合金工具钢的特性及适用范围
合金工具钢
理论课教案
热作磨具钢用于制造在高温下使工件成形的模具
性能要求：热作模具钢模膛受炽热金属和冷却介质交替反复作用，易产生热疲劳裂纹。
因此，要求热作模具钢在高温下应有较高的强度、韧性足够的硬度和耐磨性，并具有良好抗热疲劳性。
热处理：淬火+中温回火（或高温回火）以保证其具有足够的韧性。
常用作热作模具钢牌号
热锻模 5CrMnMo 5CrNiMo
压铸摸和热挤压模 3Cr2W8V
3、塑料模具钢
塑料模具对材料的强度和韧性的要求低于冷作模和热作模，其基本性能要求有：
a）足够的耐磨性。
b）因为模具零件一般比较复杂，而在淬火以后加工又很困难，或根本就不能加工，所以应选用热处理变形小的钢材。
c）塑料模具型腔复杂，切削加工量大，所以应具有优良的切削加工性能。
d）一般塑件要求有良好的表面质量，因而模具的成型必须抛光性能好，才能保证塑件的外观并便于脱模。
e）塑料模具型腔中往往要添加各种化学添加剂，所以要求钢材具有相当的耐腐蚀性。
塑料模具钢牌号
3Cr2Mo 3Cr2MnNiMo
（3）合金量具钢
量具是用来测量工件尺寸的工具，如游标卡尺、量规、样板及千分尺等。
它们的工作部分一般要求具有高硬度、高耐磨性、高的尺寸稳定性和足够的韧性。
合金量具钢没有专用钢种，碳素工具钢、合金工具钢和滚动
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金属材料及热处理：合金工具钢
二、工具钢
工具钢是用来制造刀具、模具和量具的钢。按化学成分分为 碳素工具钢、低合金工具钢、高合金工具钢等。按用途分为刃具 钢、模具钢和量具钢。
刃具钢
（1）切削刃具的工作条件及对性能的要求 车刀工作时主要是承受压应力和弯曲应力，受到很大的机械 磨损。机床的震动，要求刀具有一定的耐冲击性能。连续低速切 削时，要求车刀有高的硬度、耐磨性和适当的弯曲强度，防止刃 部磨钝。连续高速切削时，由于车刀与工件接触，刃部温度会迅 速升高，这就要求车刀有较高的热稳定性（又称热硬性或红硬 性）。
第八章 工业用钢
Industry Steels
在工业用钢中除铁、碳之外，还含有其它元素。分 常存元素；偶存元素；隐存元素和合金元素。常存 元素有锰、硅、硫、磷。偶存元素是由于矿石产地 不同（有与铁共存的共生矿混入）及以废钢为原料， 在冶炼及工艺操作时带入钢中，如铜、钛、钒、稀 土元素等。隐存元素是指原子半径较小的非金属元 素，如氧、氢等。合金元素是指为改变成分特别添 加的元素，如铬、镍、钨、钼、钒等。
b）冷作模具钢的成分特点和钢种 高碳高铬模具钢
这类钢主要是指Cr12型冷作模具钢。这类钢由于淬透性好， 淬火变形小，耐磨性好，广泛地用于制造负荷大、尺寸大、形状 复杂的模具。钢号有Cr12、Cr12MoV等。
c）冷作模具钢的热处理 Cr12型钢的预备热处理是球化退火。球化退火的目的是消除 应力、降低硬度、便于切削加工，退火后硬度为HB207~255。退 火组织为球状珠光体+均匀分布的碳化物。 最终热处理：淬火+低温回火
Cr元素在钢中的作用：Cr的加入可提高钢的淬透性，并能形 成碳化物强化相。
V元素在钢中的作用：V与C的亲和力很强，在高速钢中形成碳 化物（VC），它有很高的稳定性，即使淬火温度在1260~1280℃ 时，VC也不会全部溶于奥氏体中。在高温多次回火过程中VC呈弥 散状析出，进一步提高了高速钢的硬度、强度和耐磨性。
H13与5CrNiMo钢详细介绍
H13目录H13钢H13钢的化学成分的分析编辑本段H13钢合金工具钢简称合工钢，是在碳工钢的基础上加入合金元素而形成的钢种。
其中合工钢包括：量具刃具用钢、耐冲击工具用钢、冷作模具钢、热作模具钢、无磁模具钢、塑料模具钢。
H13是热作模具钢。
执行标准GB/T1299—2000。
H13热作压铸模具钢统一数字代号A20502；牌号4Cr5MoSiV1；[1]化学成分%：C0.32~0.45，Si0.80~1.20，Mn0.20~0.50，Cr4.75~5.50，Mo1.10~1.75，V0.80~1.20，p小于等于0.030，S小于等于0.030；[2]热处理：（交货状态：布氏硬度HBW10/3000（小于等于235）），淬火：790度+-15度预热，1000度（盐浴）或1010度（炉控气氛）+-6度加热，保温5~15min空冷，550度+-6度回火；退火、热加工；[3]特性及用途：系引进美国的H13空淬硬化热作模具钢。
期性能、用途和4Cr5MoSiV钢基本相同，但因其钒含量高一些，故中温（600度）性能比4Cr5MoSiV钢要好，是热作模具钢中用途很广泛的一种代表性钢号。
编辑本段H13钢的化学成分的分析H13钢是C-Cr-Mo-Si-V型钢,在世界上的应用极其普遍,同时各国许多学者对它进行了广泛的研究,并在探究化学成分的改进。
钢的应用广泛和具有优良的特性,主要由钢的化学成分决定的。
当然钢中杂质元素必须降低,有资料表明,当Rm在1550MPa时,材料含硫量由0.005%降到0.003%,会使冲击韧度提高约13J。
