金属材料及热处理：工具钢
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✓ 高铬冷作模具钢 Cr12MoV 等 ✓ 中铬冷作模具钢 Cr4W2MoV 等 ✓ 低碳高速钢型冷作模具钢 6W6Mo5Cr4V等 ✓ 新型冷作模具钢：
➢ 高韧高耐磨冷作模具钢 7Cr7Mo2V2Si 等 ➢ 粉末冶金冷作模具钢 CPM10V 等
金属材料及热处理
第四章第四节 热作模具钢
✓ 工作条件与性能要求
不利影响：1) 2) 3) 钴 － 增加回火源自文库定性、加强次生硬化，提高热硬性等 微量元素 N － 细化晶粒、提高GB熔化温度；
RE － 改善热塑性
金属材料及热处理
第四章第三节 冷作模具钢
✓ 工作条件与性能要求
冷作模是金属在常温下变形的模具，如冷冲冷镦，切边，拉丝模等
性能要求：1、高的硬度及耐磨性。2、高的强度和韧性，高的塑变抗力。 3、良好的工艺性能：如锻造性，切削性，淬硬性，淬透性等。
✓ 热作模具就是用来使加热的金属或液态金属获得所需要的形状。 ✓ 按工作条件大致可分为：锤锻模、热挤压模和压铸模三类。 ✓ 性能要求：1、高的高温强、硬度、耐磨性及良好的韧性； 2、优良的耐热疲劳性能，高的AC1点，良好的导热性和抗氧化能力； 3、良好的工艺性能 (高的淬透性，较小的变形)。
✓ 锤锻模钢 5CrNiMo 等 ✓ 挤压及压铸模具钢 4Cr5MoSiV1等
共晶莱氏体 － 必须被破碎 黑色组织、白亮组织 (p.61)
金属材料及热处理
W18Cr4V 高速钢： 铸、退、淬、回 4态
金属材料及热处理
第四章第二节 高速工具钢 （续）
✓ 代表性钢种：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等 ✓ 高速钢的热处理工艺、组织与性能
锻轧后退火 (870880℃) 淬火 (≦1280℃) ＋ 560 ℃三次回火
冷作模具钢
Cr12MoV, Cr4W2MoV，6W6Mo5Cr4V等
热作模具钢
5CrNiMo, 3Cr2W8V，4Cr5MoSiV1等
金属材料及热处理
第四章第一节
✓ 碳素工具钢：T7, T8, T9, T10, T12, T13等；
含碳量？ 热处理？ 主要用途？
✓ 低合金工具钢：9CrSi, CrWMn, Cr2等（Cr2钢即
和加速磨损。故除了应具备低速切削刃具的要求外，还 要求高的热硬性。 高硬度要求刃具钢以高C回火M为基体。 高的耐磨性要求在硬的M基础上均匀分布着弥散细小碳化物。 钢的热硬性主要取决于M的回火稳定性，因此要求有一定的 提高回火稳定性的合金元素。
金属材料及热处理
工具钢碳含量特点： 一般为高碳（热作模具钢为中碳）
金属材料及热处理
刃具钢
车刀、刨刀、铣刀、滚刀、钻头、丝锥、板牙、锉刀、锯条等刃具用钢。
它们常受到弯曲、扭转、剪切、冲击、按摩等力的作用，同 时会引起温升。
失效形式有：磨损、咬合、折断、崩刃、卷刃等。 对低速切削刀具要求：高硬度、高耐磨性、高的弯曲强度和
足够的韧性。 对高速切削刀具，有可能因为温度升高太高而失去切削能力
金属材料及热处理
第四章 工具钢
第2部分：合金钢(钢铁材料)
第一章 合金钢总论 第二章 工程结构钢 第三章 机械制造结构钢
第四章 工具钢
第五章 不锈耐蚀钢 第六章 耐热钢和耐热合金
金属材料及热处理
金属材料及热处理
第四章 工具钢
p.58-72
