高碳高合金工具钢(1)
合金钢分类、军工钢牌号
军工钢军工钢高强钢具有硬性高、耐磨性好、强度高等特性，也用于制造性能要求高的模具、轧辊、高温轴承和高温弹簧等。
军工钢高强钢经热处理后的使用硬度可达HRC63以上，在600℃左右的工作温度下仍能保持高的硬度，而且其韧性、耐磨性和耐热性均较好。
退火状态的军工钢高强钢的主要军工钢元素有多、钼、铬、钒，还有一些军工钢高强钢中加入了钴、铝等元素。
这类钢属于高碳高军工钢莱氏体钢，其主要的组织特征之一是含有大量的碳化物。
铸态高速工军工钢高强钢具钢中的碳化物是共晶碳化物，经热压力加工后破碎成颗粒状分布在钢中，称为一次碳化物；从奥氏体和马氏体基体中析出的碳化物称为二次碳化物。
这些碳化物对低军工钢高强钢的性能影响很大，特别是二次碳化物，其对钢的奥氏本晶粒度和二次硬化等性能有很大影响。
碳化物的数量、类型与钢的化学成分有关，而碳化物的颗粒度和分布则与钢的变形量有关。
工具钢分析仪分析钨、钼是军工钢高强钢的主要元素，对钢的二次硬化和其他性能起重要作用。
铬对钢的淬透性、抗氧化性和耐磨性起重要作用，对二次硬化也有一定的作用。
钒对钢的二次硬化和耐磨性起重要作用，但降低可磨削性能。
火温度很高，接近熔点，军工钢其目的是使军工钢碳化物更多的溶入基体中，使钢具有更好的二次硬化能力。
低军工钢高强钢淬火后硬度升高，此为第一次硬化，但淬火温度越高，则回火后的强度和韧性越低。
淬火后在350℃以下低温回火硬度下降在350℃以上温度回火硬度逐渐提高，至520~580℃范围内回火(化学成分不同，回火温度不同)出现第二次硬度高峰，并超过淬火硬度，此为二次硬化，这是低军工钢高强钢的重要特性。
军工钢属于合金钢的一种用途，因为强度，硬度，耐腐蚀性等各性能更强，适用于军用设备的特殊材料。
合金钢钢里除铁、碳外，加入其他的元素，就叫合金钢，是在普通碳素钢基础上添加适量的一种或多种合金元素而构成的铁碳合金。
根据添加元素的不同，并采取适当的加工工艺，可获得高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温、无磁性等特殊性能。
合金工具钢典型牌号
合金工具钢典型牌号
合金工具钢是一种具有优良耐磨性、硬度和耐热性的钢材，常用于制造刀具、模具、冲压件等工具。
以下是一些合金工具钢的典型牌号：
1. D2钢，D2工具钢是一种高碳高铬冷作模具钢，具有优异的硬度和耐磨性，常用于制造切削工具、冲模等。
2. M2钢，M2工具钢是一种高速钢，含有较高的钼、钴、钛等元素，具有优异的耐热性和切削性能，常用于制造钻头、铣刀等切削工具。
3. O1钢，O1工具钢是一种油淬冷作模具钢，具有良好的硬度和切削性能，常用于制造冲模、冷冲模等。
4. A2钢，A2工具钢是一种空气淬冷作模具钢，具有良好的淬透性和耐磨性，常用于制造模具、切削刀具等。
以上列举的合金工具钢牌号仅为部分典型代表，实际上还有许多其他合金工具钢牌号，每种钢材都有其特定的用途和特性，选择
合适的合金工具钢取决于具体的工具制造需求和工作环境。
希望以上信息能够对您有所帮助。
高性能金属结构材料 —工具钢
材料学院
主要内容
1 碳素及低合金工具钢 2 高速工具钢 3 冷作模具钢 4 热作模具钢
重点及基本要求
掌握各类钢的典型牌号、成分特点、合金元素的作 用、热处理及应用。
重点是高速钢钢、高碳高铬模具钢、锤锻模用钢。 难点是高速钢的合金元素作用、热处理工艺制定的
依据和显微组织与性能特点。