十分明显,NADCA 207-2003标准就规定:优级(premium)H13钢含硫量小于0.005%,而超级(superior)的应小于0.003%S和0.015%P。
下面对H13钢的成分加以分析。
H13模具材料碳：美国AISI H13，UNS T20813，ASTM（最新版）的H13和FED QQ-T-570的H13钢的含碳量都规定为（0.32~0.45）%，是所有H13钢中含碳量范围最宽的。
GB 3077-88合金工具钢
合金结构钢GB 3077-88一1 用途适用于直径或厚度不大于250mm 的合金结构钢热轧和锻制条钢化学成分亦适用于锭坯及其制品2 规格 2.1分类2.1.1钢按冶金质量不同分为下列三类优质钢高级优质钢牌号后加A 特级优质钢牌号后加E 特级优质钢应经电渣重熔冶炼2.1.2钢按使用加工方法不同分为下列两类压力加工用钢为加工或冷拔坯料切削加工用钢钢材的使用加工方法在合同中注明未注明者按切削加工用钢 2.2尺寸外形2.2.1热轧钢材的尺寸外形重量及其允许偏差应符合GB 702-86热轧圆钢和方钢的规定其尺寸精度和弯曲度应符合第2组规定对于尺寸大于150mm 的钢材尺寸精度和弯曲度应符合第3组规定交货时不得搭配短尺2.2.2锻制钢材的尺寸外形重量及其允许偏差应符合GB908-87锻制圆钢和方钢的规定其尺寸精度应符合第2组规定交货时不得搭配短尺2.2.3其他截面形状钢材的尺寸外形重量及其允许偏差应符合相应标准的规定3 化学成分3.1熔炼分析的化学成分 化 学 成 分%钢组号钢组序号牌号C (碳)Si (硅)Mn (锰)Mo (钼)W (钨)Cr (铬)Ni (镍)V(钡)Ti (钛)B (硼)Al(铝) Xt(加入量)1 20Mn2 0.17-0.24 2 30Mn2 0.27-0.343 35Mn2 0.32-0.394 40Mn2 0.37-0.445 45Mn2 0.42-0.49 1 Mn6 50Mn2 0.47-0.550.17―0.37 1.40―1.18―――――――――2 MnV 7 20MnV 0.17-0.24 0.17―0.37 1.30―1.60――――0.07―0.12――――化 学 成 分%钢组号钢组序号牌号C (碳)Si (硅)Mn (锰)Mo (钼)W (钨)Cr (铬)Ni (镍)V(钡)Ti (钛)B (硼)Al (铝)Xt(加入量)3MnMo V8 30Mn2MoW 0.27-0.34 0.17-0.371.70-2.000.40-0.500.60-1.00―――――――927SiMn0.24-0.32 10 35SiMn 0.32-0.40 4 SiMn11 42SiMn 0.39-0.45 1.10-1.401.10-1.40―――――― ― ― ―1220SiMn 2MoV 0.17-0.23 13 25SiMn 2MoV 0.22-0.28 0.90-1.202.20-2.600.30-0.405SiMn-MoV14 37SiMn 2MoV 0.33-0.39 0.60-0.901.60-1.900.40-0.50―――0.05-0.12― ― ― ―1540B0.37-0.44 16 45B 0.42-0.49 6 B17 50B0.47-0.55 0.17-0.370.60-0.90――――――0.0005-0.0035― ―1840MnB0.37-0.44 19 45MnB 0.42-0.49 1.10-1.407 MnB2020Mn2B 0.17-0.24 0.17-0.371.50-1.80 ――――――0.0005-0.0035― ―8MnMo B21 20MnM oB 0.16-0.22 0.17-0.37 0.90-1.200.20-0.30―――――0.0005-0.0035― ―2215MnV B 0.12-0.22 23 20MnV B 0.17-0.23 0.17-0.371.20-1.60――――0.07-0.12―0.0005-0.0035― ―9 MnVB24 40MnV B 0.37-0.44 0.17-0.37 1.10-1.40――――0.005-1.0― ―25 20MnTi B 0.17-0.24 0.17-0.37 ―10MnTi B2625MnTi B0.22-0.280.20-0.451.30-1.60―――――0.04- 0.100.0005-0.0035―0.05GB 3077-88二熔炼分析的化学成分化 学 成 分%钢组号 钢组序 号牌号 C (碳)Si (硅)Mn (锰)Mo (钼)W (钨)Cr (铬)Ni (镍)V (钡)Ti (钛)B (硼)Al (铝)Xt(加入量)11SiMnV B2720Si MnV B0.17-0.24 0.50-0.801.30-1.60 ――――0.07-0.12―0.0005-0.0035――28 15Cr 0.12-0.180.40-0.70 2915Cr A0.12-0.17 0.40-0.7030 20Cr 0.12-0.240.70-1.0031 30Cr0.27-0.3432 35Cr 0.32-0.3933 