr12 cr12mo1v1 cr12mov cr5mo1v

9mn2v crwmn 9crwmn cr4w2mov 7crsimnmov 6cr4w3mo2vnb 6w6mo5cr4v 5crmnmo 5crnimo

3cr2w8v 5cr4mo3simnval 3cr3mo3w2v 5cr4w5mo2v 8cr3 4crmnsimov 4cr3mo3siv

4cr5mosiv 4cr5mosiv1 4cr5w2vsi 7mn15cr2al3v2wmo 3cr2mo 3cr2nimo

高速工具鋼:w18cr4v

w18cr4vco5 w18cr4v2co8 w12cr4v5co5 w6mo5cr4v2 cw6mo5cr4v2 w6mo5cr4v3 cw6mo5cr4v3

w2mo9cr4v2 w6mo5cr4v2co5 w7mo4cr4v2co5 w2mo9cr4vco8 w9mo3cr4v w6mo5cr4v2al

w4mo3cr4vsi

工具鋼：3cr2moniv 3cr2w8v 3cr3mo3v 4cr2w2 4cr3wmov 4cr4wmovsi

4cr5mov1si 4cr5movsi 4cr5w2vsi 4crmovsi 4crmonivsi 4crsi 4crw2si 5cr2moniv

5cr3w3movsi 5crmnmo 5crnimo 5crniw 5crniwsi 5crw2si 6cr3movsi 6cr6w3movsi 6crsi

6crwmn 6crw2si 7crv 7crmn2wmo 8cr4w3mo3v2 8cr6nivti 8crv 9cr1 9cr5wv 9crv 9crsi

9crwmn 11crv 12cr1 13cr cr cr12 cr12v1 cr12mo cr12wmo crmnwv crmnsi crw4 crwmn

crwsimn

工具鋼：a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 a10 d2 d3 d4 d5 d7 f1 f2 h10 h11 h12 h13

h14 h19 h21 h22 h23 h24 h25 h26 h41 h42 h43 l2 l3 l6 o1 o2 o6 o7 p2 p3 p4 p5 p6

p20 p21 s1 s2 s4 s5 s6 s7 t1 t2 t4 t5 t6 t15 m1 m2 m2c m3 m4 m6 m7 m10 m30 m33

m34 m36 m41 m42 m43 m44 m46 m47

ba2 ba6 bd2 bd2a bd3 bf1 bh10 bh10a bh11 bh12

bh13 bh19 bh21 bh21a bh26 bl3 bm1 bm2 bm15 bm34 bo1 bo2 bs1 bs2 bs5 bt1 bt2 bt4

bt5 bt6 bt15 bt20 bt21 bt42 bw1a bw1b bw1c bw2

1101(y1120) 1102(y1105)

1103(y190) 1104(y180) 1105(y170) 1161(y1xxv) 1162(y1105v) 1163(y7xxv)

1164(y7xxv) 1200(y2140c) 1201(y2120) 1202(y2105) 1203(y290) 1204(y275)

1230(y2140c) 1231(y2120c) 1232(y2xxc) 1233(y2xxc) 1234(y2xxc) 1305(y365)

1306(y355) 1307(y348) 1308(y342) 1309(y338) 2121(140smd4) 2130(y100c2)

2131(100c3) 2132(130c3) 2133(y100c6) 2134(100cm6) 2141(105wc13) 2142(110wc20)

2211(90mv8) 2212(90mwcv5) 2231(z100cdv5) 2233(z200cd12) 2234(z200cd12)

2235(z160cdv12) 2236(z160ckdv12.03) 2237(z230cvd12.04) 2321(y46s7) 2322(y51s7)

2324(y45scd) 2331(y42cd4) 2332(y50cv4) 2333(35cmd7) 2341(55wc20) 2381(y35nc15)

2831(z8cdv5) 2730(z100cd17) 2732(z40c14) 2881(410nc6) 2882(10nc12) 3331(45cdv6)

3333(40cdv13) 3335(55cndv4) 3381(55ncdv7) 3382(y35ncd16) 3383(32ndc18-12)

3384(35ncdv8) 3385(40ncd16) 3431(z38cdv5) 3432(z35cdwv5) 3343(z40cdv5)

3451(32dcv28) 3452(30dckv28) 3455(20dn34.13) 3541(z32wcv5) 3543(z30wcv9)

3545(z25wckdv9) 3547(z60wcv18) 3548(z65wdcv6-05) 3551(y80dcv42-16)

3632(z10cns25-20) 3636(z10ncs37-18) 4151(z80wcdv12-04-02) 4161(z130wcv12-04-04)