工具钢分类： 背景：机械工业用工具有： 切削加工用刃具
模具 检验尺寸用量具 工具钢按化学成分可分为：碳素工具钢 低合金工具钢 高速钢（高合金工具钢） 工具钢按用途可分为： 刃具用钢 模具用钢 量具用钢 耐冲击工具用钢
金属材料及热处理
次生硬化： 现象（图4-8） 原因 影响因素
金属材料及热处理
第四章第二节 高速工具钢 （续）
✓ 高速钢中合金元素的作用
钨钼 － 高速钢获得热硬性的主要元素 钒 － 增加回火稳定性、产生次生硬化，提高热硬性等 铬 － 主要增加淬透性。也增加耐蚀性和抗氧化能力 碳 － 高速钢的主要强化元素，保证回火硬度和热硬性
GCr15钢） 含碳量与合金含量？ 热处理？ 主要用途？
金属材料及热处理
第四章第二节 高速工具钢 p.59-66
✓ 性能要求: 高速钢要求具有良好的"热硬性 " p.64 ✓ 代表性钢种： 钨系 W18Cr4V
钨钼系 W6Mo5Cr4V2等
✓ 高速钢突出特点：热硬性（红硬性）、莱氏体钢
✓ 高速钢中的组成相：合金铁素体、合金碳化物 ✓ 高速钢中碳化物的不均匀性
工具钢热处理特点： 一般为淬火加低温回火（热作模具钢
为淬火加高温回火）
金属材料及热处理
第四章 工具钢 p.58-72
第一节 碳素工具钢与低合金工具钢
第二节 第三节 第四节
T7, T8, T9, T10, T12, T13等；9CrSi, CrWMn, Cr2等
高速工具钢
W18Cr4V, W6Mo5Cr4V2等
金属材料及热处理
金属材料及热处理
第四章 学习小结简表
钢种 用途 性能 成分 工艺 组织 性能 元素 其他 其他
要求 特点 特点
作用
本章基本概念或术语： 高速钢、热硬性、莱氏体钢等
金属材料及热处理
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金属材料及热处理
➢ 高韧高耐磨冷作模具钢 7Cr7Mo2V2Si 等 ➢ 粉末冶金冷作模具钢 CPM10V 等
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第四章第四节 热作模具钢
✓ 工作条件与性能要求
不利影响：1) 2) 3) 钴 － 增加回火源自文库定性、加强次生硬化，提高热硬性等 微量元素 N － 细化晶粒、提高GB熔化温度；
RE － 改善热塑性
金属材料及热处理
第四章第三节 冷作模具钢
✓ 工作条件与性能要求
冷作模是金属在常温下变形的模具，如冷冲冷镦，切边，拉丝模等
性能要求：1、高的硬度及耐磨性。2、高的强度和韧性，高的塑变抗力。 3、良好的工艺性能：如锻造性，切削性，淬硬性，淬透性等。
✓ 热作模具就是用来使加热的金属或液态金属获得所需要的形状。 ✓ 按工作条件大致可分为：锤锻模、热挤压模和压铸模三类。 ✓ 性能要求：1、高的高温强、硬度、耐磨性及良好的韧性； 2、优良的耐热疲劳性能，高的AC1点，良好的导热性和抗氧化能力； 3、良好的工艺性能 (高的淬透性，较小的变形)。
✓ 锤锻模钢 5CrNiMo 等 ✓ 挤压及压铸模具钢 4Cr5MoSiV1等
共晶莱氏体 － 必须被破碎 黑色组织、白亮组织 (p.61)
金属材料及热处理
W18Cr4V 高速钢： 铸、退、淬、回 4态
金属材料及热处理
第四章第二节 高速工具钢 （续）
✓ 代表性钢种：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等 ✓ 高速钢的热处理工艺、组织与性能
