0.5高速钢的组织和性能简介
高速钢
制作工艺
高速钢的热处理工艺较为复杂，必须经过淬火、回火等一系列过程。淬火时由于它的导热性差一般分两阶段 进行。先在800～850℃预热(以免引起大的热应力)，然后迅速加热到淬火温度1190～1290℃（不同牌号实际使用 时温度有区别），后油冷或空冷或充气体冷却。工厂均采用盐炉加热，现真空炉使用也相当广泛。淬火后因内部 组织还保留一部分(约30%)残余奥氏体没有转变成马氏体，影响了高速钢的性能。为使残余奥氏体转变，进一步 提高硬度和耐磨性，一般要进行2～3次回火，回火温度560℃，每次保温1小时。
高速钢一般不做抗拉强度检验，而以金相、硬度检验为主。
钨系和钼系高速钢经正确的热处理后，洛氏硬度能达到63以上，钴系高速钢在65以上。钢材的酸浸低倍组织 不得有肉眼可见的缩孔、翻皮。中心疏松，一般疏松应小于1级。
金相检验的内容主要包括脱碳层、显微组织和碳化物不均匀度3个项目。
1.高速钢不应有明显的脱碳。显微组织不得有鱼骨状共晶莱氏体存在。
检验高速钢碳化物不均匀度与试样的腐蚀时间有关。有关标准中只提出腐蚀要适当不能过腐蚀，这一点往往 被人们所忽视。实践证实，如果发生了过腐蚀，就会将碳化物染黑，表现出不均匀程度改善的假相，就可能将质 量不好的高速钢误判为优质钢，这一点尤为重要。
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2.高速钢中碳化物不均匀度对质量影响最大，冶金和机械部门对碳化物不均匀度的级别十分重视。根据钢的 不同用途可对碳化物不均匀度提出不同的级别要求，通常情况下应小于3级。
包装检验
包装
检验
成捆交货，用铁丝捆扎，并有标牌标明炉号，规格等印记。但对冷轧钢还要涂防锈ຫໍສະໝຸດ ，并用防潮纸包裹，对 银亮钢还应装箱。
钢号：W6Mo5Cr4V2(M2) 硬度HRC：63-66 抗弯强度/GPa：3.5-4.0 冲 击 韧 性 / （ M J m ²） ： 0 . 3 0 - 0 . 4 0 600℃时的硬度HRC：47-48 特点：强度高，热塑性好，耐热性、可磨性稍次于W18Cr4V，可用普通钢玉砂轮磨削 主要用途：适用于制作热成形刀具和承受冲击、结构薄弱的刀具 钢号：W14Cr4VMnRE 硬度HRC：64-66 抗弯强度/GPa：约4.0 冲 击 韧 性 / （ M J m ²） ： 约 0 . 3 1
高速钢的化学成分特点
高速钢的化学成分特点高速钢是一种具有高硬度、高耐磨性和高耐热性能的特殊钢材，广泛应用于机械加工、切削加工和模具制造等领域。
其化学成分特点主要体现在以下几个方面：1. 高碳含量：高速钢的碳含量一般在0.7%~1.5%之间，相较于普通钢材，碳含量较高。
高碳含量有助于提高高速钢的硬度和强度，使其具有优异的切削性能和耐磨性能。
2. 合金元素：高速钢中含有多种合金元素，主要包括钼（Mo）、钨（W）、钴（Co）、铬（Cr）等。
这些合金元素的添加能够显著改善高速钢的硬度、热稳定性和耐磨性。
其中，钼和钨的添加可以提高高速钢的硬度和耐热性能，钴的添加可以提高高速钢的韧性和冲击强度，铬的添加可以提高高速钢的耐腐蚀性能。
3. 高合金含量：高速钢中的合金含量一般在10%~25%之间，相较于普通钢材，合金含量更高。
高合金含量使得高速钢具有更高的硬度和耐磨性能，能够耐受高温和高速切削条件下的工作。
4. 各种合金元素的相互作用：高速钢中的合金元素之间存在相互作用，共同发挥出协同效应。
例如，钼和钨可以形成碳化物，增加高速钢的硬度和耐磨性；钴和铬可以提高高速钢的韧性和耐腐蚀性。
合金元素之间的相互作用使得高速钢具有更为优异的综合性能。
5. 控制元素含量的精确度：高速钢的化学成分需要严格控制，元素含量的精确度对高速钢的性能有着重要影响。
合金元素的含量不同，会导致高速钢的性能差异。
因此，在高速钢的生产过程中需要精确控制各个合金元素的含量，以确保高速钢具有稳定的性能。