淬火：高速钢的淬火是为了获得高合金的奥氏体，淬火后获得高合金 的马氏体，具有高的回火稳定性，在高温回火时析出弥散合金碳化物 产生次生硬化，使钢具有高的硬度和热硬性。
高速钢中的M6C、M23C6和MC比较稳定，必须在高温下才能将其溶解。 三者中M23C6稳定性最差，在900℃以上大量溶解，到1090 ℃溶解完 毕； M6C在1037℃以上开始溶解，对W18Cr4V钢，1250 ℃以上溶解 量逐渐减小；MC在1100℃以上逐渐溶解，溶解速度比M6C慢。
MS(220℃)以下为马氏体转变区间。淬 火 后 约 含 有 70 ％ 的 隐 晶 马 氏 体 ， 还 用 20～25％残留奥氏体。在冷却过程中中 温停留或缓冷，将发生奥氏体热稳定化， 使MS点下降，残留奥氏体增多。
W18Cr4V钢加热1300℃时过 冷奥氏体恒温转变曲线
淬火方式一般用油淬空冷，对细长 件和薄片刃具采用分级淬火，一般用 580～620℃一次分级或再在350～400 ℃做二次分级。
二、高速工具钢
工具钢－高速工具钢
➢ 高速工具钢适用于高速切削刃具，由于合金度高，可保证刃部 在650℃时硬度仍高于HRC50，从而具有优良的切削性和耐磨 性。高速钢可分为三类：钨系高速钢，钼系高速钢和钨钼系高 速钢。其中钨系的W18Cr4V和钨钼系的W6Mo5Cr4V2应用最普 遍，属于通用型高速钢，而高碳高钒、含钴高钒高钴和超硬高 速钢属于特殊高性能高速钢。
第五节 合金工具钢与高速工具钢
第五节合金工具钢与高速工具钢工具钢用于制造各种工具，如量具、刃具、模具等。
工具钢按化学成分可分为非合金工具钢、合金工具钢和高速工具钢三类。
碳素工具钢已在第五章中介绍，以下主要讲解后两种工具钢。
一、合金工具钢合金工具钢包括量具刃具钢、冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢等。
1．量具刃具钢[应用场合]：主要用于制造低速切削刃具（如木工工具、钳工工具、钻头、铣刀、拉刀等）及测量工具（如卡尺、千分尺、块规、样板等）。
量具刃具钢要求具有高硬度（62～65HRC）、高耐磨性、足够的强韧性、高的热硬性（即刃具在高温时仍能保持高的硬度）；为保证测量的准确性，要求量具刃具钢具有良好的尺寸稳定性。
扳牙丝锥量具[化学成分]：量具刃具钢具有高碳成分，w C=0.8％～1.50％，以保证高的硬度和耐磨性。
加入的合金元素有Cr、Si、Mn、W等，用以提高钢的淬透性、耐回火性、热硬性和耐磨性。
[常用刃具钢]：9SiCr是应用广泛的刃具钢，用于制作要求变形小的各种薄刃低速切削刃具，如板牙、丝锥、铰刀等。
[常用量具钢]：高精度量具（如块规）可采用Cr2、CrWMn等量具刃具钢制造，也可用轴承钢（如GCr15）制造；简单量具(如卡尺、样板、直尺、量规等)多用碳素工具钢（如T10A）；要求精密并须防止腐蚀的量具，采用不锈钢3Cr13、9Cr18。
常用量具刃具钢的牌号、化学成分、热处理、力学性能及用途(摘自GB1299-2000)注：表中Cr06钢的平均w C ＞1%，为与结构钢区别，不标含碳量数字。
其平均w Cr =0.6%。
[热处理]：量具刃具钢的预先热处理为球化退火，最终热处理为淬火加低温回火，热处理后硬度达60～65HRC 。
高精度量具在淬火后可进行冷处理，以减少残余奥氏体量，从而增加其尺寸稳定性。
为了进一步提高尺寸稳定性，淬火回火后，还可进行时效处理。
2．冷作模具钢 [应用场合]：冷作模具用于冷态下（工作温度低于200～300℃）金属的成形加工，如冷冲模、冷挤压模、剪切模等。
农业机械常用材料知识.
