工具鋼一般分為碳素工具鋼,合金工具鋼和高速工具鋼。
　　碳素工具鋼的主要生產(chǎn)品種,性能和用途
　　一,生產(chǎn)品種
　　熱軋棒材?圓鋼直徑或方鋼邊長8mm-80mm
　　鍛制棒材 圓鋼直徑或方鋼邊長50mm-150mm
　　冷拉棒材圓鋼直徑8mm-40mm
　　熱軋鋼板?厚度0.7mm-15mm
　　冷拉鋼帶厚度0.10mm-3.60mm
　　冷拉鋼絲圓鋼絲直徑0.050mm-16mm
　　熱軋扁鋼?厚度*寬度 3mm-30mm*（10,12,14,16,18,20,22,25,28,30,32,35,38,40,45,50,55,60,65,90,100,160）mm
　　鍛制扁鋼 厚度*寬度 10mm-65mm*（40,45,50,55,60,65,70,80,90,100,110,120,130,150,170,180,190,200）mm
　　二,性能和用途
　　T7,T7A 亞共析鋼。具有較好的塑,韌性和強度,以及一定的硬度,能承受震動和沖擊負荷,但切削能力差。用于制造承受沖擊負荷不大,且要求具有適當硬度和耐磨性,及較好的韌性的工具,如鍛模,鑿子,錘,沖頭,金屬剪切刀,擴孔鉆,鋼印,木工工具,風(fēng)動工具,機床頂尖,鉗工工具,鉆鑿工具,較鈍的外科醫(yī)療用具等。
　　T8,T8A 共析鋼。淬火加熱時容易過熱,變形也大,塑性和強度比較低,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。用于制造切削刃口在工作時不變熱的工具,如木工工具,風(fēng)動工具,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。
　　T8Mn,T8MnA 共析鋼。具有較高的淬透性和硬度,但塑性和強度較低。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。
　　T9,T9A 過共析鋼。具有較高的硬度,但塑性和強度較低。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)機切割零件,鑿巖工具和鑄模的分流釘?shù)取?/span>
　　T10,T10A過共析鋼。晶粒細,在淬火加熱時（溫度達800℃）不致過熱,仍能保持細品粒組織；淬火后鋼中有未溶的過剩碳化物,所以具有比T8,T8A鋼更高的耐磨性,但韌性較低。
　　用于制造切削刃口在工作時不變熱的工具,不承受沖擊負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,手用細木工具,機用細木工具,麻花鉆,拉絲模,沖模,冷鐓模,螺絲錐,擴孔刀具,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。
　　T11,T11A 過共析鋼。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,在加熱時對晶粒長大和形成碳化物網(wǎng)的敏感性小。用于制造在工作時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。
　　T12,T12A 過共析鋼。由于碳含量高。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。不適于制造切削速度高和受沖擊負荷的工具。用于制造不受沖擊負荷,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。
　　T13,T13A 過共析鋼。由于碳含量高,淬火后有更多的過剩碳化物,所以硬度更高,韌性更差；又由于碳化物數(shù)量增加且分布不均勻,故力學(xué)性能較差。不適用于制造承受沖擊負荷和較高速度的切削工具。
　　用于制造不受沖擊負荷,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,以及堅硬巖石加工用工具和雕刻用工具等。
　　合金工具鋼
　　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。其中碳含量高的鋼（碳質(zhì)量分數(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)量分數(shù)0.35%~0.70%）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。
　　高速工具鋼?
