高速工具鋼:美國W.F.泰勒和M.懷特制造的鋼-中文百科頻道

主要性能

工藝性能也是高速鋼的重要指标。首先，要有良好的熱塑性，以便充分破碎共晶碳化物和加工成形；其次，要有低的退火硬度，

以便在生産過程中進行冷成形和切削加工。其他工藝性能如過熱不敏感性，脫碳不敏感性，低的淬火變形性，在電阻焊和摩擦焊中與柄部碳鋼結合的良好焊接性能等也很重要，尤其是磨削性，對于制造複雜刀具是極其重要的。

保證碳化物充分破碎、細化并均勻分布，曆來是高速鋼生産工藝和提高質量的關鍵問題。為此，高速鋼應采用低溫澆鑄工藝，選擇良好錠型，并根據鋼材規格選用足夠大的壓縮比。中國自1965年以來采用扁錠生産高速鋼，其優點為顯着加快鋼錠凝固速度，從而改善了鋼材的碳化物不均勻度和低倍組織。

大尺寸鋼材多采用電渣重熔鋼錠。鍛造開坯、軋制成材的工藝有利于提高質量。高速鋼的熱加工溫度、變形量和退火制度，對鋼材的熱處理性能，尤其是對淬火後的晶粒度有明顯的影響，須嚴加控制。熱加工中如終鍛溫度過高，變形量不足或已經過一次淬火，但未經充分退火又進行第二次淬火，會出現特殊閃光的萘狀斷口，從而顯着降低鋼的韌性，使刀具脆崩。還采用快鍛液壓機開坯、精鍛機成材的新工藝。

高速鋼需通過特殊的熱處理才能獲得所需的性能。一般淬火溫度均接近這種鋼的熔化溫度，例如高鎢鋼為1270～1290℃，鎢钼鋼為1210～1240℃，高钼鋼為1180～1210℃，一般采用540～560℃回火三次，以得到二次硬化的最佳效果。對韌性和紅硬性有不同要求時，可适當調整淬火溫度。

粉末冶金高速鋼可保證碳化物細小和均勻分布，對改善高碳高釩高速鋼的磨削性、改進熱加工性，減少淬火變形以及提供碳化物質量優異的大尺寸鋼材确有獨特優點；可以生産出合金含量更高和切削能力較大的高速鋼。高速鋼刀具的真空熱處理獲得廣泛應用；刀具的氧氮化、碳氮氧共滲等表面化學熱處理，也正在普遍采用，尤其是化學氣相沉積法和物理氣相沉積法的發展，可進一步提高刀具的使用壽命。

高速工具鋼的淬火溫度很高，接近熔點，其目的是使合金碳化物更多的溶入基體中，使鋼具有更好的二次硬化能力。高速工具鋼淬火後硬度升高，此為第一次硬化，但淬火溫度越高，則回火後的強度和韌性越低。淬火後在350℃以下低溫回火硬度下降在350℃以上溫度回火硬度逐漸提高，至520~580℃範圍内回火（化學成分不同，回火溫度不同）出現第二次硬度高峰，并超過淬火硬度，此為二次硬化。這是高速工具鋼的重要特性。

高速工具鋼除了具有高的硬度、耐磨性、紅硬性等使用性能外，還具有一定的熱塑性、可磨削性等工藝性能。

鎢系高速工具鋼主要合金元素是鎢，不含钼或含少量钼。其主要特性是過熱敏感性小，脫碳敏感性小、熱處理和熱加工溫度範圍較寬，但碳化物顆粒粗大，分布均勻性差，影響鋼的韌性和塑性。

鎢钼系高速工具鋼的主要合金元素是鎢和钼。其主要特性是碳化物的顆粒度和分布均優于鎢系高速工具鋼，脫碳敏感性和過熱敏感性低于钼系高速工具鋼，使用性能和工藝性能均較好。

钼系高速工具鋼的主要合金元素是钼，不含鎢或含少量鎢。其主要特性是碳化物顆粒細，分布均勻、韌性好，但脫碳敏感性和過熱敏感性大、熱加工和熱處理範圍窄。

物理性能

硬度

工具鋼制成工具經熱處理後具有足夠高的硬度，如用于金屬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産生高溫的受熱條件下，仍能保持高的硬度和良好的紅硬性。碳素工具鋼和合金工具鋼一般在180℃~250℃、高速工具鋼在600℃左右的工作溫度下，仍能保持較高的硬度。紅硬性對熱變形模具和高速切削刀具用鋼是非常重要的性能。