锻轧后退火 (870880℃) 淬火 (≦1280℃) ＋ 560 ℃三次回火
冷作模具钢
Cr12MoV, Cr4W2MoV，6W6Mo5Cr4V等
热作模具钢
5CrNiMo, 3Cr2W8V，4Cr5MoSiV1等
金属材料及热处理
第四章第一节
✓ 碳素工具钢：T7, T8, T9, T10, T12, T13等；
含碳量？ 热处理？ 主要用途？
✓ 低合金工具钢：9CrSi, CrWMn, Cr2等（Cr2钢即
和加速磨损。故除了应具备低速切削刃具的要求外，还 要求高的热硬性。 高硬度要求刃具钢以高C回火M为基体。 高的耐磨性要求在硬的M基础上均匀分布着弥散细小碳化物。 钢的热硬性主要取决于M的回火稳定性，因此要求有一定的 提高回火稳定性的合金元素。
金属材料及热处理
工具钢碳含量特点： 一般为高碳（热作模具钢为中碳）
金属材料及热处理
刃具钢
车刀、刨刀、铣刀、滚刀、钻头、丝锥、板牙、锉刀、锯条等刃具用钢。
它们常受到弯曲、扭转、剪切、冲击、按摩等力的作用，同 时会引起温升。
失效形式有：磨损、咬合、折断、崩刃、卷刃等。 对低速切削刀具要求：高硬度、高耐磨性、高的弯曲强度和
足够的韧性。 对高速切削刀具，有可能因为温度升高太高而失去切削能力
金属材料及热处理
第四章 工具钢
第2部分：合金钢(钢铁材料)
第一章 合金钢总论 第二章 工程结构钢 第三章 机械制造结构钢
第四章 工具钢
第五章 不锈耐蚀钢 第六章 耐热钢和耐热合金
金属材料及热处理
金属材料及热处理
第四章 工具钢
p.58-72
工具钢分类： 背景：机械工业用工具有： 切削加工用刃具
模具 检验尺寸用量具 工具钢按化学成分可分为：碳素工具钢 低合金工具钢 高速钢（高合金工具钢） 工具钢按用途可分为： 刃具用钢 模具用钢 量具用钢 耐冲击工具用钢
金属材料及热处理
次生硬化： 现象（图4-8） 原因 影响因素
金属材料及热处理
第四章第二节 高速工具钢 （续）
✓ 高速钢中合金元素的作用
钨钼 － 高速钢获得热硬性的主要元素 钒 － 增加回火稳定性、产生次生硬化，提高热硬性等 铬 － 主要增加淬透性。也增加耐蚀性和抗氧化能力 碳 － 高速钢的主要强化元素，保证回火硬度和热硬性
GCr15钢） 含碳量与合金含量？ 热处理？ 主要用途？
金属材料及热处理
第四章第二节 高速工具钢 p.59-66
✓ 性能要求: 高速钢要求具有良好的"热硬性 " p.64 ✓ 代表性钢种： 钨系 W18Cr4V
钨钼系 W6Mo5Cr4V2等
✓ 高速钢突出特点：热硬性（红硬性）、莱氏体钢
✓ 高速钢中的组成相：合金铁素体、合金碳化物 ✓ 高速钢中碳化物的不均匀性
工具钢热处理特点： 一般为淬火加低温回火（热作模具钢
为淬火加高温回火）
金属材料及热处理
第四章 工具钢 p.58-72
第一节 碳素工具钢与低合金工具钢
第二节 第三节 第四节
T7, T8, T9, T10, T12, T13等；9CrSi, CrWMn, Cr2等
高速工具钢
W18Cr4V, W6Mo5Cr4V2等
金属材料及热处理
金属材料及热处理
第四章 学习小结简表
钢种 用途 性能 成分 工艺 组织 性能 元素 其他 其他
要求 特点 特点
作用
本章基本概念或术语： 高速钢、热硬性、莱氏体钢等
金属材料及热处理
Thank you!
金属材料及热处理