40Cr 0.37-0.4434 45Cr0.42-0.490.17-0.370.37-0.50―― 0.80-1.10― ― ― ― ― ―12Cr35 50Cr 0.42-0.540.17-0.37 0.50-0.80 ――0.80-1.10 ――――――13CiSi36 38Ci Si 0.35-0.43 1.00-1.300.30-0.60――1.30-1.60 ――――――37 12Cr Mo 0.08-0.15 0.40-0.7038 15Cr AMo 0.12-0.18 0.40-0.553920Cr Mo 0.17-0.24 40 30Cr Mo 0.26-0.34 41 30Cr MoA 0.26-0.33 42 35Cr Mo 0.32-0.40 0.40-0.700.80-1.1014C Mo4342Cr Mo0.38-0.450.17-0.370.50-0.800.15-0.25―0.90-1.20――――――化学成分%钢组号钢组序号牌号 C(碳)Si(硅)Mn(锰)Mo(钼)W(钨)Cr(铬)Ni(镍)V(钡)Ti(钛)B(硼)Al(铝)Xt(加入量)4412CrMoV0.008-0.150.25-0.350.30-0.600.15-0.304535CrMoV0.30-0.380.20-0.301.00-1.300.10-0.204612Cr1MoV0.08-0.150.17-0.370.40-0.700.25-0.35―0.90-1.200.30-0.50――――4725Cr2MoV A0.22-0.290.40-0.700.25-0.351.50b-1.800.15-0.3015CrMoV4825Cr2Mo1V A0.22-0.290.17-0.37 0.50-0.800.90-1.10―2.10b-2.50―0.30-0.50――――16CrMoWV4920Cr2MoWVA0.17-0.240.17-0.370.30-0.600.35-0.500.30-0.602.60-3.00―0.70-0.90――――17CrMoAI5038CrMoAL0.35-0.420.20-0.450.30-0.600.15-0.25―1.35-1.65――――0.70-1.10―51 20CrV 0.17-0.2352 40CrV 0.37-0.4418 CrV5350CrVA0.47-0.540.17-0.370.50-0.80――0.80-1.10―0.10-0.20――――5415CrMn0.12-0.181.10-1.400.40-0.705520CrMn0.17-0.230.90-1.20――0.90-1.2019 CrMo5640CrMn0.37-0.450.17-0.370.90-1.20――0.90-1.20――――――5720CrMnSi0.17-0.235825CrMnSi0.22-0.290.90-0.290.80-1.100.80-1.105930CrMnSi0.27-0.346030CrMnSiA0.28-0.340.90-1.201.80-1.100.80-1.1020CrMoSi6135CrMnSiA0.32-0.391.10-1.40――1.10-1.40――――――――――――GB 3077-88三熔炼分析的化学成分化学成分%钢组号钢组序号牌号 C(碳)Si(硅)Mn(锰)Mo(钼)W(钨)Cr(铬)Ni(镍)V(钡)Ti(钛)B(硼)Al(铝)Xt(加入量)6220CrMnMo0.17-0.231.10-1.4021CrMnMo6340CrMnMo0.37-0.450.17-0.370.90-1.200.20-0.30―0.90-1.20――――――6420CrMnTi0.17-0.2322CrMnTi6530CrMnTi0.24-0.320.17-0.370.80-1.10――1.1.0-1.30――0.04-0.10―――66 20CrNi 0.17-0.230.40-0.7067 40CrNi 0.37-0.4468 45CrNi 0.47-0.4969 50CrNi 0.47-0.540.50-0.800.45-0.751.00-1.4070 12CrNi2 0.10-0.170.17-0.370.30-0.60――0.60-0.901.50-2.00―――――71 12CrNi3 0.10-0.1772 20CrNi3 0.17-0.2473 30CrNi3 0.27-0.340.60-0.902.75-3.2574 37CrNi3 034-0.411.20-1.603.00-3.507512Cr2Ni40.10-0.1723 CrNi7620Cr2Ni40.17-0.230.17-0.370.30-0.60――1.25-1.753.25-3.75―――――7720CrNiMo0.17-0.230.60-0.950.60-0.950.40-0.700.35-0.7524CrNiMo7840CrNiMoA0.37-0.440.17-0.37 