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钨、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。
工艺性能也是高速钢的重要指标。首先，要有良好的热塑性，以便充分破碎共晶碳化物和加工成形；其次，要有低的退火硬度，
高速工具钢
以便在生产过程中进行冷成形和切削加工。其他工艺性能如过热不敏感性，脱碳不敏感性，低的淬火变形性，在电阻焊和摩擦焊中与柄部碳钢结合的良好焊接性能等也很重要，尤其是磨削性，对于制造复杂刀具是极其重要的。
保证碳化物充分破碎、细化并均匀分布（见图），历来是高速钢生产工艺和提高质量的关键问题。为此，高速钢应采用低温浇铸工艺，选择良好锭型，并根据钢材规格选用足够大的压缩比。中国自1965年以来采用扁锭生产高速钢，其优点为显著加快钢锭凝固速度，从而改善了钢材的碳化物不均匀度和低倍组织。大尺寸钢材多采用电渣重熔钢锭。锻造开坯、轧制成材的工艺有利于提高质量。高速钢的热加工温度、变形量和退火制度，对钢材的热处理性能，尤其是对淬火后的晶粒度有明显的影响，须严加控制。热加工中如终锻（轧）温度过高，变形量不足或已经过一次淬火，但未经充分退火又进行第二次淬火，会出现特殊闪光的萘状断口（见金属宏观检验），从而显著降低钢的韧性，使刀具脆崩。还采用快锻液压机开坯、精锻机成材的新工艺。
高速钢需通过特殊的热处理才能获得所需的性能。一般淬火温度均接近这种钢的熔化温度，例如高钨钢为1270～1290℃，钨钼钢为1210～1240℃，高钼钢为1180～1210℃，一般采用540～560℃回火三次，以得到二次硬化的最佳效果。对韧性和红硬性有不同要求时，可适当调整淬火温度。
粉末冶金高速钢可保证碳化物细小和均匀分布，对改善高碳高钒高速钢的磨削性、改进热加工性，减少淬火变形以及提供碳化物质量优异的大尺寸钢材确有独特优点；可以生产出合金含量更高和切削能力较大的高速钢。高速钢刀具的真空热处理获得广泛应用；刀具的氧氮化、碳氮氧共渗等表面化学热处理，也正在普遍采用，尤其是化学气相沉积法和物理气相沉积法的发展，可进一步提高刀具的使用寿命。
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。
钨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。
物理性能
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。
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。
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。
高速钢
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。
工艺性能
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。
⑴ 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。
⑵淬火温度宽泛性
工具钢的淬火温度应足够宽，以减少过热的可能性。
⑶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。
⑷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。
⑸ 热处理变形性
工具在热处理时，要求其尺寸和外形稳定。
⑹ 耐削性
对于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。
日本(大同):PXZ、PX4、PX5、NAK55、NAK80、S-STAR、G-STAR、YK30、 DC11、DC53、DHA1、DH21、DH31-S、DH2F、DH42、GFA、MH51、MH55、 MH8、SGT、GOA、DEX20、DEX40、DEX60、PD613、SUS420、S50C、H3100 PX88、PAK90、QCM8、MH85
日本(日立):HPM1、HPM2、HPM7、HPM38、HPM50、HPM75、HPM77、 CENA1、DAC、SKD4、SKD5、SKD7、SKD8、SKT4、SK3、SK4、SK5、SKS3、 SKD11、YEM、YEM-K、DAC45、SKD61、SKD62、FDAC、DAC10、 DAC55、SLD、SLD8、SLD10、ARK1、SGT、YXM1、YXM4、YXR3、YXR33、 SKH-9、SKH-51、SKH-55、SKH-57、SKH-59、HAP10、HAP40、SUS420J2、 HAP72、NP8、NP9、YSS、YHD28、YHD3
瑞典(一胜百): K100、DF-2、XW-10、XW-5、XW-41、618、618H、718、718H、 S136、S136H、8402、8407、8416、QRO-90、HSP-41、ASP23、ASP30、ASP60、 VANADIS-4、VANADIS-10、HOTVAR、168S、635、ASSAB88、ELMAX、XW-42、V-4、S-7、EM2、VANCRON 40、RAMAX2、POLMAX、UNIMAX、NIMAX、MM40、MMXL、ELMXX、DIEVAR
德国(撒斯特): 2311、2738、2316、2083、2767、4125、2344、2367、 2379、2842、2363、2436、2510、3343、3207、TSP4、6582、7225、1293、1285、 YE2311、YE2738、YE2083、YE2316、YE2344、1.8519、1.8550、1.3243、1.3247、1.2101、1.1545、1.2080、1.2312、1.2734、1.2840、1.2842、1.2885、1.2601、1.2606、1.2714、1.1210、1.7147、1.6523、1.6582、1.5919、1.5752
奥地利(百绿)：M202、M238、M300、M310、M340、M330、W302、W303、W321、K100、K110、K340、K460、S390PM、S590PM、S690PM、S790PM、S500、S705、A903、W500、K105、K305、N100、N320、N540、N350、E200、E220、E230、E400、F300、F530、V320、V155、V800、V820
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