【正文】 硬度僅次于金剛石，這是世界上人工制成的第一種硬質(zhì)合金。硬質(zhì)合金的硬度取決于硬化相含量和晶粒粒度，即硬化相含量越高、晶粒越細(xì)，則硬度也越大。然后，把混合料制粒、壓型，加熱到接近粘結(jié)金屬熔點(diǎn)（1300～1500℃）的時(shí)候，硬化相與粘結(jié)金屬便形成共晶合金。 　　制造硬質(zhì)合金時(shí)，選用的原料粉末粒度在1～2微米之間，且純度很高。硬化相的存在決定了合金具有極高硬度和耐磨性。 　　硬化相是元素周期表中過渡金屬的碳化物，如碳化鎢、碳化鈦、碳化鉭，它們的硬度很高，熔點(diǎn)都在2000℃以上，有的甚至超過4000℃。它們與間充型碳化物的性質(zhì)相似，能導(dǎo)電、導(dǎo)熱、熔點(diǎn)高、硬度大，同時(shí)脆性也大。然而，在氧化氣氛中，所有碳化物高溫下都容易被氧化，可以說這是碳化物的一大弱點(diǎn)。許多碳化物高溫下不易分解，抗氧化能力比其組分金屬強(qiáng)。mm2（顯微硬度是硬度表示方法之一，多用于硬質(zhì)合金和硬質(zhì)化合物，顯微硬度1800kg 　　金屬型碳化物，尤其是ⅣB、ⅤB、ⅥB族金屬碳化物的熔點(diǎn)都在3273K以上，其中碳化鉿、碳化鉭分別為4160K和4150K，是當(dāng)前所知道的物質(zhì)中熔點(diǎn)最高的。因此，它們的組成可以在一定范圍內(nèi)變動(dòng)（～TiC之間變動(dòng)），化學(xué)式不符合化合價(jià)規(guī)則。 　　ⅣA、ⅤA、ⅥA族金屬與碳形成的金屬型碳化物中，由于碳原子半徑小，能填充于金屬品格的空隙中并保留金屬原有的晶格形式，形成間隙固溶體。 　?、鬊、ⅤB、ⅥB族金屬的碳化物、氮化物、硼化物等，由于硬度和熔點(diǎn)特別高，統(tǒng)稱為硬質(zhì)合金?，F(xiàn)在新型硬質(zhì)合金刀具的切削速度等于碳素鋼的數(shù)百倍。硬質(zhì)合金具有硬度高、耐磨、強(qiáng)度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優(yōu)良性能，特別是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的溫度下也基本保持不變，在1000℃時(shí)仍有很高的硬度。cemented carbide 定義：由作為主要組元的難熔金屬碳化物和起黏結(jié)相作用的金屬組成的燒結(jié)材料，具有高強(qiáng)度和高耐磨性。 　　4：冷卻階段（燒結(jié)溫度室溫） 　　在這一階段，鎢鋼的組織和相成分隨冷卻條件的不同而產(chǎn)生某些變化，可以利用這一特點(diǎn)，對鎢鋼進(jìn)行熱處理以提高其物理機(jī)械性能。 　　2：固相燒結(jié)階段（800℃共晶溫度） 　　在出現(xiàn)液相以前的溫度下，除了繼續(xù)進(jìn)行上一階段所發(fā)生的過程外，固相反應(yīng)和擴(kuò)散加劇，塑性流動(dòng)增強(qiáng)，燒結(jié)體出現(xiàn)明顯的收縮。 　　粉末表面氧化物被還原，在燒結(jié)溫度下，氫可以還原鈷和鎢的氧化物，若在真空脫除成型劑和燒結(jié)時(shí)，碳氧反應(yīng)還不強(qiáng)烈。 