0.50-0.800.50-0.800.60-0.901.25-1.7625CrNiMoV7945CrNiMoV A0.42-0.490.17-0.370.50-0.800.50-0.80―0.80-1.101.30-1.800.10-0.20――――化 学成 分%钢组号钢组序 号牌号 C (碳)Si (硅)Mn (锰)Mo (钼)W (钨)Cr (铬)Ni (镍)V (钡)Ti (钛)B (硼)Al (铝)Xt(加入量)8018Cr2Ni4WA 0.13-0.19 26 CrNiV8125Cr2Ni4WA0.21-0.280.17-0.370.30-0.60―0.80-1.201.35- 1.654.00-4.50―――――注稀土Xt 分析结果供参考3.2钢中硫磷及残余铜铬镍含量的规定 P磷S硫Cu铜 Cr 铬Ni镍钢 类%优 质 钢 0.035 0.035 0.30 高级优质钢 0.025 0.025 0.25 0.30 0.30 特级优质钢 0.0250.0150.25注钢中残余钨钼钒钛含量应做分析结果记入质量证明书根据需方要求可对残余钨钼钡钛含量加以限制平炉冶炼的高级优质钢磷含量不得大于0.030% 热压刀加工用钢的铜含量应不大于0.20%根据需主要求高频淬火用钢可缩小钢的牌号及化学成分表中炭含量范围上下限下差到0.05% 4物理性能热处理机械性能淬火 回火温度() 抗拉强度b屈服强度s伸长率5收缩率 冲击功A K 钢组号钢组序号牌号试样毛坯尺寸(m m)第一次第二次 冷却剂 温度()冷却剂MP akgf/mm2MP akgf/mm2(%)(%)(J/c m 2)钢材退火或高温回火供应状态布氏硬度HB850 2001 20Mn2 15 880 ―水油 440水空 785 79 590 59 10 40 60 1872 30Mn2785 79 635 64 80 3 35Mn2 500835 84 685 69 2074 40Mn2 水540水735 7412 70 5 45Mn2 840885 89735 74 104560217 1 Mn6 50Mn225 820―油550水油930 93 785 79 9 40 60229注用热处理毛坯制成试样测出钢材的纵向机械性能或高温回火状态的钢材硬度应符合本表的规定钢材尺寸小于试样毛坯尺寸时用原尺寸钢材进行热处理直径小于16mm 的圆钢和厚度小于等于12mm 的方钢扁钢不作冲击韧性试验GB 3077-88四物理性能热处理机械性能淬火回火温度()抗拉强度b屈服强度s伸长率5收缩率冲击功A K钢组号钢组序号牌号试样毛坯尺寸(mm)第一次第二次冷却剂温度()冷却剂MPakgf/mm2MPakgf/mm2(%)(%)(J/cm2)钢材退火或高温回火供应状态布氏硬度HB2 MnV 7 20MnV 15880 水油200 水空785 79 590 59 10 40 70 1873MnMoW8 30Mn2MoW 25 900 油610 水油980 98 835 84 12 50 90 2699 27SiMn 25920 水450 水油980 98 835 84 12 40 50 21710 35SiMn 900水570 水油885 89 735 74 454 SiMn11 42SiMn25880 水590 水885 89 735 74154060 22912 20SiMn2MoV 137513845 7013 25SiMn2MoV试样900 油2001470 1471040 605SiMnMoV14 37SiMn2MoV 25 870 水油650水油980 98 835 84 12 50 8026915 40B 25840 水550 水785 79 653 66 12 45 70 20716 45B 25 水550 水835 84 685 69 12 60 217 6 B17 50B 20840油600 空785 79 540 54 104550 20718 40MnB 850 980 98 785 79 10 45 6019 45MnB25840500水油1030 103 835 84 9 40 502077 MnB20 20Mn2B 15880油200 水空980 98 785 84 10 45 70 2178MnMoB21 20MnMoB 15 880 油200 油空1080 108 885 89 10 50 70 20722 22MnVB 885 89 635 6423 20MnVB15 860 200 水空1080 108 885 89709 MnVB24 40MnVB 25850油520 水油980 98 785 7910 456020725 20MnTiB 15 113011393093 4570 187 10 MnTiB26 25MnTiBXt 试样860 油200 水空1375 1381040 60 229 11SiMnVB27 20SiMnVB 15 900 油200 水空1175 118 980 98 10 49 70 229淬火 回火温度()抗拉强度b屈服强度s伸长率5收缩率冲击功A K钢组号钢组序号牌号试样毛坯尺寸(m