深入了解合金工具钢|特性和用途|性能 (合金概念的四个方面)

合金工具钢是一种在碳素工具钢基础上加入铬、钼、钨、钒等合金元素以提高其淬透性、韧性、耐磨性和耐热性的钢种。

性能特点

• 高硬度：合金工具钢具有高硬度，能在高温下保持较高的硬度。通过调质工艺增加其硬度，使其在使用过程中保持更好的切削性能和耐磨性。因此，它适用于制造各种需要高强度和耐磨性的工业部件，如切削工具、钻头、扳手、刀剑等。
• 高耐磨性：由于合金工具钢中添加了多种合金元素，使其具有较高的耐磨性能。在切削加工中，合金工具钢可以延长刀具的使用寿命，减少零件切削时的磨损和变形。
• 高韧性：与传统的高速钢相比，合金工具钢具有更好的韧性，能够承受更高的冲击负荷，不容易出现断裂和疲劳。这保证了工具在使用过程中不易变形，从而保证了产品的加工精度和质量。
• 高热稳定性：在高温工作环境下，高速钢可能会失去其硬度和强度，而合金工具钢却能保持其硬度和强度。这使得它成为制造高温下工作工具的理想材料，如耐冲击工具和冷、热模具等。

应用领域

合金工具钢以其高硬度、高耐磨性、高韧性和高热稳定性等优异性能，在模具制造、钳工刀具、量具和切削加工等领域得到广泛应用，为提高高精度加工和工件制造质量做出了重要贡献。

碳素工具钢

碳素工具钢因其价格实惠且易于获取和成型，其切削加工性能良好，但存在明显的缺点。其淬透性较差，通常需要通过用水、盐水或碱水进行淬火处理，这可能导致较大的畸变和开裂风险。碳素工具钢的耐磨性和热强度较低，限制了其在复杂或高强度工件上的应用。

碳素工具钢主要用于制造小型手工刀具、木工刀具，以及对精度要求不高、形状简单的冷作模具，例如小冲头、剪刀和冷冲模。作为冷镦模，这类模具需要有合适的硬度和韧性，T10A钢因其耐磨性和韧度兼备，应用较为广泛。对于冷作模具，T7A、T10A、T11A等碳含量适中的过共析钢是常见选择。T12A则因其碳化物分布不均，适合硬度和耐磨性需求较高的场合，如切边模和剪刀。

淬火过程中，碳素工具钢易产生畸变，碱浴分级淬火能有效减少这一问题并减少开裂风险。对于需要特定硬度和韧度的模具，如成形模具和塑料压模，采用160~180℃碱浴分级淬火是合适的。对于需要较深淬硬层的情况，可以通过提高淬火温度或采用分级淬火与等温停留相结合的方法来改善。

扩展资料

碳素工具钢(carbontoollsteel)按照GB/T《钢分类》第1部分“钢按化学成分分类”，碳素工具负属于非合金钢。按照应该标准第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。

一些流行的刀具钢材包括D2，O1和Crucible的CPM系列以及更先进的M4等都属于工具钢。一些工具钢含碳量较高，保持度极好，适合做小直；还有一些含碳量稍低一些，但韧性极高，适合做用于劈砍的中直、大直。

工具钢的热处理特点是预先热处理多为球化退火，以获得均匀并且粒度适中的球化组织，最终热处理则是淬火加低温回火（高速钢为淬火加560℃回火三次），以获得在回火马氏体基体上分布着均匀细小碳化物的高硬度组织，保证工具的耐磨性。