工具钢
合金工具钢的分类
合金工具钢的分类
合金工具钢根据化学成分、用途和工艺性能等因素可以进行不同的分类。
下面是一些常见的合金工具钢分类：
1. 碳工具钢：主要是由碳作为合金元素，含有较高的碳含量，一般在0.60%至1.50%之间。
碳工具钢具有较高的硬度和强度，适用于制造切削工具、冲模和冷模等。
2. 高速工具钢：主要含有较高的碳和钨、钼、钴等合金元素。
高速工具钢具有优异的耐高温、耐磨损性能，适用于制造高速切削工具，如铣刀、麻花钻等。
3. 高硬度合金工具钢：主要含有较高的碳、铬和钼等合金元素。
高硬度合金工具钢具有较高的硬度和耐热性能，适用于制造切削刃和热作模具等。
4. 高温合金工具钢：主要含有较高的铼、钼、钨等合金元素。
高温合金工具钢具有较高的抗高温强度和耐热性能，适用于制造耐高温切削工具和模具等。
5. 不锈钢工具钢：由于不锈钢添加了铬元素，具有良好的耐腐蚀性能，适用于制造一些特殊用途的工具，如医疗器械、食品加工工具等。
需要注意的是，以上仅是合金工具钢的一些常见分类，实际上根据具体的需求和应用场景，合金工具钢可以有更多的分类方式。
工具钢的密度
工具钢的密度嘿，朋友，今天咱们来聊聊工具钢的密度这事儿。
你知道吗，工具钢的密度啊，那可是很有趣的一个话题呢。
工具钢它不是一种单一的东西，就像人一样，有各种各样的类型，不同类型的工具钢密度还不太一样。
一般来说，工具钢的密度大概在7.8 - 7.9克/立方厘米这个范围。
这密度有啥用呢？你看啊，如果是制造一些工具，像小锤子啊、小扳手之类的，知道密度就很重要啦。
密度合适的工具钢，做出来的工具拿在手里就感觉很扎实，不会轻飘飘的。
要是密度不对，那工具可能就不好用，用着用着就坏了，多让人糟心呀。
想象一下，一个小铁匠在他的小作坊里，要打造一把超棒的小刀。
他得先选对工具钢的密度合适的材料才行。
如果选错了，那把小刀可能就没办法削铁如泥啦，说不定连切个苹果都费劲。
我还听说过一些有趣的事儿呢。
有些老工匠啊，他们闭着眼睛摸一摸工具钢，就能大概猜出这密度合不合适。
这就像我们平时去菜市场买菜，老手一摸就知道菜新不新鲜一样。
这就是经验的魔力呀。
而且呢，工具钢的密度还和它的其他性能有关系。
密度合适的工具钢，往往强度和硬度也能达到比较好的平衡。
就像一个团队里的小伙伴，大家配合得好，整个团队就很强大。
工具钢的各种性能也是这样，密度和其他性能配合好了，就能在各个领域大显身手，不管是建筑行业的大工具，还是做手工用的小工具，都离不开合适密度的工具钢呢。
咱们再从另一个角度看，工具钢的密度也反映了它的质量。
质量好的工具钢，密度一般都是比较稳定的。
就像一个靠谱的朋友，总是稳稳当当的。
要是密度忽高忽低，那这工具钢肯定是有问题的，就像那种一会儿这样一会儿那样的朋友，让人不放心呢。
所以啊，在选择工具钢的时候，密度可是一个很重要的考量因素哦。
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。
工具钢化学成分
工具钢化学成分一、工具钢化学成分的含义工具钢是一种具有较高硬度、耐磨性和强度的钢材，适用于制造各种切削工具、冲压模具和机械零部件等。
工具钢的化学成分是指其合金元素的含量，包括碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、硫(S)、磷(P)、铬(Cr)、钼(Mo)、钒(V)、钛(Ti)等。
二、常见元素及其影响1. 碳(C)：碳是工具钢中最重要的元素之一，它能够增加钢的硬度和强度。