总结起来，高速钢的化学成分特点主要包括高碳含量、合金元素的添加、高合金含量、合金元素之间的相互作用以及元素含量的精确控制。
这些特点使得高速钢具有优异的硬度、耐磨性、耐热性和韧性等性能，适用于各种复杂的切削加工和模具制造工艺。
高速钢的化学成分特点的研究和优化将进一步推动高速钢的发展，满足不断提升的工业需求。
普通高速钢的常用牌号
普通高速钢的常用牌号摘要：一、普通高速钢简介二、普通高速钢的常用牌号及性能特点1.W18Cr4V（W18）2.W6Mo5Cr4V2（M2）3.W14Cr4VManX三、高速钢的应用领域四、如何选择合适的普通高速钢牌号正文：一、普通高速钢简介普通高速钢是一种含多量碳（C）、钨（W）、钼（Mo）、铬（Cr）、钒（V）等元素的高合金钢。
它具有高热硬性，当切削温度高达600℃以上时，硬度仍无明显下降。
因此，用普通高速钢制造的刀具切削速度可达每分钟60米以上。
普通高速钢主要应用于制造形状复杂、磨削困难的刀具。
二、普通高速钢的常用牌号及性能特点1.W18Cr4V（W18）：综合性能好、通用性强、可磨削性强，主要用于制造轻合金、碳素钢、合金钢、普通铸铁的精加工和复杂刀具，如螺纹车刀、钻头、铰刀、丝锥、铣刀、齿轮刀具、拉刀等。
2.W6Mo5Cr4V2（M2）：强度和韧性略高于W18Cr4V，主要用于制造要求热塑性好的刀具和受大冲击载荷的刀具。
3.W14Cr4VManX：切削性能与W18Cr4V相当，热塑性好，适用于制造热轧刀具。
三、高速钢的应用领域高速钢广泛应用于各类切削刀具制造，如铣床、钻床、车床等。
它具有较高的切削速度和耐磨性，可以显著提高生产效率和降低刀具更换频率。
四、如何选择合适的普通高速钢牌号选择普通高速钢牌号时，需根据实际加工材料、切削条件、刀具形状和性能要求进行综合考虑。
例如，对于轻合金、碳素钢、合金钢和普通铸铁的精加工和复杂刀具，可以选择W18Cr4V（W18）；而对于要求热塑性好、受大冲击载荷的刀具，可以选择W6Mo5Cr4V2（M2）。
实验七：典型高速钢显微组织观察知识讲解
• 3).淬火（油淬）：未溶碳化物+M（白色隐晶）+Aˊ
• 4).回火：经560℃三次回火，更好的消除Aˊ，使Aˊ分解，使 M变为M回组织为：回火马氏体（罴色）+白色碳化物
• 2.不锈钢（1Cr18Ni9Ti）：淬火后室温下得A新相，A相延伸 到室温（临界温度向下移动）
放大倍数：500× 浸蚀剂：3--5％硝酸酒精
四、实验步骤
1、对已准备好的试样进行观察，并分析其组 织和性能的关系。
2、观察常用高速钢的几种组织的形态。 3、描绘出几种典型组织的组织示意图。 4、简述合金元素加入对于钢的组织和性能的
影响。 5、简述合金钢按照用途分为几种。
• 组织为：单相A组织（有大量孪晶线）
•
材料名称：W18Cr4V 处理过程:铸态
金相组织 ：一次碳化物+鱼骨状莱氏体共晶+δ共析体
放大倍数：500×
浸蚀剂：3--5％硝酸酒精
材料名称： W18Cr4V
处理过程:铸态
金相组织 ：一次碳化物+鱼骨状莱氏体共晶＋δ共析体
放大倍数：500× 浸蚀剂：3--5％硝酸酒精
材料名称：W18Cr4V
处理过程:退火
金相组织 ：碳化物＋索氏体 放大倍数：500×
浸蚀剂：3--5％硝酸酒精
材料名称：W18Cr4V
处理过程:淬火
金相组织 ：隐晶马氏体＋未溶碳化物＋残余奥氏体
放大倍数：500× 浸蚀剂：3--5％硝酸酒精
材料名称： W18Cr4V
处理过程:560℃三次回火
金相组织 ：回火马氏体＋碳化物
典型高速钢显微组织观察
高速钢
高速工具钢1、高速钢的化学成分特点、分类及表示方法1）高速钢的化学成分特点高速钢属于高碳、高合金、莱氏体钢碳：0.7-1.4%合金元素总量：12%-30%莱氏体钢：铸态组织中出现莱氏体2)高速钢分类按使用性能分类普通高速钢： W9、M2 高性能高速钢： M42 、 M2Al按所含主要合金元素分类钨系高速钢：含钨大于9-10%，不含钼或不超过1%钼 W18Cr4V(T1)钼系高速钢：含钼高于8%，不含钨或不超过2%钨 W2Mo9Cr4V2钨钼系高速钢：介于上述两者之间 W6MO5Cr4V23）高速钢表示方法W9: W9Mo3Cr4V 9-3-4-1 W18: W18Cr4V 18-4-1 M2: W6Mo5Cr4V2 6-5-4-2 注意：数字和元素符号同大小2、高速钢中合金元素的作用见课本3、高速钢的铸态室温组织高速钢的铸态组织常常由鱼骨状莱氏体(Ld)、中心黑色的共析体、白亮的马氏体和残余奥氏体组成4、高速钢中的碳化物高速钢中的碳化物种类多，形态各异。
