高速钢成分分析及热处理研究
高速钢回火的研究
高速钢回火的研究一、什么是高速钢？咱们先来说说高速钢，听这个名字，好像是“刀枪之类的利器”了吧？其实高速钢是一种特殊的钢，它的特点就是耐高温，硬度高，切削性能超级强。
说白了，它就是用来做刀具、钻头这些能在高温下工作的工具的。
比如说你在车间看到那些金属加工的刀具，能在高温下高速切割的，大多就是由这种钢材做成的。
为什么叫高速钢呢？就是因为它在高温下依然能够保持锋利和耐磨性，而且它的切削速度还很快。
听起来挺厉害的吧！高速钢并不是那么简单，它的性能不仅仅是依赖于它本身的材料，回火的过程也是至关重要的。
没错，就是回火！回火是啥意思呢？简单来说，回火就是把钢材加热到一定温度，然后冷却，以改变它的结构和性能。
这么做是为了让钢材变得更加坚韧、耐用，避免太脆。
想象一下你用一个锋利的刀子切东西，它可能很锋利，但也很脆，一不小心就断了。
而回火后的钢材就像是经过历练的老江湖，既不容易崩溃，又能保持锋利。
二、回火对高速钢的重要性咱们接下来就来说说回火对高速钢有多重要。
要知道，高速钢在制造过程中，经过加热会变得非常硬，但也很脆，稍微受力就有可能碎裂。
这时候，回火就变得至关重要了。
回火的作用，就是让钢材的组织结构发生变化，从而提升它的韧性。
就像是让一个刚进社会的年轻人，经过一些磨砺后，变得更加成熟稳重，能够应对各种挑战。
回火的温度和时间得掌握得刚刚好。
太低了，不够强韧；太高了，又可能把钢材弄得太软，失去原有的硬度。
这就像是做菜，火候掌握不好，菜就会糊了或者生了，吃了都不香。
所以回火的过程，必须得精准，得有经验。
如果你是个厨师，想做出一锅好汤，那就得反复调试，反复试探；如果你是个做高速钢的工人，那就得小心控制每一个细节，让回火温度和时间都刚刚好。
三、回火过程中的一些小窍门你知道，回火看似简单，实际上要掌握其中的技巧也是不容易的。
回火温度不能随便定，得根据钢材的种类、成分和用途来选择。
比如，有些高速钢回火温度需要在500到600度之间，而有些则可能需要更高的温度。
高强度钢的热处理工艺优化
高强度钢的热处理工艺优化随着工业的不断发展，钢材作为一种重要的工业原材料，在现代工业生产中扮演着十分重要的角色。
特别是在一些高科技领域，如航空、航天、汽车制造等，对钢材的性能要求越来越高。
为了满足这些需求，人们研究出了一种高强度钢，它不仅具有良好的强度和韧性，而且还具有良好的耐腐蚀性能和成形性能。
然而，高强度钢的热处理工艺是其性能优良的重要保证。
1. 高强度钢的热处理工艺简介高强度钢的热处理工艺主要包括两个过程：淬火和回火。
淬火是指将钢材在高温状态下迅速冷却，以使其产生高强度的过程。
淬火时必须控制冷却速率和冷却温度，以确保所得到的钢材具有良好的强度和韧性。
回火是指在淬火过程后，将钢材加热到一定温度下，让其保持一段时间后再进行冷却的过程。
回火的目的是降低钢材的硬度和脆性，同时增加其韧性和塑性。
2. 对于高强度钢的热处理工艺，我们需要从以下几个方面进行优化：（1）控制淬火温度淬火温度是影响钢材性能的一个重要因素。
不同的钢材需要控制不同的淬火温度。
过高或过低的淬火温度都会影响钢材性能，过高会导致钢材易变脆，过低则会导致钢材强度降低。
因此，在进行淬火前，需要先确定钢材适宜的淬火温度。
（2）控制淬火速率淬火速率也是影响钢材性能的重要因素。
通常情况下，淬火速率越快，钢材的强度也会相应提高。
但是，淬火速率太快也会导致钢材变形、开裂等问题。
因此，在进行淬火时，需要控制好淬火速率，以确保钢材具有良好的强度和韧性。
