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钢材常识
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十六．工具钢的定义和分类
一、碳素工具钢（非合金工具钢）
（一）定义
按照GB/T 13304《钢分类》第1部分“钢按化学成分分类”。碳素工具钢属于非合金钢。按照该标准第2部分“钢按主要质量等级和主要性能及使用特性分类”，碳素工具钢属于特殊质量非合金钢。
碳素工具钢（非合金工具钢）是高碳过共析、共析或亚共析钢，含碳时范围为0.7%~1.3%（质量分数）。其性能除了与冶炼、热塑性变形工艺有关外，主要取决于碳含量。碳是碳素工具钢的主要强化元素。这类钢经热处理后具有较高的硬度和耐磨性，但红硬性差、淬透性低。为了提高钢的淬透性，有的牌号在钢中加入0.40%~0.60%（质量分数）的锰。碳素工具钢钢材通常以退人状态交货，一般应检验硬度，高倍、低倍和断口组织，及表面脱碳层深度等。这类钢主要用于制造一般切削速度，且加工硬度和强度不太高的材料工具，以及形状简单、精度要求较低的量具、模具等。
（二）分类
碳素工具钢通常按用途可分为：刃具钢、模具钢、量具钢、耐磨钢；按钢质可分为：优质钢（硫质量分数不大于0.030%，磷质量分数不大于0.035%）、高级优质钢（硫质量分数不大于0.020%、磷质量分数不大于0.025%）。
二、合金工具钢
定义
按照GB/T 13304《钢分类》第1部分“钢按化学成分分类”合金工具钢属于合金钢。按照该标准第2部分“钢按主要质量等级和主要性能及使用特性分类”。合金工具钢属于特殊质量合金钢。
合金工具钢为中、高碳合金钢，用于制造截面较大、形状特殊，而且较复杂的量具、刃具、耐冲击工具和冷热作模具及一些特殊用途的工具。这类钢碳含量较高，并含有多种强化合金元素，如铬、钼、钨、钒等，具有高的硬度、一定的韧性、良好的耐磨性、红硬性、一定的耐冲击性，以及良好的淬透性、组织稳定性、较小的热处理变形等性能。钢材通常以退火状态交货。由于合金工具钢化学成分复杂，工作条件苛刻，所以对其表面质量和内部质量要求严格，一般应检验高倍和低倍金相组织，如断口、酸浸低倍、珠光体组织、脱碳层深度、网状碳化物和共晶碳化物不均匀度等。
（二）分类
合金工具钢按用途可分为刃具钢、模具钢（冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢）、量具钢。
由于合金工钢的用途不同，各类合金工具钢的化学成分和热处理方法往往有明显的差异，而且有些牌号的钢可以有几种用途，因此，有些钢按用途分类，另一些钢按化学成分或特性分类，再有一些钢按热处理方法分类。这种分类方法将合金工具钢分为水淬工具钢、耐冲击工具钢、模具用钢、特殊用途工具钢、冷作工具钢、热作工具钢。
三、高速工具钢
（一）定义
按照GB/T 13304《钢分类》第1部分“钢按化学成分分类”，高速工具钢属于合金钢。按照该标准第2部分“钢按主要质量等级和主要性能及使用特性分类”，高速工具钢属于特殊质量合金钢。
高速工具钢是高碳含金钢，主要合金元素有钨、铬、钒、钼、钴、铝等，属于菜氏体型的钢种，含有在量的合金碳化物。这些碳化物使高速工具钢具有高的红硬性、硬度和耐磨性。由于铸态高速工具钢的组织存在粗大的菜氏体网和团，所以难以进行热塑性变形。钢材通常以退火状态交货，或退火后再经其他加工方法（剥皮、磨光等）加工后交货。对高速工具钢钢材一般应检验硬度、共晶碳化物不均匀度、脱碳层深度、低倍组织和断门组织、大颗粒碳化物等、高速工具钢在较高温度（不大于600℃）下能保持良好的切削性能，用于制造高效率切削刀具，如铣刀、铰刀、拉刀、插齿刀级钻头等，也用作冷作模具、高温弹簧及高温轴承等。
（二）分类
高速工具钢钢种体系基本上分为低合金高速工具钢、通用型高速工具钢、高性能高速工具钢（高钒、含钴、高钒-含钴）、超硬型高速工具钢4大类、以及超高合金度粉未高速钢。按照钢的化学成分可分为钨系、钼系、钨--钼系和含钴高速工具钢。
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