高性能熔煉高速鋼

高性能高速鋼是在普通高速鋼基礎上，通過調整基本化學成分並添加其他合金元素，使其常溫和高溫機械性能得到顯著提高。

基本介紹

• 中文名：高性能熔煉高速鋼
• 外文名：High performance smelting high speed steel

簡介

高速鋼材料發明於19世紀末，一般用熔煉方法製成。普通高速鋼的典型牌號是W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2。在加工效率和加工質量要求日益提高的現代切削加工中，它們的性能已嫌不足。在20世紀後期，逐步出現了許多高性能高速鋼。高性能高速鋼是在普通高速鋼基礎上，通過調整基本化學成分並添加其他合金元素，使其常溫和高溫機械性能得到顯著提高。

分類

1高碳高速鋼

在W18Cr4V基礎上。增加0.2%含碳量，形成95W18Cr4V。根據化學平衡碳理論，可在淬火加熱時增加高速鋼奧氏體中的含碳量，加強回火時的彌散硬化作用，從而提高了常溫和高溫硬度。與W18Cr4V相比，95W18Cr4V的耐磨性和刀具耐用度都有所提高，刃磨性能相當。這個鋼種的切削性能雖不及高鈷、高釩高速鋼，但價格便宜，切削刃可以磨得很鋒利，故有套用價值。同樣，還有100W6Mo5Cr4V2(CM2)高碳高速鋼。

2高鈷高速鋼

在高速鋼中加鈷，可以促進回火時從馬氏體中析出鎢、鉬碳化物，提高彌散硬化效果，並提高熱穩定性，故能提高常溫、高溫硬度及耐磨性。增加含鈷量還可改善鋼的導熱性，降低刀具、工件間的摩擦係數。M42是美國這方面的代表性鋼種，其綜合性能甚為優越。瑞典的HSP-15也是這一類的鋼種，但其含釩量為3%，刃磨加工性不如M42。鈷含量高、價格昂貴，不適合中國國情。我國研製成功的低鈷含矽高速鋼Co5Si，性能優越，價格低於M42和HSP-15，但Co5Si含釩量亦達3%，刃磨加工性亦較差，故不宜用其製造刃形複雜的刀具。

3高釩高速鋼

高釩高速鋼(如B201、B211、B212)的釩含量為3%～5%，同時加大碳含量，形成VC與V4C3，使高速鋼得到高的硬度和耐磨性。高釩高速鋼的耐熱性也好，但高釩高速鋼的刃磨加工性差，導熱性也不好，衝擊韌性較低，故不宜用於複雜刀具。在高釩高速鋼中也可加入適當的鈷，成為高釩含鈷高速鋼。我國研製的高釩含氮高速鋼V3N，價格便宜，切削性能也好，唯刃磨較難。後來又研製出低鈷含氮高速鋼Co3N(W12Mo3Cr4VCo3N)，切削性能很好，刃磨性能亦佳，但價格高於V3N。

4含鋁高速鋼

我國研製出無鈷、價廉的含鋁高性能高速鋼501。其中鋁含量約為1%。鋁能提高鎢、鉬在鋼中的溶解度，而產生固溶強化，由於鋁化合物在鋼中能起“釘扎”作用，故鋼的常溫、高溫硬度和耐磨性均得以提高，強度和韌性也都比較高，切削性能與M42相當。501的釩含量為2%，刃磨性能稍遜於M42。5F6也是含鋁1%的高性能高速鋼，B201、B211、B212中也含鋁。含鋁高速鋼是中國的一個獨創。501在國內得到廣泛套用，在國外也得到套用；其他含鋁高速鋼的套用不如501廣泛。
在切削難加工材料時，應當合理選用不同牌號的高性能高速鋼。切削常見的難加工材料，如高強度鋼、奧氏體不鏽鋼、高溫合金、鈦合金等，上述各種高性能高速鋼都可以選用，選用時主要應考慮高速鋼的機械性能和刃磨性能：在粗加工或斷續切削條件下，應選用抗彎強度與衝擊韌性較高的高性能高速鋼；在精加工時，對高速鋼的抗彎強度與衝擊韌性的要水較低，這時主要考慮其耐磨性；工藝系統剛性差時，選用高速鋼的牌號與粗加工時相同；工藝系統剛性好時，選用高速鋼的牌號與精加工相同；刃型複雜的刀具，應選用刃磨性能較好的低釩高鈷或低釩含鋁高速鋼；刃型簡單的刀具，可選用刃磨性能差的高釩高速鋼。