（3）合理选择回火温度和时间回火温度和时间也是影响钢材性能的重要因素。
不同的钢材需要选择不同的回火温度和时间。
回火温度过高或时间过长都会导致钢材的强度降低，而回火温度过低或时间过短则会导致钢材韧性不足。
因此，在进行回火时，需要合理选择回火温度和时间。
（4）优化工艺流程热处理工艺包括多个环节，需要进行精细化控制。
在高强度钢的热处理过程中，可以通过优化工艺流程来提高钢材性能。
例如，加入适量的合金元素可以改善钢材的热处理性能；改变淬火介质可以优化淬火效果，提高钢材性能等。
高速工具钢在模具制造中的应用及热处理
【 摘要 】 分析 了高速工具钢的化 学成分及特性， 简要介绍 了高速Ｚ具钢在冷、 － － 热作模具 中的
应用， 以及 高速钢模具的热处理工艺。并 简要介绍 了新型高速模具钢的发展。 关键词 ： 高速工具钢； 冷作模具； 热作模具； 热处理 工艺
中图分 类 号 ：Ｇ１２６ Ｔ ６ ．９ 文献 标识 码 ： Ｂ 文 章编 号 ：Ｓ ０ ３ — ２ Ｃ ２ １— ２ ３ １
会发生强烈的摩擦 ， 因此对冷作模要求具有高硬度 、 化学成分见表 １ 。
高耐磨性 、 足够 的强度 、 韧性和疲劳强度 。
Ｗ１Ｃ４ ８ｒ Ｖ钢具有高硬度 、 高强度 、 高抗压性 、 高耐
热作模具有热锻模 、 热镦模 、 热挤压模具 、 压铸模 磨性 和高热稳定性等特点 ， 对于要求高热强性 的工具
不 同的温度 条件下 ， 具有 高的强度 、 韧度 、 耐磨性 、 抗 模具 。 疲劳性以及热稳定性 。 处理工艺 已是模具工作者 的重要研究课题 。 定性方面发展 ， 高速钢在模具 中的应用也 Ｅ益广泛 。 ｌ
Ｗ６ ｏＣ４ ２ Ｍ ５ ｒＶ 钢为钨钼系通用 高速钢 ， 该钢 的韧
和高速成形模等 。模具长 时间在反复急冷 急热 的条 和热作模具一般可选用 Ｗ１Ｃ４ ８ ｒＶ钢制造 ， 也可制造成
件 下服役 ， 本身 温度在 ３０Ｃ ７０（， 的甚至 达到 具有很 高的硬度 、 压强度和耐磨性能要求 ， ０ ￣～ ０ ￣ 有 ２ 抗 承受高
１ ０ ￣ 其服役条件非常恶劣 ， ， ０Ｃ， ０ 这就要求热作模具在 载荷 ， 加工硬质材料 的冷作模具 ， 如重载 凸模 、 冷挤压
Ａｐ ｌ ａ ｉ ｎ ａ ｄ Ｈｅ ｔＴｒ ａ ｍｅ ｔｏ ｇ － ｐ ｅ ｐ ｉ ｔｏ ｎ ａ ｅ ｔ ｎ ｆＨｉｈ Ｓ ｅ ｄ ｃ Ｔｏ ｌ ｔ ｅ ｎ Ｄｉ ｏ ｅ ｌ ｅ＆ Ｍ ｏ ｄ Ｍ ａ ｕ ａ ｔ ｒ Ｓ ｉ ｌ ｎ ｆ ｃｕ ｅ
常用钢的牌号成分热处理性能及用途
常用钢的牌号成分热处理性能及用途钢是一种铁碳合金，通过调整碳含量和添加其他合金元素，可以获得不同性能的钢材。
下面介绍几种常用的钢材及其牌号、成分、热处理、性能和用途。
1.高速钢（HSS）牌号：W18Cr4V（国内）、M2（国外）成分：碳（C）0.80%~0.90%、钼（Mo）4.50%~5.50%、铬（Cr）3.80%~4.60%、钒（V）1.70%~2.10%、钨（W）5.50%~6.70%热处理：淬火（1150℃~1230℃）+回火（530℃~560℃）性能：高硬度、高耐磨性、耐高温疲劳、较好的切削性能用途：刀具、钻头、铣刀等，适用于高速切削、金属切削加工。
2. 不锈钢（Stainless Steel）牌号：201、304、316等成分：铬（Cr）≥12%，镍（Ni）≥10%热处理：抗应力腐蚀热处理性能：耐腐蚀性好、高强度、耐高温用途：厨具、家电、建筑、化工、医疗器械等。
