纵观世界上所有的钢材，高速钢无疑是整个制造过程中最难的钢材之一，无论是化学成分、组织和性能之间的复杂关系，还是冶炼、浇注、锻造、轧制、拉丝、塑性成型、焊接和热处理的难度。高速钢自问世以来已有100多年的历史，一直被称为制造金属切割刀具。有人说“高速钢的奥秘无穷”，也有人说“高速钢的变化是不可预测的”。长期以来，人们对高速钢进行了大量的基础研究和改革创新，丰富了热处理宝库。

碳在高速钢中的作用是什么？

碳是高速钢中最重要的元素，其作用机制是碳化物的形成和转化-溶解、沉淀和聚集。含量必须适当，不能过多，也不能过少。当含量较低时，不能形成足够数量的复合碳化物，因此在淬火加热过程中溶解在固溶体中的碳化物会降低钢的硬度、红色硬度和耐磨性。如果碳含量高，淬火加热时碳和合金元素的浓度会增加，从而提高钢的硬度和红色硬度，但也会带来一些不利影响:碳化物不均匀度增加，塑性降低脆性增加，工艺性能变差(锻造和轧制容易开裂)、降低钢的熔点，因此容易产生过热过热。含碳量的增加会使奥氏体淬火后残留（rR）增加，增加回火难度。过去M35钢由于碳含量较低(0.80%~0.90%)，淬火后硬度不能达到67HRC以上；由于碳含量较高，501钢(M2A1)存在许多问题，现在两钢都回到了正常碳含量。GB与原来的标准相比，T9943新标准最大的亮点就是碳的变化。

高速钢中含有多少碳？应遵循固定比碳法则。虽然钢厂生产的高速钢成分符合国家标准，但可能不适合你。工具厂应根据自己的产品选择具有中等竞争力的碳含量钢。

如何计算02高速钢的碳饱和度？

平衡碳是给出钢中所有碳化物形成的元素，当按定比碳关系达到平衡时，碳含量通常是按下式计算的。

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

在公式中，Cs是理论上计算的“平衡碳”，“平衡碳差”表示计算出的Cs与实际含碳量之间的差异，即ΔC=Cs-C实

C实／Cs的比值是碳饱和度，常用“A”来表示。

举例来说，M2钢的实际化学成分是(质量分数：%)：0.85C、5.97W、4.95Mo、3.97Cr、1.82V。碳平衡、碳平衡、碳饱和度计算分别为：

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

碳饱和度（A）=0.85/1.103=0.771

对M2钢267个炉号340t含碳量进行了大致分析，热处理试验A值对钢性能的影响是：当A值为0.76~0.83时，综合性能良好。

03碳饱和度与淬火温度和热处理后硬度有关？

如果按9.5计算，在正常淬火温度范围内，每增加11~13℃，晶粒度就会增加1级。～生产10.5级晶粒度组织，Ｍ２钢淬火温度（t）和A值有一定的对应关系，作者的经验是：

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，淬火温度越低，反之亦然，根据Ａ确定淬火温度是科学的，行之有效，已得到国内同行的认可。

知道了Ａ值，可以准确预测淬火后的硬度，经验式如下：

对于Ｍ２钢而言：ＨＲＣ＝Ａ／(０．０１２８５Ａ＋０．００１８５)例如Ｍ２钢Ａ值为０．７７，则ＨＲＣ＝０．７７/０．０１２８５×０．７７＋０．００１８５＝０．７７/０．０１１７４４５≈６５．六。刀具在实际生产中的硬度是65。～６６ＨＲＣ，很一致，要想硬度高，一定要选择。Ａ钢制价值高。

为什么04高速钢刀淬火要预热？

高速钢是一种高合金工具钢，含有大量的合金元素，导热性能差，塑性低，因此高速钢淬火必须经过预热，具有四大优点。

减少应力和变形开裂的可能性。

缩短高温加热时间，减少氧化、脱碳倾向。

(3)首先在空气炉中预热，然后在盐浴炉中预热，避免爆炸危险，有利于安全生产。

(4)中温预热一般在850℃左右，使珠光体在较低温度下向奥氏体转换，有利于降低最终相变应力。

05高速钢碳化物不均匀等级的判断标准是什么？

严重的碳化物不均匀性会降低钢的硬度和红色硬度。如果是网状堆积，会破坏钢组织的连续性，导致刀具在使用过程中易碎或断裂。高速钢碳化物不均匀×在100倍显微镜下观察。