m )第一次第二次冷却剂温度()冷却剂MPa kgf/mm 2MPa kgf/mm 2(%)(%)(J/c m 2)钢材退火或高温回火供应状态布氏硬度HB28 15Cr 870-820 200 水空735 74 490 49 1145 70 2915CrA 770-820 180 油空 685 69 12 45 7030 20Cr 15 880 780-820水油 200水空835 84 540 54 10 40 60179 31 30Cr 885 89 685 69 60 18732 35Cr 860 500 930 93 735 74 11 45 60 20733 40Cr25850 油 520 水油980 98 785 79 9 45 60 20734 45Cr 8401030 103 835 84 21712Cr3550Cr 25 830油520水油 1080 108 930 93 9 40 50229 13CrSi 36 38CrSi 25 900油 600水油 980 98 835 84 12 50 70 255 37 12CrMo410 41 265 27 2414038 15CrMo30 900空 650空440 44 296 30 22 601201793920CrMo 15500 885 89 685 69 100 197 40 30CrMo 25880水油 540930 93 785 79 80 41 30CrMoA 15 880油 540930 93 735 74 509042 35CrMo550 980 98 835 84 22914CrMo4342CrMo25 850油 560 水油1080 108 930 9412 45 8021744 12CrMoV 30 970 空750 空 440 44 225 23 22 100 45 35CrMoV 25 900油630水油1080 108 930 93 10 50 9024146 12CrMoV 30 970 空 750 490 49 245 25 22 50 90 179 47 25Cr2Mo V A 900油640930 93 785 79 14 55 8015CrMo V4825Cr2M1V A251040空 700空 735 74 590 59 16 50 60241GB 3077-88五物理性能热处理机械性能淬火回火温度()抗拉强度b屈服强度s伸长率5收缩率冲击功A K钢组号钢组序号牌号试样毛坯尺寸(mm)第一次第二次冷却剂温度()冷却剂MPakgf/mm2MPakgf/mm2(%)(%)(J/cm2)钢材退火或高温回火供应状态布氏硬度HB16CrMoWV4920Cr3MoWV A25 1050空油720水油785 79 635 64 14 40 70 22917CrMoAl5038CrMoAl30 940水油640水油980 98 835 84 14 50 90 22951 20CrV 15 800水油200水空835 84 590 59 12 45 70 19752 40CrV880650 8858973574 5090241 18 CrV53 50CrV A25860油500水油1275 128 1130 1131040 25554 15CrMn 880 785 79 590 59 12 50 17955 20CrMn15850200水空930 93 735 74 10 18719 CrMn56 40CrMn 25 840油550水油980 98 835 84 945602295720CrMnSi785 79 635 64 12 45 70 2075825CrMnSi4801080 108 885 89 40 2175930CrMnSi25 880 油520水油1080 108 885 891045502296030CrMnSiA25 880 油540水油1080 108 835 84 10 45 50 1296135CrMnSiA试样880280-310等温淬火1620 162 1275 128 9 40 40 24120CrMnSi试样950 890 油230水空1620 162 1275 128 9 40 40 2416220CrMnMo15 200水空1175 118 885 89 70 21721CrMnMo6340CrMnMo25805 油600水油980 98 785 7910 4580 2176420CrMnTi15 870 1080 108 885 89 10 45 70 21722CrMnTi6530CrMnTi试样880850油200水空1470 147 9 40 60 229淬火回火温度() 抗拉强度b屈服强度s伸长率5收缩率冲击功AK 钢组号钢组序号牌号试样毛坯尺寸(mm) 第一次第二次冷却剂温度()冷却剂MPa kgf/mm 2MPa kgf/mm2(%)(%)(J/c m 2)钢材退火或高温回火供应状态布氏硬度HB66 20CrNi850 水油 460 785 79 590 59 50 80 197 67 40CrNi 