适量的碳含量可以提高工具钢的切削性和耐磨性，但过高的碳含量会导致脆性增加，影响钢的韧性。
2. 硅(Si)：硅是一种强化元素，能够提高工具钢的强度和硬度。
适量的硅含量可以改善工具钢的热加工性能和耐热性能，但过高的硅含量会降低钢的塑性和韧性。
3. 锰(Mn)：锰是一种强化元素，能够增加工具钢的强度和韧性。
适量的锰含量可以提高工具钢的耐磨性和冲击韧性，但过高的锰含量会降低钢的切削性能。
4. 硫(S)：硫是一种有害元素，会增加工具钢的脆性和热裂敏感性。
因此，工具钢中通常要求硫含量较低，以提高钢的塑性和韧性。
5. 磷(P)：磷是一种杂质元素，会降低工具钢的塑性和韧性。
因此，工具钢中通常要求磷含量较低，以提高钢的强度和韧性。
6. 铬(Cr)：铬是一种重要的合金元素，能够提高工具钢的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
适量的铬含量可以提高工具钢的切削性能和耐磨性，但过高的铬含量会降低钢的韧性。
7. 钼(Mo)：钼是一种重要的合金元素，能够提高工具钢的硬度、强度和耐磨性。
适量的钼含量可以改善工具钢的高温强度和热稳定性，但过高的钼含量会增加工具钢的成本。
8. 钒(V)：钒是一种重要的合金元素，能够提高工具钢的硬度和强度。
适量的钒含量可以改善工具钢的切削性能和耐磨性，但过高的钒含量会降低钢的冲击韧性。
9. 钛(Ti)：钛是一种强化元素，能够提高工具钢的硬度和强度。
适量的钛含量可以改善工具钢的切削性能和耐蚀性，但过高的钛含量会降低钢的韧性。
三、合理的化学成分设计工具钢的化学成分需要根据具体应用来进行设计。
目前国内最常用的工具钢型号
目前国内最常用的工具钢型号工具钢是一类用于制造各种工具的特殊钢材。
它具有高硬度、高强度、良好的耐磨性和耐蚀性等优点，被广泛应用于制造切削工具、冲压模具、测量工具、装配工具等各种工具中。
在国内，有许多不同的工具钢型号被广泛使用，下面将介绍几种目前国内最常用的工具钢型号。
1. Cr12MoVCr12MoV是一种具有优良切削性、高硬度和良好的耐磨性的高碳高铬不锈工具钢。
它具有很好的冷热工作硬化能力和高耐磨性，适用于制造各种冷冲模具、热冲模具、冷切削模具等工具。
Cr12MoV工具钢具有较高的耐磨性和硬度，能够适应高负荷和高强度工作环境。
2. 9CrWMn9CrWMn是一种具有高硬度、高强度、高耐磨性和高韧性的工具钢。
它具有良好的耐蚀性和切削性能，适用于制造冷切削刀具、弯刀、冲头等工具。
9CrWMn工具钢具有较好的切削性能和耐磨性，能够在高速切削和高负荷切削中保持稳定的性能。
3. 4Cr5MoSiV14Cr5MoSiV1是一种具有优异的耐磨性、高硬度和高温强度的冷作模具钢。
它具有良好的耐热性和耐蚀性，适用于制造冷压模具、热压模具、挤压模具等工具。
4Cr5MoSiV1工具钢具有较高的硬度和热稳定性，能够在高温和高压力环境下保持稳定的性能。
4. 5CrMnMo5CrMnMo是一种具有高硬度、高韧性和高耐磨性的热作模具钢。
它具有良好的热稳定性和耐蚀性，适用于制造热切削刀具、热冲模具、热冲压模具等工具。
5CrMnMo工具钢具有较高的强度和耐磨性，能够在高温和高压力环境下保持稳定的性能。
5. 3Cr2W8V3Cr2W8V是一种具有高硬度、高强度和高耐磨性的冷作模具钢。
它具有良好的耐热性和耐蚀性，适用于制造冷压模具、冲头、冷切削刀具等工具。