4171(z160wkvc12-05-05-04) 4175(z165wkcv12-10-0) 4176(z130wkcdv-10-10-04-04-03)

4201(z80wcv18-04-01) 4203(z85wcv18-04-02) 4271(z80wkcv18-05-04-01)

4275(z80wkcv18-10-04-02) 4301(z85wdcv06-05-04-02) 4302(z90wdcv06-05-04-02)

4360(z120wdcv06-05-04-03) 4361(z130wdcv06-05-04-04) 4371(z85wdcv06-05-05-04-02)

4372(z90wdcv06-05-05-04-02) 4373(z150wdkcv07-05) 4374(z110wkcdv07-05-04-04-02)

4375(z175kwdcv10-07) 4376(z130kwdcv12-07-06-04-03) 4441(z85dcwv08-04-02-01)

4442(z100dcwv09-04-02-02) 4475 2-9-1-8 y45 y55 y65 y75 y90 z20c13 z30c13 z40c14

z50cd13 z70c15

21mncr5/1.2162 31crv13/1.2208 40crmnmos86/1.2312

45crmov7/1.2328 48crmov/1.2323 50nicr13/1.2721 51crv4/1.2241 55nicrmov6/1.2713

56nicrmov7/1.2714 60wcrv7/1.2550 61crsiv5/1.2243 62simncr4/1.1201 75cr1/1.2003

80mocrv4216/1.3551 90mncrv8/1.2842 100cr6/1.2067 105wcr6/1.2419 110wcrv5/1.2519

115crv3/1.2210 145v33/1.2838 c45w/1.1730 c55w/1.820 c60w/1.1740 c70w2/1.1620

c75w/1.1750 c80w1/1.1525 c80w2/1.1625 c85w/1.1830 c105w1/1.1545 s2-9-2/1.3348

s3-3-2/1.3333 s6-5-2-5/1.3243 s6-5-2-5s/1.3245 s6-5-2/1.3343 s6-5-2s/1.3340

s6-5-3/1.3344 s7-4-2-5/1.3246 s10-4-3-10/1.3207 s12-1-4-5/1.3202

s18-1-2-5/1.3255 sc6-5-2/1.3342 sc6-5-2s/1.3340 x6crmo4/1.2341 x19nicrmo4/1.2764

x32crmov33/1.2365 x33wcrvmo1212/1.2625 x36crmo17/1.2316 x37crmow51/1.2606

x38crmov51/1.2343 x40crmov51/1.2344 x45nicrmo4/1.2767 x96crmov12/1.2376

x155crvmo12/1.2379 x165crcomo12/1.2880 x165crmov12/1.2601 x210cr12/1.2080

x210crw12/1.2436

日本工具鋼：sk1 sk2 sk3 sk4 sk5 sk6 sk7 skh2 skh3 skh4 skh4a skh4b

skh5 skh9 skh10 skh51 skh52 skh53 skh54 skh55 skh56 skh57 skh58 skh59 skd1 skd2

skd4 skd5 skd6 skd7 skd8 skd11 skd12 skd61 skd62 sks11 sks21 sks31 sks41 sks42

sks43 sks44 sks51 sks93 sks94 sks95 skt2 sks1 sks2 sks3 sks4 sks5 sks7 sks8 skt3

skt4 skt5 skt6 skc3 skc11 skc24 skc31

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（iso）工具鋼：5crmo4(24)

7crmoni2(25) 20cr13(27) 30cr13(28) 30crmov3(h4) 30wcrv5(h7) 30wcrv9(h8)

35crmo2(26)(h3) 35crmov5(h5) 38crmo15(30) 40cr13(29) 40crmov5(h6) 40nicrmov4(h1)

45wcrv2(13) 50wcrv2(14) 51crmnv1(12) 55nicrmov2(h2) 60simn2(11) 60wcrv2(15)

90mnv2(18) 95mncrw1(19) 100cr2(16) 100crmov5(20) 105wcr(17) 110crmo17(31)

160crmov12(21) 210cr12(22) 210crw12(23) hs10-8-1(s3) hs2-9-2(s2) hs2-9-1-8(s11)

hs6-5-2(s4) hs6-5-3(s5) sh6-5-2-5(s8) hs7-4-2.5(s12)

hs10-4-3-10(s10)hs12-1-5-5(s9) hs18-0-1(s1) hs18-0-1-10(s6) hs18-1-1-5(s7)

tc70(1) tc80(2) tc90(3) tc105(4) tc120(5) tc140(6) tcv105(10)