3. 低合金高强度结构钢（High Strength Low Alloy Steel，HSLA）牌号：Q345B、Q420、Q690等成分：碳（C）≤0.20%、锰（Mn）≤1.70%、硅（Si）≤0.50%、磷（P）≤0.030%、硫（S）≤0.025%热处理：淬火（910℃~960℃）+回火性能：高强度、良好的可塑性、焊接性能好用途：桥梁、建筑、汽车、造船等领域的结构件。
4. 冷轧板（Cold Rolled Steel）牌号：SPCC、DC01等成分：碳（C）≤0.08%、锰（Mn）≤0.50%、硅（Si）≤0.035%、磷（P）≤0.020%、硫（S）≤0.020%热处理：无需热处理，冷轧后直接成型性能：表面质量好、尺寸精度高、机械性能较好用途：汽车、家电、建筑、家具等。
5. 工具钢（Tool Steel）牌号：T7、T8、T10等成分：碳（C）0.70%~1.00%、锰（Mn）0.20%~0.60%、硅（Si）≤0.35%、磷（P）≤0.03%、硫（S）≤0.03%热处理：淬火（840℃~870℃）+回火（150℃~250℃）性能：硬度高、加工性能好、耐磨性好用途：冲模、挤压模具、金属切削工具等。
hss钢参数
高速钢（HSS）是一种具有高硬度、高耐磨性和高耐热性的工具钢，也称为高速工具钢或锋钢，俗称白钢。
以下是一些关于高速钢的详细参数：
1. 硬度：高速钢的硬度非常高，即使在高速切削产生高热情况下（约500℃）也能保持高的硬度，HRC值通常能在60以上。
2. 密度：高速钢的密度大约在8.3-8.7 g/cm³之间。
3. 合金元素：高速钢是一种成分复杂的合金钢，含有钨（W）、钼（Mo）、铬（Cr）、钴（Co）、钒（V）等碳化物形成元素。
这些元素的总量通常在10～25%左右。
4. 红硬性：高速钢具有优良的红硬性，即在高温下仍能保持硬度和耐磨性，这是其最主要的特性之一。
5. 制造应用：由于其良好的工艺性能和强度韧性的配合，高速钢主要用于制造复杂的薄刃和耐冲击的金属切削刀具，也用于制造高温轴承和冷挤压模具等。
6. 发展：除了传统的熔炼方法生产的高速钢外，20世纪60年代以后还出现了粉末冶金高速钢，这种高速钢避免了熔炼法生产所造成的碳化物偏析，从而提高了机械性能和减少了热处理变形。
zg15cr2mo1钢的热处理工艺研究
zg15cr2mo1钢的热处理工艺研究随着现代工业的不断发展，高强度、高韧性的钢材越来越被广泛应用于各种机械设备和结构件中。
而在这些钢材中，zg15cr2mo1钢作为一种优质的工具钢，在机械制造、汽车制造、航空航天等领域都有着广泛的应用。
然而，zg15cr2mo1钢的热处理工艺对其性能的影响却一直是人们关注的焦点。
本文将从热处理工艺的角度对zg15cr2mo1钢进行研究，以期为工程实践提供参考。
一、zg15cr2mo1钢的化学成分及其组织结构zg15cr2mo1钢是一种高强度、高韧性的工具钢，其化学成分主要包括C、Si、Mn、Cr、Mo等元素。
其中，C的含量为0.12%-0.18%，Si的含量为0.20%-0.40%，Mn的含量为0.20%-0.50%，Cr的含量为1.50%-2.00%，Mo的含量为0.90%-1.20%。
该钢材的组织结构为马氏体和小量的残余奥氏体。
二、zg15cr2mo1钢的热处理工艺（一）淬火工艺淬火是zg15cr2mo1钢的主要热处理工艺之一，其目的是使钢材达到高硬度和高强度。
淬火工艺的具体流程为：将钢材加热至860℃-900℃，保温一段时间，然后迅速放入油中进行淬火。