3Cr2W8V 工具钢具有较高的硬度和切削性能，能够在冷切削和冲压中保持稳定的性能。
以上是目前国内最常用的几种工具钢型号，它们具有不同的优点和适用范围，能够满足各种不同工具的制造需求。
工具钢
工具钢基本概念：工具钢是指用于制造切削工具、量具、模具及抗高温软化弹簧、各类轴承和一些耐磨零件等的钢。
通常分为碳素工具钢、合金工具钢和高速工具钢。
工具钢的特性工具钢具有良好的强度、韧性、硬度、耐磨性和回火稳定性等性能。
主要用于制造各种切削刀具、成形工具和测量工具。
(1)硬度工具钢制成工具经热处理后具有足够高的硬度，如用于金属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产生高温的受热条件下，仍能保持高的硬度和良好的红硬性。
碳素工具钢和合金工具钢一般在180℃-250℃、高速工具钢在600℃左右的工作温度下，仍能保持较高的硬度。
红硬性对热变形模具和高速切削刀具用钢是非常重要的性能。
(2)耐磨性工具钢具有良好的耐磨性，即抵抗磨损的能力。
工具在承受相当大的压力和摩擦力的条件下，仍能保持其形状和尺寸不变。
(3)强度和韧性工具钢具有一定的强度和韧性，使工具在工作中能够承受负荷、冲击、震动和弯曲等复杂的应力，以保证工具的正常使用。
(4)其他性能由于各种工具的工作条件不同，工具用钢还具有一些其他性能，如模具用钢还应具有一定的高温力学性能、热疲劳性能、导热性和耐腐蚀性能等。
工具钢除了具有上述使用性能外，还应具有良好的工艺性能。
(1)加工性工具钢应具有良好的热压力加工性能和机械加工性能，才能保证工具的制造和使用。
钢的加工性取决于化学成分、组织和质量。
(2)淬火温度范围工具钢的淬火温度范围应足够宽，以减少过热的可能性。
(3)淬硬性和淬透性淬硬性是钢在淬火后所能达到最高硬度的性能。
淬硬性主要与钢的化学成分特别是碳含量有关，碳含量越高，则钢的淬硬性越高。
淬透性表示钢在淬火后从表面到内部的硬度分布状况。
淬透性的高低与钢的化学成分、纯洁度、晶粒度有关。
根据用于制造不同的工具，对这两种性能各有一定的要求。
(4)脱碳敏感性工具表面发生脱碳，将使表面层硬度降低，因此要求工具钢的脱碳敏感性低。
在相同的加热条件下，钢的脱碳敏感性取决于其化学成分。
日本工具钢牌号
日本工具钢牌号不管我们愿意与否，日本的钢铁企业一直以来都领先于我们，随着改革开放二、三十年我们对外向性经济的依赖，也照成我们对国外钢材的依赖，特别是日本钢材，为方便部分有需要的工程技术人员现将日本工具钢介绍如下：1、碳素工具钢钢号用SKx表示，K为日文“工具”拼音Kogu(罗马字)的字头，x为数字序号，列如SK1。
JIS标准碳素工具钢的钢号及化学成分（质量分数）（%）[JIS G4401（1983）]钢号 C Si Mn P S 残余元数（不大于）Cr Ni CuSK1 1.30~1.50 ≤0.35≤0.50≤0.03≤0.03 0.20 0.25 0.30SK2 1.10~1.30 ≤0.35≤0.50≤0.03≤0.03 0.20 0.25 0.30SK3 1.00~1.10 ≤0.35≤0.50≤0.03≤0.03 0.20 0.25 0.30SK4 0.90~1.00 ≤0.35≤0.50≤0.03≤0.03 0.20 0.25 0.30SK5 0.80~0.90 ≤0.35≤0.50≤0.03≤0.03 0.20 0.25 0.30SK6 0.70~0.80 ≤0.35≤0.50≤0.03≤0.03 