25820油 500 水油 980 98 785 79 10 45 70 241 68 45CrNi 油 530 980 98 785 79 10 45 70 69 50CrNi25 82油500 水油1080 108 835 84 840 50255 70 12CrNi2 油 785 79 590 59 12 80 207 71 12CrNi3 15 86 780 水油 200水空 930 93 685 69 50 90 21772 20CrNi3 830 水油 480 930 93 735 74 1155 100 73 30CrNi3 980 98 785 79 9 45 80 241 74 37CrNi3 25 820500水油 1130 113 980 98 60 75 12Cr2Ni4 860 1080 108 835 84 509023 CrNi 76 20Cr2Ni415 880 780 油200水空1175 118 1080 1081045 80 26977 20CrNiMo 15 200 空 980 98 785 79 9 40 60 197 24 CrNiMo78 40CrNiMoA25850 油600 水油 980 98 835 84 12 55 10025 CrNiMoV 79 45CrNiMoV A 试样860油460 油 1470 147 1325 133 7 35 40 26980 18Cr2NiMoV A 15 950 850 空 200 水空 1175 118 835 84 10 100 26 CrNiW81 25Cr2Ni4WA25 850油550 水油 1080 108 930 93 11 45 90269注本表所列为物理性能适用于截面尺寸小于等于80mm 的钢材尺寸81mm-100mm的钢材允许其伸长率断面收缩率及冲击功冲击值较本表的规定分别降低1个单位5个单位及5%尺寸101mm-150mm 的钢材允许其伸长率断面收缩率及冲击功冲击值较本表规定分别降低3个单位15个单位及15%用尺寸大于80mm 的钢材改锻轧成70mm-80mm 的试样取样检验时其结果应符合本表的规定根据供需双方协议可对本表规定的热处理制度和机械性能作调整根据供需双方协议可供应以淬火状态交货的钢材其测定物理性能用试样不再热处理机械性能指标供需双方协议GB 3077-88六5技术要求5.1热顶锻热顶锻用钢应在合同中注明应作热顶锻试验热顶锻后的试样高度为原试样高度的1/3顶锻后试样上不得有裂口和裂缝尺寸大于80mm 的钢材供方若能保证顶锻试验合格可不进行试验5.2低倍5.2.1钢材的横截面酸浸低倍组织试片或淬火断口试片上不得有肉眼可见的缩孔气泡裂纹夹杂翻皮及白点供切削加工用的钢材允许有不超过表面缺陷允许深度的皮下夹杂等缺陷5.2.2酸浸低倍组织级别中心疏松一般疏松偏析一般点状偏析边缘点状偏析皮下气泡晶间裂纹钢类级别优质钢 3 33 1 1Y高级优质钢 2 2 2 不允许有不允许有特级优质钢 11 1 不允许有注25MnTiBRE钢中细小分散的稀土夹杂孔洞按疏松评级20CrMnSiA 25CrMnSiAt和35CrMnSiA的偏析不得超过2.5级38CrMoA 或38CrMoAlA钢的一般点状偏析和边级点状偏析不得超过2级切削加工用钢的皮下气泡深度不得大于公称直径公差或厚度公差之1/2如供方能保证低倍检验合格允许采用超声波探伤法或其他无损探伤法代替低倍检验5.3非金属夹杂物合格级别夹杂物类型脆性夹杂物塑性夹杂物两者之和级 3 3 5.5 注根据需方要求应检验钢的非金属夹杂物其合格级别应符合本表的规定5.4脱碳层根据需方要求并在合同中注明含碳量大于0.30%的钢应检验脱碳层每边总脱碳层深度铁素体+过渡层不大于钢材直径或厚度的1.5%5.5表面质量5.5.1压力加工用钢材的表面不得有裂纹结疤折叠及夹杂如有上述缺陷必须清除清除宽度不小于深度的5倍同一截面达到最大清除深度不得多于1处允许有从实际尺寸算起不超过尺寸公差1/2的个别细小划痕压痕麻点及深度不超过0.2mm的小裂纹存在5.5.2清作深度的规定钢材尺寸mm允许清除深度mm直径或厚度优质钢和高级优质钢特级优质钢<80 钢材尺寸公差的1/280-140 钢材尺寸公差钢材尺寸公差的1/2>140-200 钢材尺寸的5% 钢材尺寸的3%>200 钢材尺寸的6% 钢材尺寸的3%钢材尺寸mm 局部缺陷允许深度mm直径或厚度 优质钢和高级优质钢特级优质钢<100 钢材尺寸负偏差100钢材尺寸偏差钢材尺寸负偏差注切削加工用钢材的表面允许有从钢材公称尺寸算起不超过本表规定的局部缺陷 根据供需双方协议压力加工用圆钢可按表面经车削或剥皮交货5.6特殊要求根据需方要求并经供需双方协议可供应下列特殊要求的钢材 5.6.1缩小成分表规定的化学成分范围5.6.2高级优质钢和特级优质钢的硫含量分别不大于0.015%和0.012% 5.6.3高级优质钢和特级优质钢的磷含量均不大于0.020% 5.6.4对优质钢的含量加以限制其下限不小于0.020% 5.6.5尺寸大于80mm 的钢在横向试样上测定机械性能 