淬火后，钢材的硬度达到HRC60-63，强度也得到了显著提高。
（二）回火工艺回火是淬火后必不可少的热处理工艺，其目的是消除淬火过程中产生的应力和脆性，提高钢材的韧性和塑性。
回火工艺的具体流程为：将淬火后的钢材加热至400℃-600℃，保温一段时间，然后冷却至室温。
回火后，钢材的硬度和强度有所下降，但韧性和塑性得到了显著提高。
（三）正火工艺正火是一种介于淬火和回火之间的热处理工艺，其目的是在保持钢材硬度和强度的同时提高其韧性和塑性。
正火工艺的具体流程为：将钢材加热至860℃-900℃，保温一段时间，然后冷却至室温。
正火后，钢材的硬度和强度略微下降，但韧性和塑性得到了显著提高。
三、zg15cr2mo1钢的热处理工艺对其性能的影响（一）淬火工艺对性能的影响淬火工艺是zg15cr2mo1钢的主要热处理工艺之一，其对钢材的硬度和强度有着显著的影响。
高速钢热处理工艺参数的相关设计
度控制在 １ ０ ０ ￣ Ｃ — ｌ １ ０ ０ ￣ Ｃ ， 控温范围 ± ５ ￣ Ｃ ； 加热淬火温度的处理通常设 置为 １ １ ０ ０ ￣ Ｃ ，１ １ ５ ０ ￣ Ｃ ，１ ２ ５ ０ ￣ Ｃ；最后进行 回火处理 。一般情况下 ，高 速钢的回火温度控制在 ５ ６ ０ ￣ Ｃ 一 ５ ７ ０ ＇ １ ２ 之间， 需要注意 的是 ， 遇到对模具 质量要 求较高的热处理工艺时 ， 应该将 回 火 温度控制在 ３ ５ ０ ￣ Ｃ － － ４ ５ ０ ￣ Ｃ 之
６ ０ ． ８ ６ ７ ． １
６ ５ ． ７ ５ ８ ． ９ ５ ２ ． ４
２ ． ２ ９ ０ ２ ． ２ ４ ６
２ ． ２ ４ ５ ２ ． ３ ７ １ ２ ． ３ ８ｌ
高速钢介绍
２ １ １ ５ ０
３ ５ ０ ５ ７ ０
４ ５ ０ ５ ７ ０ ３ ５ ０ ５ ７ ０ ３ １ ２ ５ ０ ４ ５ ０ ５ ７ ０
淬火
回火
积百分 比
（ ％）
ｍ Ｊ
３ ５ ０ ５ ７ ０
４ ｌ ＿ ５
６ ３ ． ２
２ ． ３ １ ０
着重要意义。
一
ｌ
１ １ ００
４ ５ ０ ５ ７ ０
、
３ ２ ． ５ ４ ６ ． ２
４ ３ ． ７ ８ ２ ． ５ ７ ９ ． ８
样 的表面粗糙度 最低 。 三 、结束语
对材料 Ｗ１ ８ Ｃ ｒ ４ Ｖ进行热处理时 ，工艺流程为 ：采用 １ ２ ５ ０ ￣ Ｃ 一 １ ３ ５ ０ 。 ｃ 进行淬火 ， 采用 ５ ６ ０ ＇ Ｃ 一 ５ ８ Ｏ ℃进行 回火 ， 需要三到 四次。 材料 Ｗ１ ８ Ｃ ｒ ４ Ｖ
高速钢热处理的特征
高速钢热处理的特征
高速钢是一种具有高硬度、高耐磨性和高耐热性能的合金钢，常用于制造切削工具、模具和轴承等高强度和高磨损场合。
高速钢的热处理是制备高速钢的关键步骤之一，可通过改变热处理工艺和工艺参数来控制高速钢的组织和性能。
高速钢热处理的特征主要包括以下几点：
1.高温淬火：高速钢的淬火温度一般在1200~1250℃，淬火介质为空气或油。
高温淬火可使高速钢中的碳化物晶粒细化、分散，提高其硬度和韧性。
2.回火处理：高速钢的回火温度一般在500~650℃，回火时间根据不同合金元素和应用情况而异。
回火可消除高温淬火的残余应力、改善高速钢的韧性和强度，提高其耐磨性和耐腐蚀性。
3.表面处理：高速钢的表面处理可采用氮化、渗碳等方法，形成硬度高、耐磨性好的表面层，提高高速钢的使用寿命和性能。
4.工艺控制：高速钢热处理的工艺控制包括加热速率、保温时间、淬火速率等，对高速钢的性能和组织均具有重要影响。
合理的工艺控制可保证高速钢的稳定性能和质量。