0.20 0.25 0.30SK7 0.60~0.70 ≤0.35≤0.50≤0.03≤0.03 0.20 0.25 0.30碳素工具钢的热加工与热处理规范钢号热加工温度退火温度退火后硬度（HBS）淬火温度淬火介质回火温度淬火回火后硬度（HRC）开始终止SK1 1000~1050 850 750~780 63SK2 1000~1050 850 750~780 63SK3 1000~1050 850 750~780 63SK4 1050~1100 850 740~760 61SK5 1050~1100 850 730~760 59SK6 1050~1100 850 730~760 57SK7 1050~1100 850 730~760 562、合金工具钢其钢号有SKS，SKD，SKT三类，字母后用一位或二位数字表示序号，没有明显规律。
刀具材料的种类很多，常用的材料有工具钢、硬质合金、陶瓷和超硬
刀具材料的种类很多，常用的材料有工具钢、硬质合金、陶瓷和超硬1、碳素工具钢碳素工具钢是指碳的质量分数为0.65％～1.35％的优质高碳钢。
用做刀具的牌号一般是T10A和T12A。
常温硬度60～64HRC。
当切削刃热至200～250℃时，其硬度和耐磨性就会迅速下降，从而丧失切削性能。
碳素工具钢多用于制造低速手用工具，如锉刀、手用锯条等。
2、合金工具钢为了改善碳素工具钢的性能，常在其中加入适量合金元素如锰、铬、钨、硅和钒等，从而形成了合金工具钢。
常用牌号有9SiCr、GCrl5、CrWMn等。
合金工具钢与碳素工具钢相比，其热处理后的硬度相近，而耐热性和耐磨性略高，热处理性也较好。
但与高速钢相比，合金工具钢的切削速度和使用寿命又远不如高速钢，使其应用受到很大的限制。
因此，合金工具钢一般仅用于取代碳素工具钢，作一些低速、手动刀具，如手用丝锥、手动铰刀、圆板牙、搓丝板等。
3、高速钢高速钢是一种含钨、铝、铬、钒等合金元素较多的高合金工具钢。
高速钢主要优点是具有高的硬度、强度和耐磨性，且耐热性和淬透性良好，其允许的切削速度是碳素工具钢和合金工具钢的两倍以上。
高速钢刃磨后切削刃锋利，故又称之为“锋钢”和“白钢”。
高速钢是一种综合性能好、应用范围较广的刀具材料，常用来制造结构复杂的刀具，如成形车刀、铣刀、钻头、铰刀。
拉刀、齿轮刀具等。
高速钢按其用途和性能不同，可分普通高速钢和高性能高速钢；按其化学成分不同，又可分为钨系高速钢和钨钼系高速钢。
1) 普通高速钢是指加工一般金属材料用的高速钢。
常用牌号有W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2。
① W18Cr4V属钨系高速钢，它具有性能稳定，刃磨及热处理工艺控制方便等优点，但因钨价较高，且使用寿命短故使用较少。
② W6Mo5Cr4V2属钨钼系高速钢，它的碳化物分布均匀，抗弯强度，冲击韧度和高温塑性都比W18Cr4V好，但磨削工艺略差。
因其使用寿命长、价格低，故被广泛使用。
2) 高性能高速钢是在普通高速钢中再加入一些合金元素，以进一步提高它的耐热性、耐磨性。
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工具钢概述工具钢是用以制造各种加工工具的钢种。
根据用途不同。
工具钢可分为刃具用钢、模具围钢和量具用钢。
按化学成分不同。
工具钢又可分为碳素工具钢、合金工具钢和高速钢。
各类工具钢由于工作条件和用途不同。
所以对性能的要求也不同。
