工具钢的性能及热处理
工具钢具有良好的强度、韧性、硬度、耐磨性和回火稳定性等性能。主要用于制造各种切削刀具、成形工具和测量工具。
（1） 硬度
工具钢制成工具经热处理后具有足够高的硬度，如用于金属切削加工的工具一般在HRC60以上。工具在高的切削速度和加工硬材料所产生高温的受热条件下，仍能保持高的硬度和良好的红硬性。碳素工具钢和合金工具钢一般在180℃~250℃、高速工具钢在600℃左右的工作温度下，仍能保持较高的硬度。红硬性对热变形模具和高速切削刀具用钢是非常重要的性能。
（2） 耐磨性
工具钢具有良好的耐磨性，即抵抗磨损的能力。工具在承受相当大的压力和摩擦力的条件下，仍能保持其形状和尺寸不变。
（3） 强度和韧性
工具钢具有一定的强度和韧性，使工具在工作中能够承受负荷、冲击、震动和弯曲等复杂的应力，以保证工具的正常使用。
（4） 其他性能
由于各种工具的工作条件不同，工具用钢还具有一些其他性能，如模具用钢还应具有一定的高温力学性能、热疲劳性、导热性和耐磨腐蚀性能等。
工具钢除了具有上述使用性能外，还应具有良好的工艺性能。
（1） 加工性
工具钢应具有良好的热压力加工性能和机械加工性能，才能保证工具的制造和使用。钢的加工性取决于化学成分、组织的质量。
（2） 淬火温度范围
工具钢的淬火温度应足够宽，以减少过热的可能性。
（3） 淬硬性和淬透性
淬硬性是钢在淬火后所能达到最高硬度的性能。淬硬性主要与钢的化学成分特别是碳含量有关，碳含量越高，则钢的淬硬性越高。
淬透性表示钢在淬火后从表面到内部的硬度分布状况。淬透性的高低与钢的化学成分、纯洁度、晶粒度有关。
根据用于制造不同的工具，对这两种性能各有一定的要求。
（4） 脱碳敏感性
工具表面发生脱碳，将使表面层硬度降低，因此要求工钢的脱碳敏感性低。在相同的加条件下，钢的脱碳敏感性取决于其化学成分。
（5） 热处理变形性
工具在热处理时，要求其尺寸和外形稳定。
（6） 耐削性
对很制造刀具和量具用钢。要求具有良好的磨削性。钢的磨削性与其化学成分有关，特别是钒含量，如果钒质量分数不小于0.50%则磨削性变坏。
9SiCr
性能：常用的低合金工具用钢，具有较高的淬透性、淬硬性和回火稳定性。适合于分级淬火和等温淬火，热处理变形较小。
用途：用于制造形状复杂、变形小、耐磨性高、低速切削的刀具，如钻头、螺纹工具、板牙、丝锥、铰刀、搓丝板、滚丝轮、齿轮铣刀、及机用冲模、打印
模等模具，还用于制造冷轧辊、校正辊
和细长零件等。
生产品种：热轧材、锻 材、冷拉材、热轧钢板、冷轧钢丝、银亮钢丝。
8MnSi
性能：在碳素工具钢T8的基础上提高硅、锰含量而成。由于提高了硅、锰含量从而提高了钢的淬透性。
用途：用于制造木工具，如凿子、锯条和其他刀具，还用于盘锯锯片、镶片体等。
生产品种：热轧材、锻 材、冷拉材。
CrO6
性能：含少量铬的低合金量具刃具钢，热处理以后可获得较高的硬度和耐磨性。由于碳含量较高，易形成网状碳化物，从而影响其性能，特别是义十于截面大的工具，尤其是薄刃大截面工具的脆性更为显著。
用途：用于制造低负荷操作，又要求刃部锋利的刀具，如外科手术刀具、刮脸刀片、剃刀、雕刻刀、锉刀、刮刀、羊毛剪刀片等手动和机动刀具。
生产品种：热轧材、锻 材、冷拉材、热轧钢板、冷拉钢丝、银亮钢丝。
Cr2
性能：含铬量具刀具钢，是在碳素工具钢T10的基础上加入一定量的铬而成的。其化学成分与滚珠轴承钢GCrl5相似。由于含有铬，使钢的淬透性、硬度大耐磨性均比碳素工具钢T10高，在热处理淬火和回火时尺寸变化也不大。