（2）耐热性能好； （3）用于耐热材料、部分可做抗腐蚀材料。 8、低温钢 （1）低碳合金钢，根据耐低温程度合金元素有高有低； （2）抗低温性好； （3）用于低温材料（专用钢为镍钢）。合金元素因溶于铁素体中
起固溶强化作用,从而提高了材料的硬度和强度,但同时却使其韧性和 塑性相对降低。
二、农业机械常用 非金属材料
甲类钢A 按机械性能供应钢 A1，A2，A3…A7 普通碳素钢 乙类钢B 按化学成分供应的钢B1，B2，…B7等
（P≤0.05％,S ≤0.05%） 特类钢C 按机械性能＋化学成分 C1,C2,C3…C
b.按品质分类 优质碳素钢（P≤0.04％ S ≤0.04%）10，15， 20，25
高级优质钢（P≤0.03％S ≤0.02%） （三）合金钢：为了提高钢的机械性能、工艺性能或物理化学性 能,通常有意识地向钢中加入一些合金元素,由此得到的钢就叫合金 钢。
（一）铸铁：含碳量大于2.11％的铁碳合金 。真正有工业应用价值 的铸铁其含碳量一般为2.5%-6.67%。
铸铁的主要成分除铁之外,碳和硅的含量也比较高。由于铸铁中的 含碳量较高,使得其中的大部分碳元素已不再以Fe3C化合物存在,而 是以游离的石墨存在。
性能特点：是可焊性、塑性、韧性和强度均比较差,一般不能锻, 但它却具有优良的铸造性、减摩性、切削加工性能,价格便宜。
1、合金钢分类 （1）低碳型合金钢，合金元素总量一般≯3％；
（2）强度明显高于碳素钢，有较好的塑性和韧性，可焊性尚可； （3）用于中高温、抗氢、抗高温硫腐蚀等。
2、调质钢 （1）中碳型合金钢，合金元素含量较低； （2）强度较高； （3）用于高温螺栓、螺母材料等。 3、弹簧钢 （1）含碳量比调质钢高； （2）经调质处理，强度较高 抗疲劳强度较高； （3）用于弹簧材料。 4、滚动轴承钢 （1）高碳型合金钢，合金含量较高；
工程材料基础_西安交通大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
工程材料基础_西安交通大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.与传统陶瓷比较，特种陶瓷，也称为精细陶瓷、先进陶瓷，其特征是_____答案:原料纯度高_原料粒径更小_以人工合成化合物为原料_力学性能优异2.铸铁中的石墨形态有______答案:球状石墨_团絮状石墨_蠕虫状石墨_片状石墨3.压力容器用钢应选用____答案:低碳钢4.高速钢在切削加工前的预先热处理应进行____答案:球化退火5.普通碳素结构钢Q235-A•F，其中235代表其最低的____答案:屈服强度6.结合铝合金相图，其中成分处于乙区域的铝合金称为______【图片】答案:可热处理强化铝合金7.铝合金比强度大，广泛用作飞机的主要结构材料，其密度约为____g/cm3答案:2.78.合金渗碳体的硬度和热稳定性都优于渗碳体答案:正确9.金属材料的_________（性能）不能通过合金化或者热处理改变答案:弹性模量10.少量的硅和锰室温下溶入铁素体中，产生____答案:固溶强化11.平衡相图中奥氏体中溶解碳元素的最大值是____答案:2.11 wt.%12.共晶转变产物莱氏体是由____两个相组成的混合物答案:奥氏体和渗碳体13.______属于有色金属答案:钛合金_铜合金14._____具有面心立方晶体结构答案:Al15.耐磨钢ZGMn13良好的耐磨性来自于____答案:加工硬化16.晶界比晶粒本身容易被腐蚀和氧化答案:正确17.目前家装工程中采用最多的一种供水管道PP-R正式名称为_______答案:无规共聚聚丙烯管18.PMMA是______高分子材料的缩写答案:聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）19.马氏体组织中，高碳马氏体形貌为_____(两汉字）答案:片状20.W18Cr4V钢淬火后的回火温度应为____答案:560℃21.