答:在工业生产中,特别是在机械制造工业中,用于制造各种工具的钢,称为工具钢。工具钢按其用途的不同,可分为刃具钢、模具钢和量具钢三大类。按其化学成分的不同,又可分为碳素工具钢、合金工具钢和高速钢三种。
1.碳素工具钢
碳素工具钢按其含碳量的不同,分为共析钢、亚共析钢和过共析钢。
(1)亚共析碳素工具钢:这种钢含碳量为0.65~0.74%,如t7钢。这种钢经淬火及300~350℃回火后,具有较高的硬度、强度和韧性。适用于制造切削软材料的工具(如木工工具)和受冲击作用的工具(如錾子、手锤、手剪及风动凿子等)。
(2)共析碳素工具钢:这种钢含碳量为0.75~0.84%。如t8、t8mn等。具有较前者有更高的伴透性。淬火后能获得均匀的组织。其缺点是易过热,在较低温度(780~790℃)下,就会发生晶粒长大,使钢的强度和塑性降低。淬火后有较大的应力,易于形成裂纹。因而淬火温度应控制在770℃左右。该钢只适宜制造在静力或冲击作用不大及受磨损而形状简单的工具。如剪刀、冲头、木工工具和简单的模具等。
(3)过共析碳素工具钢:含碳量为0.85~1.30%,如t9~t12等。这种钢淬火后能保持细晶拉,并有较多的残余奥氏体,因而具有较小的残余应力。淬火后钢中有未溶解的碳化物,使其具有良好的耐磨性。因此,这种钢适用于制造要求硬度高、耐磨性好的切削工具。如手用丝锥、板牙、锉刀、刮刀及车刀等。
2.合金工具钢
合金工具钢按其含碳量和合金元素含量的不同,分为低合金工具钢、高合金工具钢和中碳中合金钢。
(1)低合金工具钢:含碳量在0.65%以上,合金元素总量不大于2.5%。如9crsi、9mn2、9mn2v、 9crwmn及crwmn等。这些钢淬透性较好,热处理后具有较高的韧性,淬火变形小,回火稳定性不太高。适用于制造受冲击较大,形状复杂,要求精度较高的刀具。此外,冷作模具和量具等也用它来制造。
(2)高合金工具钢:含碳量在1.5%以上,合金元素总量大于10%。如cr12, cr12mov等。这种钢具有高的淬透性,能采用较缓和的冷却剂,因而淬火变形小,并能获得高的硬度及耐磨性。适用于制造要求精度高和耐磨性好的冷作模具。如冷冲模、拉丝模和滚丝模等。
(3)中碳中合金钢:含碳量为0.3~0.65%,合金元素总含量为2.5~10%。如3cr2w8、5crw2si,、5crnimo及5crmnmo等。这种钢的淬透性及回火稳定性都很高,具有较好的韧性。适用于制造尺寸较大,受较大冲击力的冷作模具和热作模具等。
3.高速钢
这种钢也属于高合金工具钢,其含碳量为0.7~1.4%,合金元素总含量为14~20%。应用最广泛的牌号有w18cr4v、w9cr4v、w6mo5cr4v2及w12cr4v4mo等。该钢的特点是淬透性好,具有高的红硬性,在600℃左右其硬度仍能保持在hrc60左右。适用于制造各种高速切削刀具,如车刀、刨刀、滚刀、拉刀和钻头等。
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