　　高速工具鋼主要用于制造高效率的切削刀具。由于其具有紅硬性高,耐磨性好,強度高等特性,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。高速工具鋼經(jīng)熱處理后的使用硬度可達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。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。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。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。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。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)。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。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。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。
　　高速工個鋼的淬火溫度很高,接近熔點,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。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,則回火后的強度和韌性越低。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。這是高速工具鋼的重要特性。
　　高速工個鋼除了具有高的硬度,耐磨性,紅硬性等使用性能外,還具有一定的熱塑性,可磨削性等工藝性能。
　　多系高速工具鋼主要合金元素是鎢,不含鉬或含少量鉬。其主要特性是過熱敏感性小,脫碳敏感性小,熱處理和熱加工溫度范圍較寬,但碳化物顆粒粗大,分布均勻性差,影響鋼的韌性和塑性。
　　鎢鉬系高速工具鋼的主要合金元素是鎢和鉬。其主要特性是碳化物的顆粒度和分布均優(yōu)于鎢系高速工具鋼,脫碳敏感性和過熱敏感性低于鉬系高速工具鋼,使用性能和工藝性能均較好。
　　鉬系高速工具鋼的主要合金元素是鉬,不含鎢或含少量鎢。其主要特性是碳化物顆粒細,分布均勻,韌性好,但脫碳敏感性和過熱敏感性大,熱加工和熱處理范圍窄。
　　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。
　　粉未高速工具鋼是用粉未冶金方法產(chǎn)生的。首先用霧化法制取低氧高速工具鋼預(yù)合金粉未,然后用冷,熱靜壓機將粉未壓實成全致密的鋼坯,再經(jīng)鍛,軋成材。粉未高速工具鋼的碳化物細小,分布均勻,韌性,可磨削性和尺寸穩(wěn)定性等均很好,可生產(chǎn)用鑄錠法個可能產(chǎn)生更高合金元素含量的超硬高速工具鋼。粉未高速工具鋼可分為3類,第一類是含鈷高速工具鋼,其特點是具有接近硬質(zhì)合金的硬度,而且還具有良好的可鍛性,可加工性,可磨性和強韌性。第二類是無鈷高鎢,鉬,釩超硬高速工具鋼。第三類是超級耐磨高速工具鋼。其硬度不太高,但耐磨性極好,主要用于要求高耐磨并承受沖擊負荷的工作條件。
　　工具鋼的特性?
　?。?/span>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。工具在高的切削速度和加工硬材料所產(chǎn)生高溫的受熱條件下,仍能保持高的硬度和良好的紅硬性。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。紅硬性對熱變形模具和高速切削刀具用鋼是非常重要的性能。
　?。?/span>2） 耐磨性
　　工具鋼具有良好的耐磨性,即抵抗磨損的能力。工具在承受相當大的壓力和摩擦力的條件下,仍能保持其形狀和尺寸不變。
　?。?/span>3） 強度和韌性
　　工具鋼具有一定的強度和韌性,使工具在工作中能夠承受負荷,沖擊,震動和彎曲等復(fù)雜的應(yīng)力,以保證工具的正常使用。
　?。?/span>4） 其他性能
　　由于各種工具的工作條件不同,工具用鋼還具有一些其他性能,如模具用鋼還應(yīng)具有一定的高溫力學(xué)性能,熱疲勞性,導(dǎo)熱性和耐磨腐蝕性能等。
　　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。
　?。?/span>1） 加工性
　　工具鋼應(yīng)具有良好的熱壓力加工性能和機械加工性能,才能保證工具的制造和使用。鋼的加工性取決于化學(xué)成分,組織的質(zhì)量。
　?。?/span>2） 淬火溫度范圍
　　工具鋼的淬火溫度應(yīng)足夠?qū)?/span>,以減少過熱的可能性。
　?。?/span>3） 淬硬性和淬透性
　　淬硬性是鋼在淬火后所能達到最高硬度的性能。淬硬性主要與鋼的化學(xué)成分特別是碳含量有關(guān),碳含量越高,則鋼的淬硬性越高。
　　淬透性表示鋼在淬火后從表面到內(nèi)部的硬度分布狀況。淬透性的高低與鋼的化學(xué)成分,純潔度,晶粒度有關(guān)。
　　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。
　?。?/span>4） 脫碳敏感性
　　工具表面發(fā)生脫碳,將使表面層硬度降低,因此要求工鋼的脫碳敏感性低。在相同的加條件下,鋼的脫碳敏感性取決于其化學(xué)成分。
　?。?/span>5） 熱處理變形性
　　工具在熱處理時,要求其尺寸和外形穩(wěn)定。
　?。?/span>6） 耐削性
對很制造刀具和量具用鋼。要求具有良好的磨削性。鋼的磨削性與其化學(xué)成分有關(guān),特別是釩含量,如果釩質(zhì)量分數(shù)不小于0.50%則磨削性變壞。