但各类工具钢除飓有各自的特殊性能之外。
在使用性能及工艺性能L也有许多共同的要求。
如高硬度、高磨性是工具例最重要的使用性能之一。
工具若没有足够高的硬度是不能进行切削加工的。
否则，在应力作用下工具的形状和尺寸都要发生变化而失效。
高耐磨性则是保证和提高工具寿命的必要条件。
除了上述共性之外，不同用途的工具钢也有各自的特殊性能要求、例如，刃具钢除要求高硬度。
高耐磨性外。
还要求红硬性及一定的强度和韧性。
冷模具钢要求高硬度、高耐磨性、较高的强度和一定的动化热模具钢则要求高的韧性和耐热疲劳性及一定的硬度和耐磨性。
对于量具钢。
除要求具有高硬度、高耐磨性外。
还要求高的尺寸稳定性。
在化学成分上。
为了使工具钢尤其是刀具钢具有高的硬度，通常都使其含有较高的碳(含碳量为0.65% ~1.55% )，以保证淬火后获得高碳马氏体、从而得到高的硬度和切断抗力，这对减少和防止工具损坏是有利的。
此外。
高的合碳量还可以形成足够数量的碳化物以保证高的耐磨性、所加入的合金元素主要是使钢具有高硬度和高耐磨性的一些碳化物形成元素如Cr、W、M。
、V等。
有时也加入Mn和Si，其目的主要是增加钢的淬透性以达到减少钢在热处理时的变形。
同时增加钢回火稳定性。
对于切削速度较高的刃具常加入较多的W、Mo、V、Co等合金元素。
以提高钢的红硬性。
工具钢对钢材的纯洁度要求很严。
对S、P含量一般均限制在0.02%~0。
03%以下。
属于优质钢或高级优质钢。
钢材出厂时。
其化学成分、脱碳层、碳化物不均匀度等均应符合国家有关标准规定、否则会影响工具钢的使用寿命。
生产实践表明刃具钢理想的淬火组织应是细小的高碳马氏体和均匀细小的碳化物。
因此刃具钢在热处理前都应进行球化退火，以使碳化物呈细小的颗粒状。
且分布均匀。
这不仅对保证钢的优良切削性、耐磨性和韧性有利。
而且对热处理工艺(如防止或减轻过热敏感性、变形、淬裂倾向等)亦十分有利。
经球化退火后的组织为铁素体。
其基体上分布着细小均匀的粒状碳化物。
工具钢因含碳量较高，因此。
在热处理淬火加热时应在盐浴炉或保护气氛条件下进行加热。
否则易产生氧化脱碳现象。
值得注意的是应在淬火后及时进行回火。
对于一种工具。
选用什么样的钢材合理。
首先应从工具的工作条件、失效形式及性能要求出发，然后选择合适的钢种。
最后再制订正确的热处理工艺。
同时还应考虑工具钢的工艺性能包括热加工性能、切削加工性能和热处理工艺性能。
如钢的淬透性、淬硬性、过热敏感性、脱碳倾向性和热处理变形性能等)。
应该注意至，一种钢可以兼有几种用途。
如T8钢既可以用来制造简单模具。
也可以制造夹具、木工工具、钳工工具等。
这些因素在选用工具钢时。
均应予以考已本章主要介绍刃具钢、模具钢的工作条件、失效形式及其性能要求。
阐述各类钢种的衍变、选材原则及其发挥材料性能潜力的途径。
2 刃具用钢刃具钢是用来制造各种切削加工工具的钢种、刃具的种类繁多加车刀、铁刀刨刀、钻头、丝锥及极牙等。
其中车刀最具有代表性，车刀的工作条件基本能反映各类刃具工作条件的特点。
一、刃具钢的工作条件及性能要求刃具在切削过程中。
刀刃与工件表面金属相互作用。
使切屑产生变形与断裂。
并从工件整体上剥离下来。
故刀刃本身承受弯曲、扭转、剪切应力和冲击、振动等负荷作用。
同时还要受到工件和切屑的强烈摩擦作用。
由于切屑层金属的变形以及刃具与工件、切属的摩擦产生大量的摩擦热。
均使刃具温度升高一切削速度越快。
则刃具的温度越高，有时刀刃温度可达600℃左右。