耐磨性

工具鋼具有良好的耐磨性，即抵抗磨損的能力。工具在承受相當大的壓力和摩擦力的條件下，仍能保持其形狀和尺寸不變。

強度和韌性

工具鋼具有一定的強度和韌性，使工具在工作中能夠承受負荷、沖擊、震動和彎曲等複雜的應力，以保證工具的正常使用。

其他性能

由于各種工具的工作條件不同，工具用鋼還具有一些其他性能，如模具用鋼還應具有一定的高溫力學性能、熱疲勞性、導熱性和耐磨腐蝕性能等。

工藝性能

工具鋼除了具有上述使用性能外，還應具有良好的工藝性能。

⑴加工性

工具鋼應具有良好的熱壓力加工性能和機械加工性能，才能保證工具的制造和使用。鋼的加工性取決于化學成分、組織的質量。

⑵淬火溫度寬泛性

工具鋼的淬火溫度應足夠寬，以減少過熱的可能性。

⑶淬硬性和淬透性

淬硬性是鋼在淬火後所能達到最高硬度的性能。淬硬性主要與鋼的化學成分特别是碳含量有關，碳含量越高，則鋼的淬硬性越高。

淬透性表示鋼在淬火後從表面到内部的硬度分布狀況。淬透性的高低與鋼的化學成分、純潔度、晶粒度有關。

根據用于制造不同的工具，對這兩種性能各有一定的要求。

⑷脫碳敏感性

工具表面發生脫碳，将使表面層硬度降低，因此要求工鋼的脫碳敏感性低。在相同的加條件下，鋼的脫碳敏感性取決于其化學成分。

⑸熱處理變形性

工具在熱處理時，要求其尺寸和外形穩定。

⑹耐削性

對于制造刀具和量具用鋼，要求具有良好的磨削性。鋼的磨削性與其化學成分有關，特别是釩含量，如果釩質量分數不小于0.50%則磨削性變壞。

鋼鐵工業運行情況

(一)産量創曆史最高水平。2013年1-6月，全國累計生産粗鋼3.9億噸，同比增長7.4%，增速較去年同期提高5.6個百分點。前6個月，粗鋼日均産量215.4萬噸，相當于年産粗鋼7.86億噸水平。其中，2月份達到曆史最高的220.8萬噸，3-6月份雖有回落，但仍保持在210萬噸以上較高水平。分省區看，1-6月，河北、江蘇兩省粗鋼産量同比分别增長6.8%和13.2%，兩省合計新增産量占全國2694萬噸增量的42.4%，另有山西、遼甯、河南和雲南等省增産也在100萬噸以上。分企業類型看，1-6月，重點大中型鋼鐵企業粗鋼産量同比增長5.5%，低于全國平均增幅2個百分點，但仍有60%的增産來自重點大中型鋼鐵企業。

(二)鋼材價格低位運行。2013年1-6月，國内鋼材市場整體表現低迷。随着粗鋼産能大幅釋放，市場供需陷入失衡狀态，鋼材價格步入下降通道，已弱勢下跌4個多月。截止2013年7月26日，鋼材價格指數降到100.48點，低于年初6.6點。鋼鐵工業協會重點統計的八個鋼材品種價格比年初均有不同程度的下降，平均跌幅5.7%。分品種來看，占我國鋼材産量比重較大的建築用線材、螺紋鋼價格跌幅分别達4.9%和6.7%，中厚闆和熱軋卷闆價格跌幅分别達5.7%和9.7%。

(三)鋼材出口增長較快。國内鋼材市場供需失衡刺激企業出口。1-6月，我國累計出口鋼材3069萬噸，同比增長12.6%;進口鋼材683萬噸，下降1.8%，進口鋼坯和鋼錠32萬噸，增長50%。将坯材折合粗鋼，累計淨出口2506萬噸，同比增長17.3%，占我國粗鋼産量的6.4%。從出口價格看，1-6月出口棒線材均價624.3美元/噸，同比下降18%;闆材835.2美元/噸，同比下降2.8%。

(四)鋼廠及社會庫存高位運行。市場供需矛盾向流通領域蔓延，國内鋼材庫存延續上年末增長态勢。3月15日達到曆史最高的2252萬噸，比上年最高點增加351萬噸，其中建築鋼材庫存1432萬噸，占庫存總量的63.6%。之後，随着季節性消費增加，庫存逐漸回落，7月26日降至1540萬噸。市場供大于求也推高鋼廠庫存，3月中旬重點企業鋼材庫存創曆史記錄，達到1451萬噸，同比增長29.7%，6月下旬降至1268萬噸，仍比年初增長29.9%，比2012年同期增長11.4%。

(五)鋼廠盈利水平逐月下滑。2013年上半年，冶金行業實現利潤736.9億元，同比增長13.7%，其中黑色金屬冶煉和壓延加工業實現利潤454.4億元，同比增長22.7%。1-5月份重點大中型鋼鐵企業的盈利狀況遠不如行業總體水平，并呈逐月下降态勢，盡管實現利潤增長34%，但也僅有28億元，銷售利潤率為0.19%。5月當月，86家重點大中型鋼鐵企業僅實現利潤1.5億元，連續5個月環比下滑，其中34家虧損，虧損面高達40%。

(六)鋼鐵行業固定資産投資增幅明顯回落。2013年1-6月，鋼鐵行業固定資産投資3035億元，同比增長4.3%，其中黑色金屬冶煉及壓延投資2356億元，同比增長3.3%，比2012年同期回落6.1個百分點;黑色金屬礦采選投資679億元，同比增長7.8%，增速大幅回落15個百分點。