碳化物按实际生成情况分为一次碳化物（直接由液相析出）和二次碳化物（从固体基体中析出）根据合金元素和碳原子的不同百分比，高速钢中存在的碳化物主要为： M6C、MC、 M23C6、M2C、M3C等M6C型碳化物：典型的M6C型碳化物是Fe4W2C。
其中Fe和W可以相互置换，形成Fe3W3C或Fe2W4C。
钢中含有的Cr、Mo、V可溶解在M6C中，Mo、V可置换W；Cr可置换Fe、W，这就使M6C稳定性不同。
如Cr溶入M6C中，使M6C稳定性下降。
M6C的硬度为73.5HRC-77HRC 在扫描电镜下观察，呈白亮色。
存在于铸态、退火态、淬火态和回火态中M23C6型碳化物：典型碳化物是Cr23C6 主要合金元素为Cr和Fe，铁含量可以很高，甚至超过Cr 可溶入一定量的W、Mo和极少的V 其稳定性较差，淬火加热时，全部溶于奥氏体中增加钢的淬透性，存在于退火态中。
GBT9943-1998高速钢化学成分表与性能特点用途
3.50- 3.25- 2.25 6.25-
5.75 Co7.75-
0.15 0.65 0.40
4.25 4.75 0.95- 7.00
8.75
W2MoqCr4VCo8
0.03 0.03
0.77- 0.20- 0.15- 0
0 3.80- 9.00- 1.35 1.15-
-
W9Mo3Cr4V W6Mo5CrV2Al
4.50 6.50 2.75- 6.75
0.03 0
3.50-
4.75-
3.25
5.00-
4.00 6.50 1.75- 6.75
0.03 3.75- 8.20- 2.25 1.40-
其他③
-
Co4.255.75
Co7.009.50
Co4.755.25 -
-
-
-
-
Co4.50-
5
0.90 0.45 0.40 0
3.804.40
＜ 0.30 ④
1.001.40
17.50 -
19.00
0.75-
0.80- 17.50
0.03 0
4.50
0.40-
1.20
-
3.75- 1.00 1.80- 19.00
0.03
5.00
0.50-
2.40
17.70 -
0 3.75- 1.25 4.50- 19.00
5.00 ＜ 5.25
能稍差，钢的过热和脱碳敏感性较大
时，接近含钴高速钢的使用寿命
（2）中国 YB 标准机器锯条用高速工具钢热轧钢带[YB/T084-1996]（表 6-1-17） 表 6-1-17 机器锯条用高速工具钢热轧钢带
各种高速钢的力学性能和适用范围
W9Mo3Cr4V（W9） 刀具寿命比W18和M2有一定程度提高，适于加工普通轻合金，钢材和铸铁
9W18Cr4V（9W18） 9W6Mo5Cr4V2（CM2） 属高速高碳钢，常温硬度和高温硬度有所提高，适用于制造加工普通钢材和铸铁、耐磨性要求较高的钻头、铰 刀丝锥、铣刀、和车刀等或加工较硬材料（220~250HBS）M41） 属美国生产的M40系列，使用范围与M42类同
W12Cr4V5Co5（T15） W6Mo5Cr4V2Co8（M36） W12Mo3Cr4v3Co5Si（Co5Si） 常温硬度和耐磨性都很好，600摄氏度高温硬度接近M42钢，适用于加工耐热 不锈钢、高温合金、高强度钢等难加工材料、适合制造钻头、滚刀、拉刀、
铣刀等
W6Mo5Cr4V2Al（501） W10Mo4Cr4V3Al（5F-6） 属含铝超硬高速钢，切削性能相当于M42，宜于制造铣刀、钻头、铰刀、齿轮刀具和拉刀等，用于加工合 金刚、不锈钢、高强度钢和高温合金等