5.6.6检验钢的未端淬透性5.6.7在交货状态下其硬度指标低于或高于物理性能表的规定 5.6.8检验钢的晶粒度 5.6.9检验钢的显微组织 5.6.10检验层状断口5.6.11用塔形试验检验发纹 5.6.12酸洗状态交货5.6.13加严检验项目的指标 5.6.14其他特殊要求5.7交货状态钢材以热处理正火退火或高温回火或不热处理状态交货交货状态应在合同中注明6性能及具体用途 钢组牌号性能用途20Mn2正火后有较高的强度良好的塑性韧性和焊接性适于用来制造钢板和无缝钢管制作贮藏罐反应槽型钢及小零件铆钉焊接支架焊条等也可作渗碳钢代替15Cr 20Cr 钢制造渗碳小齿轮小轴齿轮离合器齿轮圈轴齿轮柴油机套管汽车转向滚车汽顶门杆等30MnN2 35Mn2淬火回火后有较高的强度韧性和耐磨性焊接性不太好做调质钢用用于小截面的重要紧固件可代40Cr 钢制造汽车拖拉机的车架纵梁齿轮轴冷锻螺栓车轴等Mn40Mn2 45Mn2强度塑性和耐磨性都较好但焊接性低耐预热到100-425后才能焊接用于制造重负荷的零件如轴曲轴柄杆活塞杆连杆等也可用于制造高压容器如氧气瓶等还可代替40Cr 制造直径50mm 以下的零件。
工具钢
故而淬火后应及时回火；同时，碳素量具刃具用钢在热处理加热过程中，特别是球化退
火的加热，还容易发生石墨化和脱碳，这都将使碳素刃具钢的性能恶化。所以，对于重
负荷、尺寸较大、形状复杂、工作温度超过200℃的刃具，碳素量具刃具用钢就不能满足
裂敏感性等各项要求都是量具刃具用钢合金化及其选材的基本依据。
我们知道，碳素量具刃具用钢的淬透性低、红硬性差、耐磨性不够高。当工具断面
尺寸大于15mm时，水淬后只有工件表面层有高硬度，故不能做℃时，硬度和耐磨性迅速下降而使刃具失去正常工作的能力；
优质钢或高级优质钢。钢材出厂时，其化学成分、脱碳层、碳化物不均匀程度等均应符
合国家标准的有关规定，否则会影响工具的使用寿命。
必须指出的是，和结构钢一样，一种工具钢也可以兼有几种用途，如T8钢既可以用
来制造简单模具，也可以制造量具、木工工具、钳工工具等；9Mn2V既可以用于制作小
型冷作模具，也可以制作量规、铰刀等；4Cr5MoSiV既可以用作铝合金压铸模、塑压模，
第四章 合金工具钢
工具钢主要用于制造各种加工工具的钢种。国家标准（GB/T221-2000）把工具钢分
为碳素工具钢、合金工具钢和高速工具钢三类。其中合金工具钢是在碳素工具钢的基础
上发展起来的，根据合金元素的多少又可进一步分为低合金工具钢和高合金工具钢。
工具钢在使用性能和工艺性能上也有许多共同的要求。如高硬度、高耐磨性，刃具
就能形成VC，当加热到1000℃至1100℃时，这种碳化物将少量溶于奥氏体，因此V比其
它合金元素更为有效地阻止晶粒长大，从而降低钢的过热敏感性。此外，V在过共析钢中
工具钢的性能及热处理
生产品种：热轧材、锻 材、冷拉材、热轧钢板、冷拉钢丝、银亮钢丝。
Cr2
性能：含铬量具刀具钢，是在碳素工具钢T10的基础上加入一定量的铬而成的。其化学成分与滚珠轴承钢GCrl5相似。由于含有铬，使钢的淬透性、硬度大耐磨性均比碳素工具钢T10高，在热处理淬火和回火时尺寸变化也不大。
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。
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、组织的质量。
（2） 淬火温度范围
工具钢的淬火温度应足够宽，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。
火状态的高速工具钢的主要合金元素有多、钼、铬、钒，还有一些高速工具钢中加入了钴、铝等元素。这类钢属于高碳高合金莱氏体钢，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。这些碳化物对高速工具钢的性能影响很大，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。钨、钼是高速工具钢的主要合金元素，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。
合金钢棒材标准
合金钢棒材标准
摘要：
1.合金钢棒材的概述
2.合金钢棒材的标准
3.合金钢棒材的种类及应用
4.合金钢棒材的执行标准
5.结论
正文：
一、合金钢棒材的概述
合金钢棒材是一种钢材，它具有较高的性能和良好的耐磨性、耐腐蚀性和高温性能。
合金钢棒材通常用于制造各种机械零件、工具、模具和轴承等。
二、合金钢棒材的标准
合金钢棒材的标准主要包括化学成分标准、力学性能标准和尺寸标准等。
其中，化学成分标准规定了合金钢棒材中各元素的含量;力学性能标准规定了合金钢棒材的强度、硬度、韧性等性能指标;尺寸标准规定了合金钢棒材的尺寸、形状和表面质量等。
三、合金钢棒材的种类及应用
合金钢棒材的种类繁多，常见的有合金结构钢棒材、合金工具钢棒材、合金模具钢棒材和合金轴承钢棒材等。