火花塞绝缘体选用______答案:氧化铝陶瓷22.钢的普通热处理包括_____答案:退火_回火_淬火_正火23.T12钢属于______答案:碳素工具钢24.常用的淬火介质种类有______答案:水_盐水(10%的浓度)_机油25.零件磨损失效的基本类型包括_____答案:接触疲劳_腐蚀磨损_粘着磨损_磨粒磨损26.经过冷轧后的15钢钢板，采用_____热处理可以降低硬度、恢复塑性答案:再结晶退火27.T12钢切削加工前的预先热处理工艺是______答案:球化退火28.炭/炭复合材料的增强相是_____答案:炭纤维29._____可以影响钢的淬透性答案:合金元素30.既可提高材料强度又可改善材料塑韧性的方法是____答案:细晶强化31.影响过冷奥氏体等温转变图的主要因素有____答案:合金元素_碳含量32.按含碳量分类，中碳钢含碳量为____答案:0.30~0.60%33.评定材料高温力学性能的指标包括_______和持久强度答案:蠕变极限34.纯铁在在912℃~1394℃的晶体结构为______(六个汉字)答案:面心立方结构35.从耐蚀性能考虑合金钢中含碳量越_____越好(一汉字)答案:低36.陶瓷主相的结合键通常有离子键和_____键（两个汉字）答案:共价37.GCr15合金钢中Cr的质量分数是______ %左右(填写数字)答案:1.538.一般铝合金相图等温转变为________转变(两个汉字）答案:共晶39.Fe-Fe3C平衡相图中，存在____个含有奥氏体的双相区（填写阿拉伯数学）答案:440.Fe-Fe3C平衡相图中，存在____个单相奥氏体区（填写阿拉伯数学）答案:141.上贝氏体钢和下贝氏体钢在工业生产中均有大量的应用答案:错误42.加入合金元素后，铁-渗碳体相图中的特征点和线不发生变化答案:错误43.铸铁的力学性能取决于____答案:基体组织_石墨的形态_变质处理_石墨化程度44.一般情况下，______材料具有更为优异的抗蠕变性能答案:陶瓷材料45.再结晶是形核和长大的过程，因而再结晶前后金属的晶体结构发生了变化答案:错误46.变形铝合金都可通过热处理手段达到增强的效果答案:错误47.高分子材料力学性能较低的原因是其高分子主链内的原子间结合力太弱答案:错误48.共析钢由珠光体到奥氏体的转变包括_____答案:奥氏体的长大_奥氏体的形核_剩余碳化物的溶解_奥氏体的均匀化49.陶瓷材料显微结构中存在着_______相答案:气孔_玻璃相_晶相50.对于碳钢进行退火的温度要高于临界温度（727℃）答案:错误51.对渗碳体相描述正确的有____答案:晶格为复杂的正交晶格_它是Fe和C形成的化合物52.固态纯铁在不同温度范围有不同的晶体结构答案:正确53.同一种金属，晶粒越细小其强度更高，塑性更好答案:正确54.多晶体材料都是多相材料答案:错误55.铁素体和奥氏体的根本区别在于它们的溶碳能力不同，前者少，后者多答案:错误56.工业纯铁中含有少量的碳元素答案:正确57.强度，硬度与塑韧性是一对矛盾，所以当强度，硬度升高时，塑韧性一定下降答案:错误58.固溶体中溶质原子位于晶格的间隙位置答案:错误59.晶格常数共包括晶胞的棱边长度a, b, c三个参数答案:错误60.奥氏体中溶解碳的质量分数是固定的，为2.11 wt.%答案:错误61.纯铁由面心立方转变为体心立方的温度为____℃（纯数字）答案:91262.一般金属结晶时，实际结晶温度低于理论结晶温度的现象称为____现象（2汉字）答案:过冷63.碳钢是一种以___和碳两种元素为主要成分的合金（汉字）答案:铁64.【图片】图中的缺陷为_____缺陷（1汉字）答案:点65.半导体和绝缘体的价带都是_____(2汉字)答案:满带66.一般钢进行气体渗碳时，合适渗碳温度为_____答案:930℃67.表面渗碳处理的零件一般的选用____答案:含碳量<0.25 %的钢68.