熱加工工具鋼

工具鋼分類

工具鋼必須有很高的硬度，不同種類的工具鋼具有不同的硬度、韌性和耐高溫性能。工具鋼分為以下4類：

（1）碳素工具鋼

（2）熱加工工具鋼

（3）冷加工工具昂貴

（4）高速工具鋼

熱加工工具鋼應具備的特性

（1）在各種熱加工溫度下具有抗形變能力。碳素素鋼在這樣的溫度下變軟、強度下降，故不能用作熱加工模具；

（2）同時具備相當的耐機械和熱衝擊能力（若用水冷，尤應如此）。為增加這些鋼種的耐衝擊性，碳含量必須保持到低限范；

（3）具有在高溫下的耐侵蝕、耐磨性；

（4）具備抗熱處理變形能力。複雜模具在熱處理時不應當變形。選用高可淬性鋼鋼，可解決這個向題；

（5）抗熱龜裂（工具表面產生細而淺的裂紋）。

其他鈮鐵合金分類

（1）高強度低合金鋼

高強度低合金鋼包括管道鋼、汽車鋼、壓力容器鋼、鋼鋼筋、建築用鋼、高強度鑄造鋼、含鈮合金結構鋼等。由於使用環境不同，因此對鋼材的耐高溫、抗沖刷、防腐蝕、防脆裂以及抗拉強度、屈服強度、硬度和塑性、焊接性能能等有不同的要求，這些要求是通過添加不同數量的Nb、V、Mo、Mn等合金元素和控制冶煉和熱處理條件實現的。

（2）不鏽鋼和耐熱鋼

不鏽鋼有奧氏體、馬氏體和碳素體三種類型。向奧氏體不鏽鋼加鈮能提高耐腐蝕、耐高溫和抗蠕變性能和可焊性能。鈮在奧氏體不鏽鋼中形成一層比碳化鉻更穩定的碳化物，在退火焊接時不熔化，阻礙碳化鉻沉積於晶粒邊界，保證晶界附近區鉻含量。

耐熱鋼適用於高溫有機械負荷和蠕變的環境，要求高溫下具有抗氧化性，一般都是奧氏體不鏽鋼和鐵素體不鏽鋼加鈮改性，添加鈮是為了消除鋼中晶體的抗腐蝕性，提提高其機械性能。這種鋼主要用於鍋爐、煉油廠、化工設備、熱交換器和原子能反應堆等。

（3）間隙剛

間隙鋼具有很低的碳含量（小於0.005%）和優良的可塑性，這一特性是由於鋼添加了約0.02%的鈮和鈦。

（4）碳鋼

碳鋼的性能主要取決於碳含量，碳在鋼中的主要作用是提高鋼的強度，但是碳含量過高會降低鋼的可焊接性、塑性和韌性。碳鋼中加入鈮可提高鋼的抗拉強度、屈服強度和可焊接性能。

（5）軌道剛

軌道鋼是由碳鋼生產的，含Co 4%~0.8%，Mn 0.8%~1.0%。這種鋼只在一般路段上使用，不適用於貨運量較大和載荷較重的路段。

（6）鑄造剛

含鈮微合金化的鑄造鋼具有良好的強度和韌性，已經在很多新的領域得到套用。如鑄錠模、渣槽、軋機、海面平台以及機器部件等。