综上所述，高速钢热处理的特征主要包括高温淬火、回火处理、表面处理和工艺控制等方面，这些特征决定了高速钢的组织和性能，是制备高性能高速钢不可或缺的重要步骤。
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高速钢成分分析及热处理研究
作者：孙瑞谦
来源：《中国科技博览》2016年第01期
[摘 要]本文简单介绍了高速钢的成分特点及热处理工艺过程。
[关键词]高速钢 成分 热处理
中图分类号：TM121.1.3 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2016）01-0008-01
普通高速钢是常用的合金工具钢，具有较高的硬度（63～66HRC）和耐磨性、较高的韧性
和强度、良好的热塑性和磨削性能。但是随着切削技术的高速发展及新型材料的应用，普通高
速钢刀具已不能满足高效率、高质量及难加工材料的切削要求。近年来，我公司广泛应用高强
度钢、耐热不锈钢、高温合金等材料，因此采用的主要是高性能高速钢刀具，为使切削刀具达
到加工需要的力学性能、物理性能，热处理工艺十分重要。
1、高速钢成分分析
高速钢是常用的高合金刃具钢， 它完全具备上述基本性能。其特点是高的热硬性， 在
600℃左右仍可保持HRC60左右硬度， 许多成型刀具如拉刀、铣刀、钻头以及车刀、刨刀等
都采用高速钢制造。我国目前使用最广泛的高速钢是W18Cr 4V、W6Mo 5Cr 4V2， 它们之所
以具备如此优良的性能， 是它们的成分特点决定的：
1.1含碳量高 一般含碳量在0. 75%～1. 65%范围内变化。高的碳量一方面保证钢在淬得马
氏体后有高的硬度； 另一方面与强碳化物形成元素生成极硬的合金碳化物，大大增大钢的耐
磨性和热硬性。含碳量也不是过高， 碳量过高， 易产生严重的碳化物偏析， 会降低钢的塑性
和韧性。因此， 含碳量必须与其他合金元素含量相匹配。
1.2加入铬提高钢的淬透性 几乎所有高速钢中的含铬量均为4%左右。铬的碳化物在淬火
加热时容易溶解， 铬几乎全部融入奥氏体中， 增加奥氏休的稳定性， 使钢的淬透性大大增
加。同时， 铬还能提高钢的抗氧化脱碳和抗腐蚀能力。
1.3加入钨和钼造成二次硬化， 以保证高的热硬性 钨和钼的碳化物在淬火加热时极难溶
解， 大约只有一半的量溶入奥氏体中， 而其余部分作为残留碳化物留下来， 起到阻止奥氏体
晶粒长大的作用， 并能提高耐磨性。溶入的部分则在560℃左右回火时以W2C 或Mo 2C 形式
弥散析出， 造成二次硬化， 使钢的硬度提高。这种碳化物在500℃～600℃温度下非常稳定，
不易聚集长大， 因而使钢在此温度下仍能保持高硬度， 表现出高的热硬性。
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1.4加入钒能提高钢的耐磨性和热硬性 钒在高速钢中能形成硬度极高的碳化物， 这种碳化
物非常稳定， 很难溶于奥氏体中， 而且硬度极高， 颗粒细小， 分布均匀， 显著提高耐磨
性。溶入奥氏体的钒在回火时以VC 的形式析出， 也可造成二次硬化， 提高钢的热硬性。
1.5加入钴也能显著提高高速钢的热硬性和硬度 钴是非碳化物形成元素， 它提高热硬性的
作用与钨、钼、钒不同， 在加热时， 钴大部溶入奥氏体， 提高钢的熔点， 提高淬火温度，
使钨、钼、钒等元素更多地溶入奥氏体， 以充分发挥它们的硬化作用， 而在回火时则析出金
属间化合物CoW 等，从而抑制及延缓碳化物的析出及聚集。
2、高速钢的热处理
2.1 退火