（高温）莱氏体是由________相组成的混合物答案:奥氏体和渗碳体69.碳含量的增加对于缓冷碳钢的抗拉强度的影响规律是______答案:先增后降70.下图是某一亚共析钢室温下的平衡组织金相照片，其中白色区域为______【图片】答案:铁素体71.下图是某一亚共析钢室温下的平衡组织金相照片，其中黑色区域为_____【图片】答案:珠光体72.Fe-Fe3C相图中包晶转变的温度为____答案:1495℃73.Fe-Fe3C相图中共析转变的温度______答案:727℃74.Fe-Fe3C相图中共晶转变的温度为______答案:1148℃75.平衡相图中共析钢的含碳量为___wt.%答案:0.7776.等温淬火获得的是________组织（4汉字）答案:下贝氏体77.平衡相图中共晶白口铁的含碳量为_____ wt.%答案:4.378.Fe-Fe3C相图中存在五种类型的渗碳体，降温过程中甲位置形成的渗碳体类型为______【图片】答案:三次渗碳体79.Fe-Fe3C相图中存在五种类型的渗碳体，乙位置形成的渗碳体类型______【图片】答案:共析渗碳体80.Fe-Fe3C相图中存在五种类型的渗碳体，降温过程中丙位置形成的渗碳体类型为_______【图片】答案:二次渗碳体81.Fe-Fe3C相图中存在五种类型的渗碳体，丁位置形成的渗碳体类型为_______【图片】答案:共晶渗碳体82.渗碳体根据生成条件不同其形状也不同，对铁碳合金的力学性能影响很大，其中共析渗碳体形状为_____答案:薄片状83.在超导态下，磁力线不能进入超导体内部，导体内的磁场强度恒为零的特性称为____(3汉字）答案:抗磁性84.被磁化后磁场方向与外场方向相同，内部磁矩大大增强外磁场的材料称为____(3汉字)答案:铁磁体##%_YZPRLFH_%##铁氧体85.热双金属材料的主动层由高膨胀合金材料制备答案:正确86.材料热膨胀系数与其原子间的接合键强弱有关，结合键越强，热膨胀系数越低答案:正确87.本征半导体经过掺杂后可以获得P型或N型半导体答案:正确88.热电偶是测温元件答案:正确89.可伐（Kovar）合金是定膨胀合金答案:正确90.渗碳体根据生成条件不同其形状也不同，对铁碳合金的力学性能影响很大，其中共晶渗碳体形状为______答案:连续基体91.渗碳体根据生成条件不同其形状也不同，对铁碳合金的力学性能影响很大，其中一次渗碳体形状为_____答案:大块状92.碳含量为4.8wt.%的铁碳合金属于______答案:过共晶白口铸铁93.下列平衡组织中，乙图的金相组织为_____【图片】答案:亚共晶白口铸铁94.下列平衡组织中，丙图的金相组织为_____【图片】答案:过共析钢95.下列平衡组织中，戊图的金相组织为_____【图片】答案:过共晶白口铸铁96.下列平衡组织中，己图的金相组织为_____【图片】答案:共析钢97.Fe-Al（6%~16%）合金适合做软磁材料答案:正确98.下列铁碳合金中，铸造性能最好的是含碳量为_____wt.%答案:4.399.珠光体组织包括_______相答案:渗碳体_铁素体100.白口铸铁的力学性能特点包括______答案:脆性大_强度低_硬度高101.在Fe-Fe3C平衡相图中含碳量为0.12wt.%的合金经过包晶转变结束获得的相是____答案:δ相_γ相102.在Fe-Fe3C平衡相图中含碳量为3.2wt.%的合金经过共晶转变结束后获得的组织有_____答案:莱氏体_奥氏体103.在Fe-Fe3C平衡相图中含碳量为0.65wt.%的合金经过共析转变结束后获得的组织有____答案:珠光体_铁素体104.碳的质量分数增加，碳钢的塑性、韧性下降答案:正确105.物质从液相转变为固相的过程称为结晶过程答案:错误106.在Fe-Fe3C体系中，含碳量越高，合金的硬度越高答案:正确107.Fe3CI、Fe3CII和Fe3CIII具有相同的晶体结构，但形态不同答案:正确108.在Fe-Fe3C平衡相图中发生共晶转变时，同时存在三个相答案:正确109.