工具鋼

　　用以製造切削刀具、量具、模具和耐磨工具的鋼。工具鋼應具有高的硬度和在高溫下能保持高硬度的紅硬性，以及高的耐磨性和適當的韌性，以承受衝擊、振動、彎曲和扭轉等應力。工具鋼可分為碳素工具鋼、合金工具鋼和高速工具鋼（見高速鋼）3類。

　　碳素工具鋼　含碳量在0.65～1.35％之間。它的冷、熱加工性能好，價格便宜。缺點是淬透性低和耐熱性差。一般隻用於製造尺寸小、形狀簡單和切削速度低的刀刀具。含碳在1％以上的碳素工具鋼，淬火後硬度可達HRC65～66，堅硬耐磨，主要用於制造受沖擊載荷和切削速度低的工具，如削刀、銼刀。含碳在1％左右的鋼可用於制造鋒利耐磨並有適當韌性的木工刀具如鉆頭、斧、鑿等，含碳0.7％左右的鋼用於要求韌性較高的場合，如制作鑿子、鋼印、帶鋸等。一般碳素工具鋼還用來制作日用刀、剪，農用鐮、鋤等。

　　合金工具鋼　在碳素工具鋼的基礎上加入鉻、鎢、錳、矽、釩等合金元素，以提高淬透性、耐磨性、硬度和強度等。按用途的不同，合金工具鋼可分為量具刃具鋼、耐沖擊工具鋼、冷作模具鋼、熱作模具鋼和塑料模具鋼等幾種。

　　量具刃具鋼　這類鋼含碳量高達0.95～1.50％，要求有高的硬度、耐磨性和尺寸穩定性。為瞭易於淬硬和減少淬火變形，還常加入鎢、鉻、錳、矽等合金元素，合金元素總含量一般不超過5％。主要用於制造量規和切削速度較低、刃口溫度不超過200℃的刀具，如塊規、卡規、塞規、絲錐、鉸刀等。較常用的鋼號有9CrSi、9Cr2、CrWMn等。

　　耐沖擊工具鋼　這類鋼要求有高的韌性，並有足夠的硬度和耐磨性。一般含碳量在0.40～0.60％之間，並含有鉻、鎢、矽等元素。主要用於制造在嚴重沖擊狀態下工作的工具，如鑿子、沖頭、鉚頭模、剪刀板等。較常用的鋼號有4CrW2Si、5CrW2Si等。

　　冷作模具鋼　用以制造在室溫時以沖、擠、鐓鍛等方法使材料加工成型的模具。這類鋼須有高的硬度、耐磨性和一定的韌性。冷作模具鋼又分為低合金冷作模具鋼和高鉻工具鋼。低合金冷作模具鋼的性能與量具刃具鋼類似，含碳量在1％左右，主要用於制造形狀較復雜、加工批量中等的模具。高鉻工具鋼的含碳量為1.6～2.2％，含鉻量在12％左右。它的耐磨性高，耐熱性也較高，但韌性較差，主要用於制造受沖擊較小但加工批量大的模具，如矽鋼片沖模、拉絲模等。

　　熱作模具鋼　用以制造使材料在熱態下加工成型的模具，包括錘鍛模、壓力機模、熱擠壓模和壓鑄模等。這種鋼在高溫下有較高的強度和硬度，並有良好的沖擊韌性和抗冷熱疲勞性能。熱作模具鋼含碳量都較低，一般在0.30～0.60％之間，以保證有高的韌性，並含有較多的鉻、鉬、鎢、釩等合金元素以保證高溫強度和硬度。制成的模具硬度較低，一般為HRC40～50。制造錘鍛模常用的鋼號有5CrMnMo，5CrNiMo；制造壓力機模具的鋼號有4Cr5MoVSi；制造熱擠壓模和壓鑄模具常用的鋼號有3Cr3Mo3V、3Cr2W8V等。

　　塑料模具鋼　為適應有機高分子材料成型而發展起來的鋼種。這種鋼的工作溫度不超過400℃，耐磨性和硬度較冷作模具鋼低。塑料產品的光潔度要求很高，因此要求這種鋼有良好的切削加工性和熱處理後的尺寸穩定性。對加工中能產生強烈腐蝕性的塑料（如聚氯乙烯），模具鋼還要求有良好的耐腐蝕性。常用的鋼為含碳較低的低合金鋼；對耐腐蝕性模具則用Cr13或17-4PH型不銹鋼；對產生強烈磨損的模具，如加工玻璃纖維增強塑料的模具則常用低合金冷作模具鋼。

參考書目

　Ю .Α .Γеллер，Инсmруменmальныесmали，Μеталлургиздат，Μосκва，1975.

　G.A.Roberts，Tool Steels，ASM，Matals Park，Ohio，1980.