成分結(jié)構(gòu)　　鎢鋼燒結(jié)成型就是將粉末壓制成坯料，再進(jìn)燒結(jié)爐加熱到一定溫度（燒結(jié)溫度），并保持一定的時(shí)間（保溫時(shí)間），然后冷卻下來，從而得到所需性能的鎢鋼材料?，F(xiàn)在新型硬質(zhì)合金的切削速度等于碳素鋼的數(shù)百倍。 　　鎢鋼（硬質(zhì)合金）具有硬度高、耐磨、強(qiáng)度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優(yōu)良性能，特別是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的溫度下也基本保持不變，在1000℃時(shí)仍有很高的硬度。 　　常用于高精度機(jī)械加工、高精度刀具材料、車床、沖擊鉆鉆頭、玻璃刀刀頭、瓷磚割刀之上，堅(jiān)硬不怕退火，但質(zhì)脆。 　　鎢鋼屬于硬質(zhì)合金，又稱之為鎢鈦合金。 　　含鎢的鋼材 ,比如高速鋼和某些熱作模具鋼，鋼材中含鎢對鋼材硬度和耐熱性能有很顯著的提高，但是韌性會(huì)急劇下降。鎢鋼簡介有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中只提出腐蝕要適當(dāng)不能過腐蝕，這一點(diǎn)往往被人們所忽視。但對冷軋鋼還要涂防銹油，并用防潮紙包裹，對銀亮鋼還應(yīng)裝箱。為了提高高速鋼刀具的使用壽命，可對其表面進(jìn)行強(qiáng)化處理，如低溫氰化、氮化、硫氮共滲等。淬火后一般需在 540～560℃之間回火3次。） 　　一種衡量紅硬性的方法是先把鋼加熱至580～650℃，保溫1小時(shí),然后冷卻,這樣反復(fù)4次后測量其硬度值。 　　，除因其具有高硬度、高耐磨性和足夠的韌性之外，還有一個(gè)重要因素是具有紅硬性。 　　，目前冶金和機(jī)械部門對碳化物不均勻度的級(jí)別 十分重視。 　　。中心疏松，一般疏松應(yīng)小于1級(jí)。 　　鎢系和鉬系高速鋼經(jīng)正確的熱處理后，洛氏硬度能達(dá)到63以上，鈷系高速鋼在65以上。 化學(xué)成分　　我國國標(biāo)和日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中主要鋼號(hào)的化學(xué)成分如表 6—7—26。鋼材的表面要加工良好，不得有肉眼可見的裂紋、折疊、結(jié)疤和發(fā)紋。②特殊用途高速鋼:包括鈷高速鋼和超硬型高速鋼（硬度HRC68～70）,主要用于制造切削難加工金屬（如高溫合金、鈦合金和高強(qiáng)鋼等）的刀具，常用的鋼號(hào)有W12Cr4V5CoW2Mo9Cr4VCo8等。按用途不同高速鋼又可分為通用型和特殊用途兩種。含合金元素量較多，總量可達(dá)10～25%。 主要進(jìn)口生產(chǎn)國家　　我國主要從日本、俄羅斯、德國、奧地利、法國、烏克蘭、巴西等國進(jìn)口。如車刀、鉆頭、滾刀、機(jī)用鋸條及要求高的模具等。 　　生產(chǎn)制造方法：通常采用電爐生產(chǎn)，近來曾采用粉末冶金方法生產(chǎn)高速鋼，使碳化物呈極細(xì)小的顆粒均勻地分布在基體上，提高了使用壽命。淬火后因內(nèi)部組織還保留一部分(約30%)殘余奧氏體沒有轉(zhuǎn)變成馬氏體，影響了高速鋼的性能。