W12Cr4Mo（EV4） W6Mo5Cr4V3（M3） 属高钒高速钢，耐磨性很好，适合切削对刀具磨损极大的材料，如纤维、硬橡胶、塑料等，也用于加工不锈钢、高 强度钢和高温合金等，效果也很好
W2Mo9Cr4VCo8（M42） W10Mo4Cr4V3Co10（HSP-15） 属含钴超硬高速钢，有很高的常温和高温硬度，适合加工高强度耐热钢、高温合金、钛合金等难加 工材料。M42可磨性好，适于作精密复杂刀具，但不宜在冲击切削条件下工作
W12Mo3Cr4V3N（V3N） 含氮超高速钢，硬度、强度、韧性与M42相当，可作为含钴钢的代用品，用于低速切削难加工材料和低速高精加工
高速钢的组织特点
高速钢的组织特点
高速钢是一种耐磨损、耐高温、具有较高硬度和强度的合金钢。
它主要用于制造切削工具、模具和轴承等高强度零部件。
高速钢具有特殊的组织特点，下面将对其进行详细介绍。
首先，高速钢的组织主要由马氏体、碳化物、铁素体和氧化物组成。
其中，碳化物是高速钢的主要组成部分，它们分布在钢中的晶界和晶内。
碳化物的分布和形态对高速钢的性能有着重要影响。
同时，高速钢中的氧化物也会对其性能产生不利影响，因为氧化物是高速钢中的缺陷，会降低其强度和韧性。
其次，高速钢的热处理是其组织形成的关键。
高速钢的热处理一般包括淬火、回火和退火等步骤。
淬火是高速钢中的最重要的步骤之一，它能够使钢中的碳化物快速固化，形成马氏体，从而提高钢的硬度和强度。
回火可以降低高速钢的硬度，提高其韧性和强度。
退火则是为了消除高速钢在加工过程中产生的应力，提高其加工性能和稳定性。
最后，高速钢的组织特点还与其化学成分有关。
不同的化学成分会影响高速钢的硬度、韧性和热稳定性等性能。
例如，添加钼、钴等元素可以提高高速钢的硬度和耐热性能，而添加钒、铬等元素则可以提高其韧性和耐磨性能。
总的来说，高速钢的组织特点是多方面的，热处理和化学成分是其组织形成的重要因素。
了解高速钢的组织特点对于制造和应用高速钢具有重要意义，可以为高速钢的优化设计和使用提供有力的支持。
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4.0
3.5
3.0 P
2.5
N
R 2.0
1.5
1.0 4 8 12 16 20 24 28 32 36
锻造比 □268锻造钢板
R
P
N
试样的取样位置
试样 SKH9 5×3×30
PБайду номын сангаас平行于轧制方向 N：垂直于轧制方向 R：垂直于轧制方向
淬火1220℃ 回火560℃×1Hr×2次
・抗弯强度随着锻造比增加而增加，最终增加幅度趋于平缓
锻造比和碳化物的分布状态
×50
锻造比 1S
2S
4S
8S
・随着锻造比的增大，碳 化物由网状变为带状
16S
32S
碳化物团被拉长分散
锻造比和碳化物的形态
×400
锻造比 1S
2S
4S
8S
16S
32S
・形状：连在一起的复杂形状 分散的简单形状
・密集度
疏
锻造比、轧制方向和抗弯强度的关系
轧制方向
抗弯强度 ［GPa］
・不管锻造比多少，垂直于轧制方向的抗弯强度只有平行于 轧制方向的60％左右。
不同型材的碳化物分布的变化
锻钢 轧钢 线材
铸钢和ESR钢的组织
铸钢
ESR钢
高速钢的组织和性能简介
技术部 张天强
高速钢的用途
切削工具 （钻头、铣刀…） 刀具 （木工刀具、机械裁纸刀…） 模具 （冲头、凹模…） 机电 （空调机用压缩机部件…） 办公室自动化设备（打印机部件等 ） 汽车 （燃料喷射装置部件 ） 生产用机械（数控设备的耐磨部件…）
各种型材的制造方法
真空精炼炉
电渣重熔 （ESR）炉
电弧炉
液压锻造机 热轧机
锻造棒材 轧材 钢丝
冷轧机
钢板
高速钢热加工的作用
・铸造状态下的网状组织（莱氏体共晶）
脆性很明显
铸造状态 ×130
放大的共晶组织 ×670
《锻造和轧制的作用》
・不仅可以准确形成材料的形状和尺寸，而且， 热加工还能破碎脆性的莱氏体共晶组织和一次碳化物， 并使其分散，从而提高材料的韧性。