合金结构钢棒材主要用于制造各种机械零件和构件;合金工具钢棒材主要用于制造切削工具、冷作模具和工具等;合金模具钢棒材主要用于制造热作模具和压铸模具等;合金轴承钢棒材主要用于制造轴承
零件。
四、合金钢棒材的执行标准
在我国，合金钢棒材的执行标准主要包括国家标准和行业标准。
其中，国家标准是指由国家有关部门制定的、在全国范围内适用的标准;行业标准是指由行业协会或行业组织制定的、在本行业内适用的标准。
常见的合金钢棒材执行标准有GB/T 1220-2007《不锈钢棒材》、GB/T 3077-2008《合金结构钢棒材》和GB/T 1238-2009《合金工具钢棒材》等。
五、结论
总之，合金钢棒材是一种重要的钢材，它具有优良的性能和广泛的应用。
钨钢 硬质合金 高速工具钢 合金工具钢
钨钢硬质合金合金工具钢高速工具钢钨钢含钨的钢材钨钢制品中约含钨18%钨钢属于硬质合金，又称之为钨钛合金。
硬度为维氏10K，仅次于钻石。
正因如此，钨钢的产品（常见的有钨钢手表），具有不易被磨损的特性。
常用于车床刀具、冲击钻钻头、玻璃刀刀头、瓷砖割刀之上，坚硬不怕退火，但质脆。
属于稀有金属之列。
钨钢烧结成型就是将粉末压制成坯料，再进烧结炉加热到一定温度（烧结温度），并保持一定的时间（保温时间），然后冷却下来，从而得到所需性能的钨钢材料。
硬质合金硬质合金是以高硬度难熔金属的碳化物（WC、TiC)微米级粉末为主要成分，以钴（Co）或镍（N i）、钼（Mo）为粘结剂，在真空炉或氢气还原炉中烧结而成的粉末冶金制品。
ⅣB、ⅤB、ⅥB族金属的碳化物、氮化物、硼化物等，由于硬度和熔点特别高，统称为硬质合金。
下面以碳化物为重点来说明硬质含金的结构、特征和应用。
ⅣA、ⅤA、ⅥA族金属与碳形成的金属型碳化物中，由于碳原子半径小，能填充于金属品格的空隙中并保留金属原有的晶格形式，形成间充固溶体。
在适当条件下，这类固溶体还能继续溶解它的组成元素，直到达到饱和为止。
因此，它们的组成可以在一定范围内变动（例如碳化钛的组成就在TiC0.5～TiC之间变动），化学式不符合化合价规则。
当溶解的碳含量超过某个极限时（例如碳化钛中Ti︰C＝1︰1），晶格型式将发生变化，使原金属晶格转变成另一种形式的金属晶格，这时的间充固溶体叫做间充化合物。
金属型碳化物，尤其是ⅣB、ⅤB、ⅥB族金属碳化物的熔点都在3273K以上，其中碳化铪、碳化钽分别为4160K和4150K，是当前所知道的物质中熔点最高的。
大多数碳化物的硬度很大，它们的显微硬度大于1800kg•mm2（显微硬度是硬度表示方法之一，多用于硬质合金和硬质化合物，显微硬度1800kg•mm2相当于莫氏一金刚石一硬度9）。
许多碳化物高温下不易分解，抗氧化能力比其组分金属强。
碳化钛在所有碳化物中热稳定性最好，是一种非常重要的金属型碳化物。
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合金工具钢的特性及适用范围：
（一）9CrSi是常用的低合金工具钢，具有较高的淬透性和淬硬性，以及较高的回火稳定性。
可用于制造形状复杂、变形小、耐磨性高、低速切削的工具，用于制作冷剪刀片可切削如Q235等普通板材。
●化学成份：
碳C ：0.85～0.95
硅Si：1.20～1.60
锰Mn：0.30～0.60
硫S ：≤0.030
磷P ：≤0.030
铬Cr：0.95～1.25
镍Ni：允许残余含量≤0.25
铜Cu：允许残余含量≤0.30
（二）6CrW2Si是常用的中合金工具钢，成分、性能和5CrW2Si 相近，单有更高的淬火硬度和高温强度。
6CrW2Si合金工具钢通常用作承受冲击载荷而又要求耐磨性高的工具，制作冷剪机刀片，可用于切削普通钢板、不锈钢等。
6CrW2Si合金工具钢化学成份：
碳 C ：0.55～0.65
硅Si：0.50～0.80
锰Mn：≤0.40
硫S ：≤0.030
磷P ：≤0.030
铬Cr：1.00～1.30
镍Ni：允许残余含量≤0.25
铜Cu：允许残余含量≤0.30
钨W ：2.00～2.70
6CrW2Si合金工具钢力学性能：
硬度：退火,285～229HB,压痕直径3.6～4.0mm;淬火,≥57 HRC
6CrW2Si合金工具钢热处理规范及金相组织：
热处理规范：试样淬火860～900℃,油冷。
（三）Cr12Mo1V1高合金工具钢（源于美国的D2钢（AISI、ASTM)）的化学成分与D2完全一致。
经多年的实践证明， Cr12Mo1V1工具钢的性能优于 Cr12MoV工具钢。
由于钢的含Mo、V量比 Cr12MoV 钢高，并含有Co，改善了钢的组织，其强韧性、耐磨性均有所提高。
化学成份：
元素 C Mn Si
Cr
Mo V Co P S
含量（%）1.40～
1.60
≦
0.60
≦
0.40
11.00～
13.00
0.70～
1.20
0.5～
1.10
≦
1.00
≦
0.030
≦
0.030
特征：高淬透性，高硬度、高耐磨、淬火变形小
用途：适用于复杂可能变形的工具钢，高耐磨性长寿命的各类冷冲压模具及冷剪切刃，是用于制作冷剪、热剪刀片的高档材料，可切削不锈钢、镍、硅钢、矽钢等难以切削成形的各种材料。