先在800～850℃預(yù)熱(以免引起大的熱應(yīng)力)，然后迅速加 熱到淬火溫度1190～1290℃（不同牌號(hào)實(shí)際使用時(shí)溫度有區(qū)別），后油冷或空冷或充氣體冷卻。退火溫度一般為860～880℃。 　　高速鋼的熱處理工藝較為復(fù)雜，必須經(jīng)過退火、淬火、回火等一系列過程。而碳素工具鋼經(jīng)淬火和低溫回火后，在室溫下雖有很高的硬度，但當(dāng)溫度高于200℃時(shí)，硬度便急劇下降，在500℃硬度已降到與退火狀態(tài)相似的程度，完全喪失了切削金屬的能力，這就限制了碳素工具鋼制作切削工具用。它在高速切削產(chǎn)生高熱情況下(約500℃)仍能保持高的硬度，HRC能在60以上。它是一種成分復(fù)雜的合金鋼，含有鎢、鉬、鉻、釩、鈷等碳化物形成元素。除用熔煉方法生產(chǎn)的高速鋼外，20世紀(jì)60年代以后又出現(xiàn)了粉末冶金高速鋼，它的優(yōu)點(diǎn)是避免了熔煉法生產(chǎn)所造成的碳化物偏析而引起機(jī)械性能降低和熱處理變形。高速鋼高速鋼是一種具有高硬度、高耐磨性和高耐熱性的工具鋼，又稱高速工具鋼或鋒鋼。選擇工具鋼僅僅擁有鋼材性能方面的知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還必須考慮生產(chǎn)零件的數(shù)量，被加工材料的類型，厚度及其硬度等因素。合金工具鋼種類和多，有冷作，熱作，無磁，塑料模具鋼等等，同時(shí)Cr和V得比例不能過低。%。鋼的磨削性與其化學(xué)成分有關(guān)，特別是釩含量，%則磨削性變壞。 （6） 耐削性　　對很制造刀具和量具用鋼。在相同的加條件下，鋼的脫碳敏感性取決于其化學(xué)成分。 　　根據(jù)用于制造不同的工具，對這兩種性能各有一定的要求。 　　淬透性表示鋼在淬火后從表面到內(nèi)部的硬度分布狀況。 （3） 淬硬性和淬透性　　淬硬性是鋼在淬火后所能達(dá)到最高硬度的性能。鋼的加工性取決于化學(xué)成分、組織的質(zhì)量。 工藝性能　　工具鋼除了具有上述使用性能外，還應(yīng)具有良好的工藝性能。 （3） 強(qiáng)度和韌性　　工具鋼具有一定的強(qiáng)度和韌性，使工具在工作中能夠承受負(fù)荷、沖擊、震動(dòng)和彎曲等復(fù)雜的應(yīng)力，以保證工具的正常使用。 （2） 耐磨性　　工具鋼具有良好的耐磨性，即抵抗磨損的能力。碳素工具鋼和合金工具鋼一般在180℃~250℃、高速工具鋼在600℃左右的工作溫度下，仍能保持較高的硬度。 工具鋼的特性（1） 硬度　　工具鋼制成工具經(jīng)熱處理后具有足夠高的硬度，如用于金屬切削加工的工具一般在HRC60以上。第三類是超級(jí)耐磨高速工具鋼。粉末高速工具鋼可分為3類，第一類是含鈷高速工具鋼，其特點(diǎn)是具有接近硬質(zhì)合金的硬度，而且還具有良好的可鍛性、可加工性、可磨性和強(qiáng)韌性。首先用霧化法制取低氧高速工具鋼預(yù)合金粉末，然后用冷、熱靜壓機(jī)將粉末壓實(shí)成全致密的鋼坯，再經(jīng)鍛、軋成材。 　　含鉆高速工具鋼是在通用高速工具鋼的基礎(chǔ)上加入一定量的鈷，可顯著提高鋼的硬度、耐磨性和韌性。 　　鉬系高速工具鋼的主要合金元素是鉬，不含鎢或含少量鎢。 　　鎢鉬系高速工具鋼的主要合金元素是鎢和鉬。 　　