低合金高速钢可按标准高速钢通常采用的退火规范进行退火， 既可采用不完全退火， 也
可采用等温退火。采用不完全退火时， 退火加热温度一般在820～850 ℃ 。等温退火的等温温
度可根据奥氏体等温转变曲线进行确定。某些低合金高速钢（ 如含铝高的钢） 退火时的氧化
和脱碳倾向高， 这时可适当降低退火加热温度， 不过退火后硬度稍高。
2.2 淬火
将各温度下淬火的试样在HR-150A 洛氏硬度计上测定硬度，绘制出淬火硬度与淬火温度
关系曲线，如图1 所示。可见，试样在950～1100℃淬火，硬度值随淬火温度升高一直升高，
在1100℃淬火时硬度达到峰值， 之后随淬火温度升高硬度缓慢下降， 超过1150℃后，硬度迅
速下降，1200℃淬火时硬度最低。
2.3 回火
将经过1100℃淬火的试样分别进行（500～600）℃×2h 的二次回火。对其进行硬度测试
后，绘制出回火硬度与回火温度关系曲线，如图2 所示。可见，在500～525℃回火，硬度随
回火温度上升而增加，在525℃出现二次硬化峰。在此期间，马氏体分解析出的合金碳化物非
常细小、弥散，与基体保持共格关系，使试样硬度提高。钢中的残余奥氏体转变为马氏体，也
对钢的二次硬化有一定贡献；在525～550℃回火钢的硬度略有下降， 合金碳化物的聚集长大
不显著， 超过550℃后随着回火温度的不断升高，碳化物大量析出，并逐渐聚集长大，与基体
不再保持共格关系，致使钢的回火硬度下降较快。
3 结语
3.1高速钢含有大量合金元素， 塑性差， 导热性等， 必须预热。如将工件由室温直接加
热到1200℃以上的淬火温度， 易引起变性及开裂。预热可缩短高温加热时间， 有利于防止工
件的氧化脱碳。
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3.2淬火加热温度非常高， 一般在1200℃～1300℃。因为高速钢含有大量难溶合金碳化
物， 它们溶解温度很高，直到接近钢的熔化温度时， 还有部分未溶解。加热温度越高， 碳化
物溶入奥氏体越多， 淬火后马氏体中的合金含量也越多， 马氏体硬度越高， 而回火后得到高
的热硬性。但淬火温度也不能太高， 否则晶粒变得粗大， 使高速钢脆性增加。
3.3 回火温度高、回火次数多。高速钢一般都在二次硬化峰值温度或稍高一些温度
（ 550℃～570℃ ） 下回火， 保证得到高的硬度及热硬性。并且进行多次回火， 主要目的是
消除大量的残余奥氏体。回火过程中， 从残余奥氏体中析出合金碳化物， 使奥氏体中的合金
含量减少， 而使马氏体转变点M s 上升， 并在回火冷却中， 一部分奥氏体转变为马氏体， 硬
度提高， 称为二次淬火。高速钢淬火后含有的残余奥氏体大约为20%～25%， 第一次回火后
仍有10% 左右残余奥氏体的未能转变， 因而需要进行第二次回火， 以使残余奥氏体继续转
变， 并使第一次回火冷却时形成的马氏体回火， 消除内应力。而为使第二次回火冷却时形成
的马氏体回火及消除内应力， 则需进行第三次回火。
参考文献
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[2] 朱春华，肖溪，刘春东. 高速钢W18Cr4V的锻造及热处理[J]. 河北建筑工程学院学报.
2008（01）.
[3] 戚正风，万安元，甘宅平，赵晚子，刘永志. 高速钢轧辊及其热处理[J]. 金属热处理.
2008（08）.
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