用途：用于制造量具，如样板、量规、块规、环规、螺纹塞规、样柱、卡板、样套等，也可用于制造拉丝模和冷镦模等冷作模具，以及低速、走刀量小、加工材料不很硬的切削刀具，如车刀、插刀、铰刀等和凸轮销、偏心轮、冷轧辊等。
生产品种：热轧材、锻 材、冷拉材、热轧钢材、拉钢丝。
9Cr2
性能：含铬量个刃具钢，由于含有一定数量的铬，提高了钢的淬透性，即使在油中淬火也可获得较高的硬度，经适当热处理后，具有良好的耐磨性，碳化物分布比较均匀。
用途：用于制造冷具模具、冲压模冲头和凹模、压印模，以太木工工具等，还用于制造冷轧辊和压延辊等。
生产品种：热轧材、锻材、冷拉材、热轧钢板、 冷轧钢丝根据需方要求可供应中小规格的模块。
W
性能：含有0.80%~1.20mm%(质量分数)的量具刃具钢，淬火后的硬度和耐磨性比碳素钢工具钢高，过热敏感性也比碳素工具钢低，热处理变形也较小，水淬火时不易产生裂纹，回火稳定性较好。由于其淬透性较低，通常只用于制造断面不大的工具，一般厚度在10mm~15mm以下的零件才能获得均匀的高硬度，其硬度HRC64~66。
高速工具钢主要用于制造高效率的切削刀具。由于其具有红硬性高、耐磨性好、强度高等特性，也用于制造性能要求高的模具、轧辊、高温轴承和高温弹簧等。高速工具钢经热处理后的使用硬度可达HRC63以上，在600
℃左右的工作温度下仍能保持高的硬度，而且其韧性、耐磨性和耐热性均较好。退
火状态的高速工具钢的主要合金元素有多、钼、铬、钒，还有一些高速工具钢中加入了钴、铝等元素。这类钢属于高碳高合金莱氏体钢，其主要的组织特征之一是含有大量的碳化物。铸态高速工具钢中的碳化物是共晶碳化物，经热压力加工后破碎成颗粒状分布在钢中，称为一次碳化物；从奥氏体和马氏体基体中析出的碳化物称为二次碳化物。这些碳化物对高速工具钢的性能影响很大，特别是二次碳化物，其对钢的奥氏本晶粒度和二次硬化等性能有很大影响。碳化物的数量、类型与钢的化学成分有关，而碳化物的颗粒度和分布则与钢的变形量有关。钨、钼是高速工具钢的主要合金元素，对钢的二次硬化和其他性能起重要作用。铬对钢的淬透性、抗氧化性和耐磨性起重要作用，对二次硬化也有一定的作用。钒对钢的二次硬化和耐磨性起重要作用，但降低可磨削性能。
高速工具钢的淬火温度很高，接近熔点，其目的是使合金碳化物更多的溶入基体中，使钢具有更好的二次硬化能力。高速工具钢淬火后硬度升高，此为第一次硬化，但淬火温度越高，则回火后的强度和韧性越低。淬火后在350℃以下低温回火硬度下降在350℃以上温度回火硬度逐渐提高，至520~580℃范围内回火（化学成分不同，回火温度不同）出现第二次硬度高峰，并超过淬火硬度，此为二次硬化。这是高速工具钢的重要特性。
高速工具钢除了具有高的硬度、耐磨性、红硬性等使用性能外，还具有一定的热塑性、可磨削性等工艺性能。
多系高速工具钢主要合金元素是钨，不含钼或含少量钼。其主要特性是过热敏感性小，脱碳敏感性小、热处理和热加工温度范围较宽，但碳化物颗粒粗大，分布均匀性差，影响钢的韧性和塑性。
钨钼系高速工具钢的主要合金元素是钨和钼。其主要特性是碳化物的颗粒度和分布均优于钨系高速工具钢，脱碳敏感性和过热敏感性低于钼系高速工具钢，使用性能和工艺性能均较好。
钼系高速工具钢的主要合金元素是钼，不含钨或含少量钨。其主要特性是碳化物颗粒细，分布均匀、韧性好，但脱碳敏感性和过热敏感性大、热加工和热处理范围窄。
含钻高速工具钢是在通用高速工具钢的基础上加入一定量的钴，可显著提高钢的硬度、耐磨性和韧性。