多系高速工具鋼主要合金元素是鎢，不含鉬或含少量鉬。這是高速工具鋼的重要特性。高速工具鋼淬火后硬度升高，此為第一次硬化，但淬火溫度越高，則回火后的強(qiáng)度和韌性越低。釩對鋼的二次硬化和耐磨性起重要作用，但降低可磨削性能。鎢、鉬是高速工具鋼的主要合金元素，對鋼的二次硬化和其他性能起重要作用。這些碳化物對高速工具鋼的性能影響很大，特別是二次碳化物，其對鋼的奧氏本晶粒度和二次硬化等性能有很大影響。這類鋼屬于高碳高合金萊氏體鋼，其主要的組織特征之一是含有大量的碳化物。高速工具鋼經(jīng)熱處理后的使用硬度可達(dá)HRC63以上，在600℃左右的工作溫度下仍能保持高的硬度，而且其韌性、耐磨性和耐熱性均較好。 高速工具鋼　　高速工具鋼主要用于制造高效率的切削刀具。 　　按用途分類　　 　　合金工具鋼的淬硬性、淬透性、耐磨性和韌性均比碳素工具鋼高，按用途大致可分為刃具、模具和量具用鋼3類。 　　加入Cr和Mn可以提高工具鋼的淬透性，可根據(jù)要求，有選擇地加入或同時(shí)加入其他元素(加入總量一般不超過5%)，即形成一系列的合金工具鋼。 　　用于制造不受沖擊負(fù)荷，但要求極高硬度的金屬切削工具，如剃刀、刮刀、拉絲工具、銼刀、刻紋用工具、鉆子，以及堅(jiān)硬巖石加工用工具和雕刻用工具等。不適于制造切削速度高和受沖擊負(fù)荷的工具。由于碳含量高。用于制造在工作時(shí)切削刃口不變熱的工具，如鋸、鏨刀、絲錐、銼刀、刮刀、發(fā)條、儀規(guī)、擴(kuò)孔鉆、板牙、切煙葉用刀具、尺寸不大和斷面無急劇變化的冷沖模及木工刀具等。 　　T1T11A 過共析鋼。晶粒細(xì)，在淬火加熱時(shí)（溫度達(dá)800℃）不致過熱，仍能保持細(xì)品粒組織；淬火后鋼中有未溶的過剩碳化物，所以具有比TT8A鋼更高的耐磨性，但韌性較低。用于制造要求較高硬度且有一定韌性的各種工具，如刻印工具、鉚釘沖模、壓床模、沖頭、木工工具、農(nóng)機(jī)切割零件、鑿巖工具和鑄模的分流釘?shù)取?　　TT9A 過共析鋼。具有較高的淬透性和硬度，但塑性和強(qiáng)度較低。用于制造切削刃口在工作時(shí)不變熱的工具，如木工工具、風(fēng)動(dòng)工具、鉗工工具、簡單模具、鉚釘沖模、中心孔銃和沖模、切削鋼材用工具、軸承、刀具、鋁錫合金壓鑄板和型芯，以及各類彈簧等。 　　TT8A 共析鋼。具有較好的塑、韌性和強(qiáng)度，以及一定的硬度，能承受震動(dòng)和沖擊負(fù)荷，但切削能力差。工具鋼一般分為碳素工具鋼、合金工具鋼和高速工具鋼。 耐磨工具鋼工具鋼（Tool steel），是用以制造切削刀具、量具、模具和耐磨工具的鋼。工具鋼工具鋼具有較高的硬度和在高溫下能保持高硬度得紅硬性，以及高的耐磨性和適當(dāng)?shù)捻g性。碳素工具鋼一、生產(chǎn)品種　　熱軋棒材 圓鋼直徑或方鋼邊長8mm80mm 　　鍛制棒材 圓鋼直徑或方鋼邊長50mm150mm 　　冷拉棒材圓鋼直徑8mm40mm 　　熱軋鋼板 　　 　　 　　熱軋扁鋼 厚度*寬度 3mm30mm*（1111222333450、560、690、100、160）mm 　　鍛制扁鋼 厚度*寬度 10mm65mm*（450、560、670、80、90、100、111150、170、180、190、200）mm 二、性能和用途　　TT7A 亞共析鋼。