刀刃温度的升高(△T)与切削速度(v)、走刀量(S)和切削进对深度(t)之间有如下经验关系公式△T=C·V a·S b·t c式中a、b、c、C均为随刃具与工件材料而异的常数。
其中对对对温度升高的影响以切削速度(v)的影响最大。
刀刃的失效形式写多种。
有的刀具刀刃处受压弯曲有的刀具受强烈振动、冲击时崩落一块(即崩刃)有的小型刃具整体折断等等。
但这些情况毕竟比较少见，刃具较普遍的失效形式是磨损，当刃具磨削到一定程度后就不能正常工作了。
否则会影响加工质量。
由上述可知。
刃具钢应具有如下使用性能(1)为了保证刀刃能犁人工件并防止卷刃必须使刃具具有高于被切削材料的硬度(一般应在H RC60以上，加工软材料时可为HRC45~55)故刃具钢应是以高碳马氏体为基体的组织。
(2)为了保证刃具的使用寿命。
应当要求有足够的耐磨性。
高的耐磨性不仅决定于高便度，同时也决定于钢的组织。
在马氏体基体上分布着弥散的碳化物。
尤其是各种合金碳化物能有效地提高刃具钢的耐磨损能力(3)由于在各种形式的切削加工过程中。
对具承受着冲击、振动等作用，应当要求对具有足够的塑性和韧性。
以防止使用中崩刃或折断。
(4)为了使刃具能承受切削热的作用。
防止在使用过程中因温度升高而导致硬度下降。
应要求刃具有高的红硬性。
钢的红硬性是指钢在受热条件下。
仍能保持足够高的硬度和切削能力，这种性能称为钢的红硬性。
红硬性可以用多次高温回火后在室温条件下测得的硬度值来表示。
所以红硬性是钢抵抗多次高温回火软化的能力，实质上这是一个回火抗力的问题。
应当指出。
上述四点是对刃具钢的一般使用性能要求。
而视使用条件的不同可以有所侧重。
如挫刀不一定需要很高的红硬性。
而钻头工作时。
其对部热量散失困难。
所以对红硬性要求很高。
此外，选择刃具钢时。
应当考虑工艺性能的要求。
例如。
切削加工与磨削性能好。
具有良好的淬透性。
较小的淬火变形、开裂敏感性等各项要求都是刀具钢合金化及其选材的基本依据。
二、刃具钢的钢种衍变通常按照使用情况及相应的性能要求不同。
将刃具钢分为：碳素工具钢、合金工具钢和高速钢三类。
衡量一个国家工具材料的水平常以高速钢为标准。
故重点讨论之。
1.碳素刃具钢由二所述。
刃具钢最基本的性能要求是；高硬度高耐磨性。
高硬度是保证进行切削的基本条件，高耐磨性可保证刃具有一定的寿命。
即耐用度。
针对上述两个要求。
最先发展起来的是碳素刃具钢。
其合碳量范围在0.65%~1。
35%，属高碳钢。
包括亚共析钢、共析钢和过共析钢。
碳素刃具钢的热处理工艺为淬火+低温回火。
一般亚共析钢采用完全淬火。
淬火后的组织为细针状马氏体。
过共析钢采用不完全淬火。
淬火后的组织为隐晶马氏体十位溶碳化物。
且由于未溶碳化物的存在，使钢的韧性较低。
脆性较大。
所以在使用中脆断倾向性大。
应予以充分注意。
在碳素刃具钢正常淬火组织中还不可避免地会有数量不等的残余奥氏体存在。
常用的碳素对具钢的成分、性能和用途如表4.1所示。
表碳素工具钢的牌号、成分和用途牌号化学成分(%)硬度用途举例C Si Mn 供应状态HB(不大于)淬火后HRC(不大于)T7 T7A 0.65~0.75≤0.35≤0.4018762承受冲击，任性较好，硬度适当的工具，如扁铲、手钳、大锤、木工工具T8 T8A 0.75~0.84≤0.35≤0.4018762承受冲击，任性较好，硬度适当的工具，如扁铲、手钳、大锤、木工工具T8Mn T8 Mn A 0.80~0.90≤0.35≤0.40~0.6018762承受冲击，任性较好，硬度适当的工具，如扁铲、手钳、大锤、木工工具，但淬透性较大。
