材料与热处理(项目十)

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1、项目十项目十 工具用钢工具用钢10.1 工具用碳钢工具用碳钢10.2 工具用合金钢工具用合金钢10.1 工具用碳钢工具用碳钢用于制造刃具、量具和模具等工具的钢，称为工具用钢。工具用于制造刃具、量具和模具等工具的钢，称为工具用钢。工具用钢包括工具用碳钢和工具用合金钢。用钢包括工具用碳钢和工具用合金钢。下一页返回10.1 工具用碳钢工具用碳钢10.1.1工具用碳钢的成分和牌号工具用碳钢的成分和牌号 工具用碳钢的含碳量为工具用碳钢的含碳量为wc= 0. 65%1. 35 %，有益元，有益元素素wSi 0. 35% , wMn0. 4%，有害元素，有害元素wS 0.03%， wP 0.035%。 工具

2、用碳钢的牌号是用工具用碳钢的牌号是用“T+数字数字+字母字母”字表示。字表示。T”是是碳素工具钢碳素工具钢“碳碳”字汉语拼音的首写字母，数字表示钢中平均字汉语拼音的首写字母，数字表示钢中平均碳含量的千倍。碳含量的千倍。 T8 , T10分别表示钢中平均碳含量为分别表示钢中平均碳含量为wc= 0. 80%和和wc = 1. 0%的工具用碳钢，若为高级优质工具用碳钢，则在牌的工具用碳钢，若为高级优质工具用碳钢，则在牌号最后附以号最后附以“A”字。如字。如T12A，表示平均含碳量等于，表示平均含碳量等于1. 2%的优质工具用碳钢。的优质工具用碳钢。上一页 下一页返回10.1 工具用碳钢工具用碳钢10

3、.1.2工具用碳钢的热处理及用途工具用碳钢的热处理及用途 工具用碳钢经热处理工具用碳钢经热处理(淬火淬火+低温回火低温回火)后具有高硬度，但是后具有高硬度，但是工具用碳钢的淬透性低，须用水作淬火介质工具用碳钢的淬透性低，须用水作淬火介质(水中的临界淬透水中的临界淬透直径为直径为1518 min，而油淬的临界淬透直径为，而油淬的临界淬透直径为5-7 mm，容易产生淬火变形，特别是形状复杂的工具，应该特别注意容易产生淬火变形，特别是形状复杂的工具，应该特别注意;其次是随着含碳量越多，碳化物的量越多，回火稳定性小，热其次是随着含碳量越多，碳化物的量越多，回火稳定性小，热硬性差，刃部受热至硬性差，刃部

4、受热至200250时，其硬度和耐磨性已迅时，其硬度和耐磨性已迅速下降。因此只用于制造小尺寸的手工工具和低速刃具。速下降。因此只用于制造小尺寸的手工工具和低速刃具。上一页 下一页返回10.1 工具用碳钢工具用碳钢T7T9钢用于制造要求较高韧性、承受冲击负荷的工具，如钢用于制造要求较高韧性、承受冲击负荷的工具，如木工工具木工工具:冲子、凿子、锤子等。冲子、凿子、锤子等。T10T11钢用于制造要求钢用于制造要求中韧性的且低速切削工具，如钻头、丝锥、车刀等。中韧性的且低速切削工具，如钻头、丝锥、车刀等。T12T13钢具有高硬度、高耐磨性的特点，但韧性低，用于钢具有高硬度、高耐磨性的特点，但韧性低，用于

5、制造不受冲击的耐磨工具，如锉刀、锯条等。常用的工具用碳制造不受冲击的耐磨工具，如锉刀、锯条等。常用的工具用碳钢的牌号、化学成分、热处理及力学性能见表钢的牌号、化学成分、热处理及力学性能见表10-1。上一页返回10.2 工具用合金钢工具用合金钢工具用合金钢是在工具用碳钢的基础上添加合金元素形成的钢，工具用合金钢是在工具用碳钢的基础上添加合金元素形成的钢，标注方法和合金结构钢相似。其牌号用标注方法和合金结构钢相似。其牌号用“一位数字一位数字(或无数或无数字字)+字母字母+数字数字+其他其他”来表示。当钢中的来表示。当钢中的wc 1%时，牌号前面不标出含碳量。后面的字母和数字则表示合金中时，牌号前面