工业纯铁中的含碳量不能大于0.0008wt.%答案:错误110.温度从1148℃降到727℃时，奥氏体溶解碳的能力逐渐增加答案:错误111.在Fe-Fe3C平衡相图中，奥氏体的最高溶碳能力为____wt.%(数字）答案:2.11112.在Fe-Fe3C平衡相图中，δ相的最高溶碳能力为____wt.%（数字）答案:0.09113.平衡相图中获得的珠光体组织中，铁素体相质量是渗碳体相的质量的___倍（整数数字）答案:8114.Fe-Fe3C平衡相图中液相存在的最低温度为_____℃（数字）答案:1148115.一般金属导体的电阻率随着温度升高而降低答案:错误116.超导材料希望超导临界温度越高越好答案:错误117.常用形状记忆合金包括______答案:Cu 系合金_Ti-Ni 系合金_Fe 系合金118.常用硬磁材料种类包括_____答案:稀土系永磁_铁氧体硬磁材料_铝镍钴系119.具有超导性的材料种类包括_____答案:金属间化合物超导体_合金超导体_元素超导体_陶瓷超导体120.为了防止奥氏体产生晶界腐蚀，采取的有效措施包括______答案:降低钢中碳含量_加入Ti、Nb，形成TiC或NbC_进行固溶处理或退火处理121.渗碳体的力学性能特点包括______答案:提高硬度_无塑性_硬而脆122.镇静钢锭的主要缺陷包括_______答案:缩孔_区域偏析_疏松123.实际(宏观的)块状金属在不同的方向上的性能是一样的答案:正确124.金属实际开始结晶温度也就是其理论结晶温度答案:错误125.渗碳体的化学式为_____(注意大小写，忽略下标)答案:Fe3C126.高碳高合金钢比高碳低合金工具钢所具有的性能优势包括_____答案:更高的耐磨性_更好的红硬性_更高的硬度127.碳含量为0.5wt.%的铁碳合金属于______答案:亚共析钢128.下列平衡组织中，丁图的金相组织为_____【图片】答案:共晶白口铸铁129.高碳低合金工具钢的常用牌号有_____答案:9SiCr_CrWMn_Cr2130.耐热钢要求具有的性能有_____答案:高的热强性_高温组织稳定性131.影响低温冲击韧度的因素，描述正确的是_____答案:FCC晶体结构的低温冲击韧度高_Mn、Ni元素降低韧脆转变温度_P，C，Si 元素提高韧脆转变温度132.低温钢对材料性能的要求有______答案:韧脆转变温度低_低温冲击韧性高133.工具钢主要来制备_______答案:刃具(切削加工工具)_模具(压力加工工具)_量具(测量工具)134.工业纯铁和碳钢经过大变形量的冷加工，某些性能会出现各向异性答案:错误135.经过冷变形的碳钢在加入过程中的再结晶发生了铁素体向奥氏体的转变答案:错误136.金属的冷变形度很小时，加热时无再结晶现象，晶粒仍保持原来大小。
刀具材料对照选用表
T7A T8A 碳素工具钢 T9A T10A T12A 9SiCr CrWMn Cr2 CrW5 Cr6WV W 合金工具钢 Cr12MoV CrMn 9Mn2V GCr6 GCr9 8Cr4V（W18） W6Mo5Cr4V2（M2） W14Cr4VMnXt W9Mo3Cr4V W12Cr4V4Mo（EV4） W6Mo5Cr4V3（M3） W9Cr4V5 W6Mo5Cr4V2Co（M36） W12Cr4V5Co5（T15） 高速工具钢 W9Cr4V5Co3 W2Mo9Cr4VCo8(M42) W7Mo4Cr4V2Co5(M41) W9Mo3Cr4V3Co10 W12Cr4V3Mo3Co5Si(Co5Si) W6Mo5Cr4V2A1(M2A,501) W6Mo5Cr4V5SiNbA1(B201) W10Mo5Cr4V3A1(5F-6) 9W18Cr4V(9W18) YG3 YG3X YG6 YG6X YG8 YG8C 硬质合金 YG6A（YA6） YT5
高碳高钒 同上 同上 含钴 高碳高钒含钴 同上 含钴超硬型 同上 同上 同上 无钴超硬型 同上 同上 同上
