縱觀世界上所有的鋼材，高速鋼無疑是整個制造過程中最難的鋼材之一，無論是化學成分、組織和性能之間的復雜關系，還是冶煉、澆注、鍛造、軋制、拉絲、塑性成型、焊接和熱處理的難度。高速鋼自問世以來已有100多年的歷史，一直被稱為制造金屬切割刀具。有人說“高速鋼的奧秘無窮”，也有人說“高速鋼的變化是不可預測的”。長期以來，人們對高速鋼進行了大量的基礎研究和改革創新，豐富了熱處理寶庫。

碳在高速鋼中的作用是什么？

碳是高速鋼中最重要的元素，其作用機制是碳化物的形成和轉化-溶解、沉淀和聚集。含量必須適當，不能過多，也不能過少。當含量較低時，不能形成足夠數量的復合碳化物，因此在淬火加熱過程中溶解在固溶體中的碳化物會降低鋼的硬度、紅色硬度和耐磨性。如果碳含量高，淬火加熱時碳和合金元素的濃度會增加，從而提高鋼的硬度和紅色硬度，但也會帶來一些不利影響:碳化物不均勻度增加，塑性降低脆性增加，工藝性能變差(鍛造和軋制容易開裂)、降低鋼的熔點，因此容易產生過熱過熱。含碳量的增加會使奧氏體淬火后殘留（rR）增加，增加回火難度。過去M35鋼由于碳含量較低(0.80%~0.90%)，淬火后硬度不能達到67HRC以上；由于碳含量較高，501鋼(M2A1)存在許多問題，現在兩鋼都回到了正常碳含量。GB與原來的標準相比，T9943新標準最大的亮點就是碳的變化。

高速鋼中含有多少碳？應遵循固定比碳法則。雖然鋼廠生產的高速鋼成分符合國家標準，但可能不適合你。工具廠應根據自己的產品選擇具有中等競爭力的碳含量鋼。

如何計算02高速鋼的碳飽和度？

平衡碳是給出鋼中所有碳化物形成的元素，當按定比碳關系達到平衡時，碳含量通常是按下式計算的。

Cs=0.33W+0.06Mo+0.06Cr+0.2V

在公式中，Cs是理論上計算的“平衡碳”，“平衡碳差”表示計算出的Cs與實際含碳量之間的差異，即ΔC=Cs-C實

C實／Cs的比值是碳飽和度，常用“A”來表示。

舉例來說，M2鋼的實際化學成分是(質量分數：%)：0.85C、5.97W、4.95Mo、3.97Cr、1.82V。碳平衡、碳平衡、碳飽和度計算分別為：

平衡碳（Cs）=0.033×5.97+0.063×4.95+0.06×3.97+0.2×1.82=1.103

平衡碳差值（ΔC）=1.103-0.85=0.253

碳飽和度（A）=0.85/1.103=0.771

對M2鋼267個爐號340t含碳量進行了大致分析，熱處理試驗A值對鋼性能的影響是：當A值為0.76~0.83時，綜合性能良好。

03碳飽和度與淬火溫度和熱處理后硬度有關？

如果按9.5計算，在正常淬火溫度范圍內，每增加11~13℃，晶粒度就會增加1級?！a10.5級晶粒度組織，Ｍ２鋼淬火溫度（t）和A值有一定的對應關系，作者的經驗是：

A=0.70t=1227~1238℃

A=0.73t=1222~1233℃

A=0.76t=1218~1231℃

A=0.79t=1212~1223℃

A=0.82t=1210~1221℃

Ａ值越高，淬火溫度越低，反之亦然，根據Ａ確定淬火溫度是科學的，行之有效，已得到國內同行的認可。

知道了Ａ值，可以準確預測淬火后的硬度，經驗式如下：

對于Ｍ２鋼而言：ＨＲＣ＝Ａ／(０．０１２８５Ａ＋０．００１８５)例如Ｍ２鋼Ａ值為０．７７，則ＨＲＣ＝０．７７/０．０１２８５×０．７７＋０．００１８５＝０．７７/０．０１１７４４５≈６５．六。刀具在實際生產中的硬度是65?！叮叮龋遥?，很一致，要想硬度高，一定要選擇。Ａ鋼制價值高。

為什么04高速鋼刀淬火要預熱？

高速鋼是一種高合金工具鋼，含有大量的合金元素，導熱性能差，塑性低，因此高速鋼淬火必須經過預熱，具有四大優點。

減少應力和變形開裂的可能性。

縮短高溫加熱時間，減少氧化、脫碳傾向。

(3)首先在空氣爐中預熱，然后在鹽浴爐中預熱，避免爆炸危險，有利于安全生產。

(4)中溫預熱一般在850℃左右，使珠光體在較低溫度下向奧氏體轉換，有利于降低最終相變應力。

05高速鋼碳化物不均勻等級的判斷標準是什么？

嚴重的碳化物不均勻性會降低鋼的硬度和紅色硬度。如果是網狀堆積，會破壞鋼組織的連續性，導致刀具在使用過程中易碎或斷裂。高速鋼碳化物不均勻×在100倍顯微鏡下觀察。