6、不标出含碳量。后面的字母和数字则表示合金中的合金元素的化学符号及其平均质量分数。例如的合金元素的化学符号及其平均质量分数。例如9SiCr表示表示 wc =0. 9%、 wSi1.5%、 wCr 1. 5%的合金工具钢，的合金工具钢，Cr12表示平均含碳量表示平均含碳量wc 1%，平均含铬量，平均含铬量 wCr =12%合合金工具钢。金工具钢。 高速钢，如高速钢，如W18Cr4V, W6Mo5Cr4V2等，它们的碳质等，它们的碳质量分数量分数wc 1%，但不表明其数字，但不表明其数字;合金元素和合金工具钢的合金元素和合金工具钢的标注一样，如标注一样，如W 18Cr4V钢中的成分为钢中的成分为wc

7、 =0.70.8 %，下一页返回10.2 工具用合金钢工具用合金钢wCr =4%， wW =18%， wV 1. 5%。 此外，合金工具钢属于高级优质钢，故牌号后不再标出此外，合金工具钢属于高级优质钢，故牌号后不再标出”A”字。合金工具钢按用途可分为量具钢、刃具钢、模具钢和高速字。合金工具钢按用途可分为量具钢、刃具钢、模具钢和高速工具钢。工具钢。上一页 下一页返回10.2 工具用合金钢工具用合金钢10.2.1量具用钢量具用钢1.量具用钢的性能特点量具用钢的性能特点量具是用来度量工件尺寸的工具，如卡尺、块规、塞规及千分量具是用来度量工件尺寸的工具，如卡尺、块规、塞规及千分尺等。由于量具在使用过程

8、中经常受到工件的摩擦与碰撞，而尺等。由于量具在使用过程中经常受到工件的摩擦与碰撞，而量具本身又必须具备非常高的尺寸精确性和恒定性量具本身又必须具备非常高的尺寸精确性和恒定性;因此要求因此要求具有以下性能具有以下性能:(1)高硬度高硬度(60HRC)和高耐磨性。以此保证在长期使用中和高耐磨性。以此保证在长期使用中不致被很快磨损，而失去其精度不致被很快磨损，而失去其精度;还应具有较高的热硬性。还应具有较高的热硬性。(2)高的尺寸稳定性。以保证量具在使用和存放过程中保持其高的尺寸稳定性。以保证量具在使用和存放过程中保持其形状和尺寸的恒定。形状和尺寸的恒定。上一页 下一页返回10.2 工具用合金钢工具

9、用合金钢(3)足够的韧性。以保证量具在使用时不致因偶然因素碰撞而足够的韧性。以保证量具在使用时不致因偶然因素碰撞而损坏。损坏。(4)在特殊环境下具有抗腐蚀性。在特殊环境下具有抗腐蚀性。2.量具钢的化学成分量具钢的化学成分这类钢属于高碳低合金的过共析钢，平均碳含量这类钢属于高碳低合金的过共析钢，平均碳含量wc=0.8%1%，较高的含碳量是保证高硬度和高耐磨性的，较高的含碳量是保证高硬度和高耐磨性的必要条件。含有必要条件。含有Cr, Mn, Si, W, V等合金元素，其总含量小等合金元素，其总含量小于于5%，其作用是提高钢的淬透性和耐回火性，细化晶粒的作，其作用是提高钢的淬透性和耐回火性，细化晶

10、粒的作用。用。3.常用量具用钢常用量具用钢 根据量具的种类及精度要求，量具可选用不同的钢种根据量具的种类及精度要求，量具可选用不同的钢种:上一页 下一页返回10.2 工具用合金钢工具用合金钢 (1)形状简单、精度要求不高的量具，可选用碳素工具钢，如形状简单、精度要求不高的量具，可选用碳素工具钢，如T10A,T11A, T12A。由于碳素工具钢的淬透性低，尺寸大的。由于碳素工具钢的淬透性低，尺寸大的量具采用水淬会引起较大的变形。因此，这类钢只能制造尺寸小、量具采用水淬会引起较大的变形。因此，这类钢只能制造尺寸小、形状简单、精度要求较低的卡尺、样板、量规等量具。形状简单、精度要求较低的卡尺、样板、

11、量规等量具。 (2)精度要求较高的量具精度要求较高的量具(如块规、塞规等如块规、塞规等)通常选用高碳低通常选用高碳低合金工具钢，如合金工具钢，如Cr2, CrMn, CrWMn及轴承钢及轴承钢GCr15等。由等。由于这类钢是在高碳钢中加入于这类钢是在高碳钢中加入Cr,Mn , W等合金元素，故可以提等合金元素，故可以提高淬透性、减少淬火变形、提高钢的耐磨性和尺寸稳定性。高淬透性、减少淬火变形、提高钢的耐磨性和尺寸稳定性。 (3)对于形状简单、精度不高、使用中易受冲击的量具，如简对于形状简单、精度不高、使用中易受冲击的量具，如简单平样板、卡规、直尺及大型量具，可采用渗碳钢单平样板、卡规、直尺及大