硬质合金
YT14 YT15 YT30 YW1 YW2
镀层材料 国产超细（亚细）晶粒硬质合金 国产碳（氮）化钛基硬质合金 陶瓷刀具 超硬刀具材料（金刚石，立方氮化硼）
用途
用于制造木工刀具、钳工工具等 用于制造切削软金属的刀具及木工刀具 同上 用于制造丝锥、铰刀、车刀、扳牙等 用于制造丝锥、铰刀、车刀、扳牙等 用于制造板牙、丝锥、钻头、铰刀、搓丝板、滚丝模等 用于制造比较精密的刀具如拉刀、板牙、长铰刀等 用于制造车刀、刨刀、插刀、铰刀等 用于制造铣刀、刨刀、刻刀等低速切削硬金属的刀具 用于制造搓丝板、滚丝板等 用于制造麻花钻、丝锥、铰刀等 用于制造搓丝板、螺纹滚丝板等 用于制造丝锥、长拉刀等 用于制造丝锥、板牙、铰刀 用于制造手用丝锥、手用锯条等 同上 用于制造手用丝锥、手用铰刀、圆板牙、机用锯条等 加工一般钢与铸铁，可制造各种刀具，但不宜用热成型法制造刀具 加工一般钢与铸铁，可制造轧制刀具及其他要求热塑性好的刀具以及受力大的刀具 加工一般钢与铸铁，可制造各种刀具 加工一般钢与铸铁，可制造各种刀具 用于制造对耐磨性要求高的刀具 同上 同上 用于加工高温合金、钛合金、奥氏体不锈钢等难加工材料 用于加工高温合金、不锈钢等，但修磨困难，不宜做复杂刀具 同上 用于加工高强度钢、高温合金、钛合金等难加工材料，做各种刀具 同上 同上 同上 可代替高钴高速钢加工难加工材料 同上 同上 可加工韧性和硬度较高的材料，如不锈钢和部分代替钴高速钢 适合铸铁、有色金属及其合金、非金属材料（橡胶、纤维、塑料、板岩、玻璃、 石磨电极等）连续精车及半精车 适合铸铁、有色金属及其合金的精车、精镗等，也适用于淬硬钢及钨、钼材料的 精加工 适合铸铁、有色金属及其合金、非金属材料连续切削时的粗车，间断切削时的半 精车、精车，连续断面的半精铣与精铣 适用冷硬铸铁、合金铸铁、耐热钢的加工，也适用于普通铸铁的精加工，并可用 于制造仪器仪表工业用的小型刀具和小模数滚刀 适合铸铁、有色金属及其合金、非金属材料的粗加工 适合重裁切削下的车刀、刨刀等 适合硬铸铁、灰铸铁、球墨铸铁、有色金属及其合金，耐热合金钢的半精加工， 也可用于高锰钢、淬硬钢及合金钢的半精加工和精加工 适合碳钢及合金钢不连续面的粗车、粗刨、半精刨、粗铣、钻孔等
常用金属材料显微组织观察实验报告
常用金属材料的显微组织观察一、实验目的1．观察各种常用合金钢，有色金属和铸铁的显微组织。
2．分析这些金属材料的组织和性能的关系及应用。
二、金属材料的显微组织观察及分析1．几种常用合金钢的显微组织合金钢依合金元素含量的不同，可分为三种：合金元素总量小于5％的称为低合金钢；合金元素为5～10％的称为中合金钢；合金元素大于10％的称为高合金钢。
1）一般合金结构钢、合金工具钢都是低合金钢。
由于加入合金元素，铁碳相图发生一些变动，但其平衡状态的显微组织与碳钢的显微组织并没有本质的区别。
低合金钢热处理后的显微组织与碳钢的显微组织也没有根本的不同，差别只是在于合金元素都使C曲线右移(除Co外)，即以较低的冷却速度可获得马氏体组织。
40Cr钢经调质处理后的显微组织是回火索氏体。
GCrl5钢(轴承钢)840℃油淬低温回火试样的显微组织，与T12钢780℃水淬低温回火试样的显微组织也是一样的，都得到回火马氏体＋碳化物十残余奥氏体组织。
图1、16Mn-淬火-x400马氏体16Mn钢属于碳锰钢，碳的含量在0.16%左右。
16Mn钢的合金含量较少，焊接性良好，焊前一般不必预热。
加入合金元素锰，使C曲线右移，在淬火处理后，组织为马氏体组织。
但由于16Mn钢的淬硬倾向比低碳钢稍大，所以在低温下（如冬季露天作业）或在大刚性、大厚度结构上焊接时，为防止出现冷裂纹，需采取预热措施。
图2、16Mn-正火-x400铁素体索氏体16Mn属于低碳钢，碳含量<0.16%，正火后组织为F+S。
在400倍显微镜下，索氏体基本上不可分辨。
16Mn钢是目前我国应用最广的低合金钢。