可制断面较大的工具T9 T9A 0.85~0.94≤0.35≤0.4019262韧性中等、硬度高的工具、如冲头、木工工具、凿岩工具T10 T10 A 0.95~1.04≤0.35≤0.4018762不受剧烈冲击，高硬度耐磨的工具、如车刀、刨刀、丝锥、钻头、手锯条T11 T11 A 1.05~1.14≤0.35≤0.4020762不受剧烈冲击，高硬度耐磨的工具、如车刀、刨刀、丝锥、钻头、手锯条T12 T12 A 1.15~1.24≤0.35≤0.4020762不受剧烈冲击，高硬度耐磨的工具、如锉刀、刮刀、丝锥、精车刀、量具T13 T13 A 1.25~1.35≤0.35≤0.4021762不受冲击，高硬度耐磨的工具、如锉刀、刮刀、丝锥、精车刀、量具要求更高耐磨的工具如刮刀、锉刀。
①淬火后硬度不是指用途举例中各种工具的硬度，而是指碳素工具钢材料在淬火后的最低硬度。
碳素刃具钢在性能上有两个缺点、一个不足。
即淬透性低。
工具断面尺寸大于15mm时。
水淬后只有工件表面层有高硬度。
故不能做形状复杂、尺寸较大的刀具；红硬性差。
当工作温度超过250℃，硬度和耐磨性迅速下降。
而失去正常工作的能力；碳素刃具钢从成分上看，不含有合金元素。
淬火回火后碳化物属于渗碳体型。
硬度虽然可达HRC62但耐磨性不足。
碳素刃具钢在热处理时须注意以下几点①碳素工具钢淬透性低，为了淬火后获得马氏体组织。
淬火时工件要在强烈的淬火介质(如水、盐水、碱水等)中冷却。
因而淬火时产生的应力大。
将引起较大的变形甚至开裂。
故而淬火后应及时回火②碳素刃具钢在淬火前经球化退火处理，在退火处理过程中。
由于加热时间长、冷却速度慢，会有石墨析出使钢脆化(称为黑脆)。
③碳素刃具钢由于含碳量高。
在加热过程中易氧化脱碳。
所以加热时须注意保护。
一般用盐浴炉或在保护气氛条件下加热。
综上所述，由于碳素工具钢淬透性低、红硬性差、耐磨性不够高。
所以只能用来制造切屑量小、切削速度较低的小型刃具。
常用来加工硬度低的软金属或非金属材制。
对于重负荷、尺寸较大、形状复杂工作温度超过200℃的刃具。
碳素刃具钢就满足不了工作的要求、在制造这类刃具时应采用合金刃具钢、但碳素刃具钢成本低，在生产中应尽量考虑选用。
2.合金刃具钢合金刃具钢是在碳素刃具钢的基础上加入某些合金元素而发展起来的。
其目的是克服碳素刃具钢的淬透性低、红硬性差、耐磨性不足的缺点。
合金刃具钢的合碳量在0.75%~1.5%合金元素总量则在5%以下。
所以又称低合金刃具钢。
加入的合金元素为Cr、Mn、Si、W 和V等。
其中Cr、Mn、Si主要是提高钢的淬造性。
同时强化马氏体基体，提高h回火稳定性；W和V还可以细化晶粒；Cr、Mn等可溶入渗碳体。
形成合金渗碳体，有利于钢耐磨性的提高。
另外，Si使钢在加热时易脱碳和石墨化。
使用中应注意。
如Si、Cr同时入钢中则能降低钢的脱碳和石墨化倾向。
合金刃具钢有如下特点；淬透性较碳素刃具钢好，淬火冷却可在油中进行，放热处理变形和开裂倾向小，耐磨性和红硬性也有所提高。
但合金元素的加入，提高了钢的临界点，故一般淬火温度较高。
使脱碳倾向增大。
合金刃具钢主要用于制作：①截面尺寸较大且形状复杂的刃具：②精密的刀具；③切削刃在心部的刃具，此时要求钢的组织均匀性要好：④切削速度较大的刃具等。
我国冶标YB 7-59列入了56种合金刃具钢。