工具钢是指特别适合于制成工具的钢和钢的混合物。它们的适用性来自于其独特的硬度，抗磨性和抗变形性，以及它们在高温下具有领先优势的能力。因此，工具钢可在其他材料的成型中使用。工具钢的碳含量在0.5％至1.5％之间，是在精心控制的条件下生产的，以提供规定的质量。ir基体中碳化物的存在对合金钢的质量起主导作用。在合金钢中形成碳化物的四种主要合金元素是：钨，铬，钒和钼。各种碳化物溶解到铁的奥氏体中的速度决定了钢的高温性能（速度越慢越好，这对于耐热钢而言）。适当地热处理这些钢对于保证良好的性能至关重要。锰含量通常保持较低水平，以减少水淬过程中开裂的可能性。

工具钢分为六类：水硬化，冷作，抗冲击，高速，热作和特殊用途。挑选组的选择取决于成本，工作温度，所需的表面硬度，强度，耐冲击性和韧性要求。使用条件越严苛（温度，磨蚀性，腐蚀性，负载性更高），合金含量也就越高合金钢所需的碳化物量。

工具钢用于金属和其他材料的切割，压制，挤压和压印。由于它们具有耐磨性，因此与注塑模具的组装一样，它们的使用也很重要，这是模具的关键标准，它将无法生产成千上万个产品或零件的成型件。

AISI-SAE合金钢等级是最常见的等级，无法识别各种等级的合金钢。等级内的各个合金均标有编号。例如：A2，O1等

W型合金钢因其具有水淬性的定义特性而得名。W级钢实际上是高碳普通碳素钢。这组合金钢是最常用的合金钢，因为它的价格比其他合金钢低。它们适用于不会遇到高温的零件和应用。高于150°C（302°F）时，它开始熔化至明显程度。它的淬透性很低，因此W组工具钢必须进行快速淬火，从而需要用水。这些钢可以达到较高的硬度（高于HRC 66），并且与其他工具钢相比非常脆。W型钢仍在销售中，尤其是用于弹簧，但与19世纪和20世纪初相比，其用途广泛得多。

通过与锰，硅和钼合金化，可以提高W组工具钢的韧性。在热处理过程中，最多使用0.20％的钒来保持细小晶粒尺寸。

各种碳成分的典型应用是W型钢：

0.60–0.75％的碳：机器零件，凿子，固定螺丝；性能包括中等硬度，良好的韧性和耐冲击性。

0.76-0.90％的碳：锻模，锤子和底架。

0.91–1.10％的碳：通用工具用途，需要在耐磨性和抗撕裂性和韧性之间取得合理的平衡，例如木锉，钻头，铣刀和剪切刀片。

1.11–1.30％碳：锉刀，小型钻头，车床工具，剃须刀刀片和其他轻型应用，这些应用要求在不增加韧性的情况下具有更高的耐磨性。碳含量约0.8％的钢的硬度与碳含量更高的钢一样硬，但是1％或1.25％的钢中游离的渗碳体颗粒使它的立足点更好。但是，如果不切割酸性或咸性材料，细边的生锈速度可能会比磨损快。
42crmo材料

冷作工具钢包括O系列（油硬化），A系列（空气硬化），以及D系列（高碳铬）。这些是不会切割或形成低温材料的钢。该组具有高的淬透性和耐磨性，以及平均韧性和耐热软化性。它们用于生产较大的零件或在硬化过程中需要最小变形的零件。油淬和空气硬化的利用有助于减少变形，避免了由较快的水淬引起的高应力。与水硬化类相比，这些钢中使用了更多的合金元素。这些合金提高了钢的淬透性，因此要求的淬火过程不那么严格，结果是开裂的可能性较小。他们需要很高的表面硬度，通常不会制造刀片。油硬化等级的机加工性高，但高碳铬类型的机加工性低。

该系列包括O1型，O2型，O6型和O7型。该组中的所有钢通常在800°C时进行硬化，油淬火，然后在<200°C时回火

第一种空气硬化级合金钢是马谢特钢，当时被称为空气硬化钢。

现代的空气硬化钢由于铬含量高而在热处理过程中变形低。它们的机械加工性很甜，并且在耐磨性和抗撕裂性与韧性之间达到了平衡（例如，D级和耐冲击级之间）

冷作工具钢的D系列最初包含D2，D3，D6和D7类型，其铬含量在10％到13％之间（这是非常高的）。这些钢可在425°C（797°F）的温度下保持其硬度。这些工具钢的常见应用包括锻模，压铸模架和拉拔模。由于其高铬含量，某些D型工具钢通常被认为是不锈钢或半不锈钢，但是由于大量铬和碳成分以碳化物的形式析出，因此其耐蚀性受到极大限制。

主条目：抗震钢

铬钨，硅钼，硅锰合金可提供高抗冲击性和良好的淬透性。耐冲击的组工具钢（S）旨在抵抗低温和高温的冲击。所需的韧性需要咖啡含碳量（约0.5％的含碳量）。形成碳化物的合金具有所需的耐磨性，淬透性和热加工特性。该钢种显示出很高的冲击韧性和相对较低的耐磨性，并且可以获得相对较高的硬度（HRC 58/60）。在美国，韧性通常来自1到20的硅和0.5-1％的钼含量。在欧洲，冲击钢通常含0.5-0.6％的碳和约3％的镍。各种1.75％至2。75％的镍残留在某些抗震和高强度低合金钢（HSLA）中，例如L6、4340和瑞典锯钢，但价格相对昂贵。在手提钻头的生产中就可以使用它。

主条目：热作钢

热工组

热作钢是一群在高温下不会切割或成形材料的钢。H组工具钢的开发旨在在长时间暴露于高温下提高强度和硬度。这些工具钢是低碳和中至高合金钢，由于含有大量的碳化物，因此具有良好的热硬度和韧性，并具有良好的耐磨性。H1至H19的铬含量为5％；H20至H39的钨含量为9-18％，铬含量为3-4％。H40至H59是基于钼的。

示例包括DIN 1.2344合金钢（H13）。

P型合金钢是塑料模具钢的简要说明。它们旨在满足锌压铸和塑料注塑模的需求。

L型合金钢是低合金特殊用途合金钢的简要说明。L6非常坚韧。

F型合金钢经过水硬化处理，比W型合金钢耐磨得多。
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