用于制造承受沖擊負(fù)荷不大，且要求具有適當(dāng)硬度和耐磨性，及較好的韌性的工具，如鍛模、鑿子、錘、沖頭、金屬剪切刀、擴(kuò)孔鉆、鋼印、木工工具、風(fēng)動(dòng)工具、機(jī)床頂尖、鉗工工具、鉆鑿工具、較鈍的外科醫(yī)療用具等。淬火加熱時(shí)容易過熱，變形也大，塑性和強(qiáng)度比較低，不宜制造承受較大沖擊的工具，但經(jīng)熱處理后有較高的硬度和耐磨性。 　　T8Mn、T8MnA 共析鋼。用于制造斷面較大的木工工具、手鋸鋸條、刻印工具、鉚釘沖模、發(fā)條、帶鋸鋸條、圓盤鋸片、煤礦用鑿、石工用鑿等。具有較高的硬度，但塑性和強(qiáng)度較低。 　　TT10A過共析鋼。 　　用于制造切削刃口在工作時(shí)不變熱的工具，不承受沖擊負(fù)荷而具有鋒利刃口和少許韌性的工具，如加工木材用工具、手用橫鋸、手用細(xì)木工具、機(jī)用細(xì)木工具、麻花鉆、拉絲模、沖模、冷鐓模、螺絲錐、擴(kuò)孔刀具、搓絲板、車刀、刨刀、銑刀、貨幣壓模、小尺寸斷面均勻的冷切邊及沖孔模、低精度形狀簡單的卡板、鉗工刮刀、硬巖石鉆子、制鉚釘和釘子用工具、螺絲刀、銼刀、刻紋用鑿子、切紙和煙葉用刀具等。具有較好的綜合力學(xué)性能（如硬度、耐磨性和韌性等），晶粒更細(xì)，在加熱時(shí)對晶粒長大和形成碳化物網(wǎng)的敏感性小。 工具鋼T1T12A 過共析鋼。淬火后仍有較多的過剩碳化物，所以硬度和耐磨性高，但韌性低，且淬火變形大。用于制造不受沖擊負(fù)荷，切削速度不高，切削刃口不變熱的工具，如車刀、銑刀、鉆頭、鉸刀、擴(kuò)孔鉆、絲錐、板牙、刮刀、量規(guī)、刀片、小型沖頭、鋼銼、鋸、發(fā)條、切煙葉用刀具，及斷面尺寸小的冷切邊模和沖口模等。 合金工具鋼　　工具鋼簡介　　 　　合金工具鋼 alloy tool steel 　　在碳素工具鋼中加入Si、Mn、Ni、Cr、W、Mo、V等合金元素的鋼。好。其中碳含量高的鋼（碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0080%）多用于制造刃具、量具和冷作模具，這類鋼淬火后的硬度在HRC60以上，且具有足夠的耐磨性；碳含量中等的鋼（碳質(zhì)量分?jǐn)?shù) %~%）多用于制造熱作模具，這類鋼淬火后的硬度稍低，為HRC50~55,但韌性良好。由于其具有紅硬性高、耐磨性好、強(qiáng)度高等特性，也用于制造性能要求高的模具、軋輥、高溫軸承和高溫彈簧等。退火狀態(tài)的高速工具鋼的主要合金元素有多、鉬、鉻、釩，還有一些高速工具鋼中加入了鈷、鋁等元素。鑄態(tài)高速工具鋼中的碳化物是共晶碳化物，經(jīng)熱壓力加工后破碎成顆粒狀分布在鋼中，稱為一次碳化物；從奧氏體和馬氏體基體中析出的碳化物稱為二次碳化物。碳化物的數(shù)量、類型與鋼的化學(xué)成分有關(guān)，而碳化物的顆粒度和分布則與鋼的變形量有關(guān)。鉻對鋼的淬透性、抗氧化性和耐磨性起重要作用，對二次硬化也有一定的作用。 　　高速工具鋼的淬火溫度很高，接近熔點(diǎn)，其目的是使合金碳化物更多的溶入基體中，使鋼具有更好的二次硬化能力。淬火后在350℃以下低溫回火硬度下降在350℃以上溫度回火硬度逐漸提高，至520~580℃范圍內(nèi)回火（化學(xué)成分不同，回火溫度不同）出現(xiàn)第二次硬度高峰，并超過淬火硬度，此為二次硬化。 　　高速工具鋼除