工具钢主要用于制造切削工具，模具，量具等耐磨工具。一般分为碳素工具钢，合金工具钢和高速工具钢。
碳素工具钢基本上是高质量或高质量的高碳钢，简称碳钢。其冷热加工性能好，最高淬火硬度可达HRC66~67，但回火硬度通常为HRC60~64，耐磨性好，价格低，使用范围广，数量多占整个工具钢的一半左右。主要缺点是：1淬透性低，水淬过程中只有一小部分淬火段厚度小于8mm; 2耐热性差，硬度在250℃时急剧下降，因此通常限制在200□以下。碳钢的碳含量为0.65-1.35％（商品名T7~T13）。它属于亚共析钢和共析钢（T7，T8）。它用于制作简单的工具和木工工具。超级共析钢的使用量最大，特别是T10和T11适用于制造工具和冷模，拉丝模，修边模，丝锥和具有高耐磨性的简单低精度测量仪器。虽然高碳含量具有高耐磨性，但它具有低韧性并且不耐冲击。它仅适用于制造手工工具，如抹泥刀，水龙头，刀具和剪刀。
热加工后，碳钢具有片状珠光体结构，硬度高，难以切割。通过淬灭很容易形成粗糙的马氏体。必须进行球化和退火，一般加热至740~770□，600~680□等温处理。退火后的硬度为HB157-197。含有0×7d1和大尺寸的碳钢通常在球化退火之前归一化以消除网状碳化物。碳钢的淬火加热温度通常为770-820℃。它通常通过盐水 - 油双液淬火来淬火以加速冷却。冷却至约100℃后，应立即将其快速除去并回火以防止开裂并减少淬火变形。对于形状复杂的薄型和小型工件，可以通过120-160□碱性浴进行淬火，并在140-220□范围内进行回火。
合金工具钢为碳钢添加Cr，W，Mo，V，Si，Mn，Ni，Co等合金元素，以提高强度，硬度，耐磨性和耐热性，满足不同应用的需要。根据目的，它可以分为：
用于测量工具和切削工具的钢具有高碳含量（0.75~1.50％）并具有所需的高硬度（≥HRC60）。它含有合金元素，如Cr，W，V，Si和Mn。高，合金碳化物的形成显着提高了钢的耐磨性和热稳定性，并具有一定的强度和冲击韧性。 GCr15和CrWMn通常用于常用的钢中。用于量规和切削工具的低合金工具钢的热处理系统通常类似于碳钢。由于它含有提高淬透性的合金元素，因此通常采用油淬火。对于具有严格变形要求的工具，可以通过硝酸盐或等温淬火来淬火。对于尺寸稳定性要求较高的量规，应进行冷处理。此外，需要长期低温回火或时效处理以获得稳定的回火马氏体并稳定未转变的残余奥氏体时效，从而消除工具的残余应力或稳态。
中碳铬钨硅钢（如5CrW2Si），该工具的抗冲击性碳含量范围为0.35-0.65％。它具有高冲击韧性，高疲劳强度和热处理后的高耐磨性。制造受到高冲击载荷的工具，如手动或气动凿子。
用于冷作模具的钢的含量为高碳，其中大部分高于0.85％，其中一些超过2％，具有高硬度（HRC60或更高）和耐磨性。其中，低合金和中合金的类型基本上类似于量规和切削工具，如9Mn2V和CrWMn。 Cr6WV和Cr4W2MoV可用作较大尺寸的冷冲压模具。最具代表性的是高碳和高铬微变形工具钢Cr12和Cr12MoV。该钢具有高耐磨性，高淬透性和淬火微变形，适用于制造大型精密冷作模具。 Cr12MoV有两种类型的淬火系统:它是一种常用的低温（950~1050℃）淬火和低温（150~200□）回火，以获得更高的硬度和更少的变形;另一种是高温（1100）~1130□）淬火和高温（500~520□）回火，二次硬化，增加钢的硬度，获得高红硬度和耐磨性，适合制作模具400~500□。但是，Cr12钢通常只使用前一种淬火系统。由于这种钢属于莱氏钢，铸态组织中会出现大量网状共晶碳化物，在塑性加工过程中必须将其压碎并均匀分布在基体上，以提高钢的耐磨性并防止高温。使钢具有足够的韧性。 热作模具钢的碳含量大多在0.3％至0.6％之间，并含有一些合金元素。该钢的主要特点是具有良好的回火性，与工件接触时的高硬度和强度，以及良好的抗热疲劳性和冲击韧性。它主要用于加热。锻造，热冲压，热挤压，热锻和压铸。通常，锤锻模具可以使用具有高韧性和一般耐热性（350至375□或更低）的模具钢5CrMnMo和5CrNiMo。热和热挤出模具在加工过程中与变形的铁水接触时间长（特别是在铜挤出和钢挤压生产中），容易通过加热软化，并且需要高耐热性，通常使用3Cr2W8V，4Cr5MoVSi，4Cr5W2VSi。这些钢在高温和回火条件下硬化两次，适用于500至650°C的温度。压铸模具材料必须具有优异的抗热疲劳和耐热冲刷腐蚀性。常用的3Cr2W8V是压铸低熔点金属（如锌，铝和镁合金）的良好材料。对于需要更高耐热性的精密锻造模具，压铸高熔点金属模具不适用于一般的热加工模具钢。应使用耐火合金如钨和钼来改善模具的寿命。 塑料模具钢近年来，随着塑料工业的发展，塑料模具钢也得到了发展。由于塑料模具的复杂空腔和精确的尺寸要求，除了塑料模具钢的耐磨性和耐腐蚀性之外，还特别需要钢的可加工性和热处理后的微变形。这种钢具有低碳含量并且还含有诸如铬，镍，钼，有时包含铝和钛的元素，以引起时效硬化。 基础钢的化学成分相当于淬火后不同类型的高速工具钢的基体结构的化学成分，因而得名。与高速工具钢相比，这种钢几乎没有共晶碳化物，其粒径小，分布均匀。因此，韧性，疲劳强度和冷热加工性能优于高速钢，并且有两种更高的钢。亚强硬化能力，耐高温，耐磨，适用于制造高热负荷（600~680□）的模具。基础钢5Cr4W2Mo2VSi，35Cr3Mo3W2V，65Cr4W3Mo2VNb等由中国成功开发。前两个热模具和后两个热模具具有良好的结果。基础钢冷模的韧性高于高速钢，耐磨性和抗压强度略低。 工具钢生产工具钢对冶金质量有较高要求。通常，它是通过电炉冶炼制成的。当纯度要求高时，可以使用电炉冶炼加真空熔炼或电渣重熔。为了减少偏析并改善各向同性性能，可以对锭料进行高温扩散退火。在热加工中，过共析钢的停止锻造（轧制）的温度低（约800℃）。在锻造材料后，应将其冷却至700℃以避免粗网状碳化物沉淀并缓慢冷却至700℃以下以防止由热应力引起的裂缝。对于模具钢，压缩比控制在6或更高，以确保模具质量和寿命。对于莱氏形状的高碳高铬钢，为了提高共晶碳化物分布的均匀性，提高热加工时的压缩比，可以获得良好的效果。对于大型钢，最好使用电渣重熔大锭（直径超过350mm），更高的压缩比可以达到更高的质量。
版权所有：https://www.wgxgnmb.com 转载请注明出处