广泛应用于各种板材、钢管。
图3、65Mn-等温淬火-400下贝氏体65Mn，锰提高淬透性，但Mn含量过大会导致过热现象。
特性：经热处理后的综合力学性能优于碳钢，65Mn 钢板强度、硬度、弹性和淬透性均比65号钢高。
但有过热敏感性和回火脆性。
应用：用作小尺寸各种扁、圆弹簧、座垫弹簧、弹簧发条，也可制作弹簧环、气门簧、离合器簧片、刹车弹簧及冷拔钢丝冷卷螺旋弹簧。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第四章合金钢
第3节合金工具钢
第2讲高碳高合金工具钢
高碳低合金工具钢有短板
温度高于300度的时候，硬度急剧下降
合金工具钢之三高碳高合金工具钢
更高的温度下使用的工具钢怎么办？
解决之道：采用热硬性更好的高碳高合金工具钢
w C =0.70%~2.3%w Me ＞10%
高碳高合金工具钢成分特点
具有优良的淬硬性、回火抗力、红硬性和
耐磨性
红硬性(热硬性):
是指外部受热升温时工具钢仍能维持高硬
度(大于60 HRC) 的功能
性能特点
1高速钢
用于制造高速切削刀具
的钢种
高碳高合金工具钢包括两类(高速钢、高铬钢)高速钢分类(从成分角度)：钨系、钼系、钒系
高速是指切削速度(相对)高
高速钢的成分
高碳和大量的碳化物形成元素
w C=0.70~1.5%w Cr=3.8~4.0%
w W=6.0~19.0%w Mo=0~6.0%
w V=1.0~5.0%
形成碳化物种类
Cr23C6, W2C, Mo2C,
Fe3W3C, Fe3Mo3C,VC
•Cr 提高钢的淬透性，回火抗力，抗氧化，抗脱碳，抗腐蚀能力
•
W 和Mo 提高钢的回火抗力，热硬性•W 2C 、Mo 2C 可以在500℃~600℃产生二次硬化
高速钢的性能
高硬度，高耐磨性，高的红(热)硬性
元素的作用
高速钢锻造工艺
铸造→热轧→(反复)锻造→球化退火
钢锭必须进行锻造(三镦三拔)
目的：
使粗大的(共晶)碳化物(Fe3W3C, Fe3Mo3C) 破碎成小颗粒, 均匀分布
→提高强度，塑性和韧性
高速钢热处理工艺
预先热处理: 球化退火
目的：进一步细化碳化物降低硬度
改善切削加工性能
退火后组织：索氏体+细粒状碳化物
最终热处理淬火+高温回火
冷处理和时效处理
回火后的组织
细针状回火马氏体+ 细颗粒状碳化物+
少量残余奥氏体
常用高速钢典型牌号
W18Cr4V
W6Mo5Cr4V2
时间
温度/℃W18Cr4V 钢的热处理工艺规范图3次高温回火每次1h
目的：减少残余奥氏体提高硬度消除内应力
产生二次硬化
0 100 200 300 400 500 600
回火温度/℃
W18Cr4V 钢的硬度与回火温度的关系
W18Cr4V钢
淬火组织W18Cr4V钢回火组织
隐晶马氏体+细粒状碳化物+残留奥氏体(大量)针状回火马氏体+粒状碳化物+残留奥氏体(少量)
高碳高合金工具钢
2 高铬钢
应用领域：
制造承受重载荷、形状复杂
要求变形小、耐磨性高、红硬性好的模具材料(工作温度<300℃)
高铬钢 冷作模具
应用: 冷拉模, 冷镦模, 冷挤压模等
服役条件
挤压; 摩擦; 冲击; 震动等
常见失效方式
磨损；断裂；疲劳等
性能要求
高硬度，高耐磨；足够的强、韧性
w C = 2.00~2.30% w Cr = 11.50~13.00%
Cr12Cr12 Cr12MoV
高铬钢典型牌号
高铬钢成分特点
高碳高铬
高碳：
1.45%~1.70%
作用：形成碳化物，提高硬度
合金元素：Cr（~12%）、Mo、V
作用：提高淬透性，提高耐磨性，提高回火
抗力，细化晶粒…
高铬钢铸态组织
存在较多共晶碳化物
铸造→热轧→(反复)锻造→球化退火
热轧以后必须要进行：
反复的锻造
目的：破碎共晶碳化物，并使之均匀分布
高铬钢的热处理工艺
预先的热处理：球化退火
最终热处理：淬火+ 回火
高铬钢的组织
回火马氏体+粒状碳化物+少量的残余奥氏体
高铬钢的性能
具有高的耐磨性。