JIS标准SKH55钴钼钨系高速钢的化学成分与加工性能

# JIS标准SKH55钴钼钨系高速钢的化学成分与加工性能

## 一、化学成分

1. **主要元素及其作用**

   - **碳（C）**

     - 在SKH55中，碳含量较高，一般在0.8 - 0.9%之间。碳是决定钢材硬度和耐磨性的关键元素。足够的碳含量可以与合金元素形成碳化物，如WC（碳化钨）、Mo₂C（碳化钼）等。这些碳化物在钢的基体中弥散分布，提高了钢的硬度。例如，在切削刀具的刃口处，高碳含量保证了刃口在高速切削时能够抵抗磨损，保持锋利的切削刃。

   - **钨（W）**

     - SKH55中的钨含量通常在5.5 - 6.5%。钨是形成碳化物的重要元素，它形成的WC具有很高的硬度和熔点。在高温下，WC能够稳定存在，阻止钢的晶粒长大，从而提高钢的热硬性。在高速切削过程中，刀具会产生大量的热，由于钨的存在，SKH55刀具能够在高温下保持其硬度，保证切削性能。

   - **钼（Mo）**

     - 钼含量大约为4.5 - 5.5%。钼在钢中的作用与钨相似，它可以部分替代钨形成碳化物。同时，钼还能细化晶粒，提高钢的韧性和强度。例如，在锻造SKH55钢材时，钼的存在有助于改善钢材的锻造性能，减少锻造过程中的裂纹产生。

   - **钴（Co）**

     - 钴含量在4.5 - 5.5%。钴是一种特殊的合金元素，它可以提高钢的红硬性和热强性。在高温下，钴能够增强合金元素在奥氏体中的溶解度，从而提高钢的高温硬度。在高速切削高硬度材料时，SKH55中的钴元素能够保证刀具在高温下仍然具有良好的切削性能。

   - **铬（Cr）**

     - 铬含量在3.8 - 4.5%。铬主要起到提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性的作用。在一些可能存在腐蚀环境的切削加工中，如切削含有腐蚀性成分的金属材料时，铬的存在可以防止刀具表面生锈和腐蚀，延长刀具的使用寿命。

## 二、加工性能

1. **锻造性能**

   - SKH55的锻造温度范围相对较窄。由于其合金元素含量较高，在锻造过程中需要严格控制温度。一般始锻温度在1050 - 1100°C，终锻温度不低于900°C。如果锻造温度过高，容易导致钢材过热，晶粒粗大，影响钢材的性能；如果温度过低，钢材的塑性降低，容易产生裂纹。例如，在实际锻造生产中，需要采用合适的加热设备，如感应加热炉，jingque控制加热温度，并且在锻造过程中要进行多次镦粗和拔长操作，以改善钢材的内部组织。

2. **切削加工性能**

   - 由于SKH55具有较高的硬度和合金元素含量，其切削加工相对困难。在切削SKH55时，需要使用硬质合金刀具，并且切削参数要进行合理调整。例如，切削速度要比切削普通碳钢低，进给量和切削深度也要适当减小。否则，容易导致刀具磨损过快，甚至损坏刀具。同时，为了提高切削加工的表面质量，可以采用合适的切削液进行冷却和润滑，如含有极压添加剂的切削油。

3. **热处理性能**

   - **淬火**

     - SKH55的淬火温度通常在1180 - 1220°C。在淬火过程中，合金元素充分溶解到奥氏体中，然后通过快速冷却（如油冷）得到马氏体组织。淬火加热速度不能过快，否则容易产生热应力，导致工件变形或开裂。例如，对于形状复杂的SKH55工件，需要采用分段加热或预热的方式，以减小热应力。

   - **回火**

     - 回火一般需要进行多次，回火温度在550 - 650°C之间。回火的目的是消除淬火应力，稳定组织，提高钢的韧性。每次回火后，钢的硬度会有所降低，但韧性会提高。通过多次回火，可以在硬度和韧性之间达到较好的平衡，使SKH55钢材能够满足高速切削刀具等应用的要求。