W18Cr4V高速钢成分及特性

# W18Cr4V高速钢成分及特性

## 一、成分

1. **碳（C）**

   - W18Cr4V高速钢中的碳含量为0.7 - 0.8%。碳是确保高速钢获得高硬度和高强度的关键元素。在淬火和回火过程中，碳与其他合金元素形成各种碳化物，这些碳化物弥散分布在钢的基体中，对基体起到强化作用。适量的碳含量能够在保证硬度的同时，兼顾一定的韧性。

2. **钨（W）**

   - 钨的含量高达17.5 - 19%。钨是W18Cr4V高速钢中Zui重要的合金元素之一。钨在钢中形成多种稳定的碳化物，如WC、W2C等。这些钨的碳化物具有高硬度、高熔点和良好的热稳定性。在高速切削过程中，当刀具刃部温度升高时，钨的碳化物能够阻止刃部的软化，维持刀具的切削刃硬度，从而保证刀具的切削性能。

3. **铬（Cr）**

   - 铬含量为3.8 - 4.4%。铬在W18Cr4V高速钢中的作用主要有两个方面。一方面，铬能提高钢的淬透性，使钢在淬火时能够形成均匀的马氏体组织，从而提高钢的硬度和强度。另一方面，铬可以提高钢的抗氧化性，在钢的表面形成一层致密的氧化铬膜，防止钢在高温下被氧化。

4. **钒（V）**

   - 钒含量为1 - 1.4%。钒是一种强碳化物形成元素，在钢中形成VC等碳化物。这些碳化物非常细小且弥散分布在基体中。一方面，它们能够提高钢的硬度、耐磨性和红硬性；另一方面，钒的碳化物还能抑制晶粒长大，起到细化晶粒的作用，从而提高钢的韧性。

## 二、特性

1. **高硬度和耐磨性**

   - 由于高碳含量以及钨、钒等元素形成的大量碳化物，W18Cr4V高速钢具有极高的硬度。其硬度通常可以达到HRC63 - 66。这种高硬度使得它在切削、冲压等加工过程中能够抵抗工件材料的磨损，具有出色的耐磨性。例如，在切削硬度较高的合金钢或铸铁时，W18Cr4V高速钢刀具能够保持刃口的锋利度，减少刀具的磨损，提高加工精度。

2. **红硬性**

   - 红硬性是W18Cr4V高速钢的显著特性。在高温下，例如当切削温度达到600 - 700°C时，W18Cr4V高速钢仍能保持较高的硬度和切削性能。这是因为钨、钒等元素的碳化物在高温下具有良好的稳定性，不会迅速软化，从而保证了刀具在高速切削时的有效性。这种红硬性使得W18Cr4V高速钢广泛应用于高速切削加工领域。

3. **良好的韧性**

   - 尽管W18Cr4V高速钢硬度很高，但由于铬元素的作用以及晶粒细化（得益于钒元素），它还具有一定的韧性。这种韧性使得刀具在承受切削力、冲击力等复杂应力时，不易发生脆断。在铣削、钻削等加工过程中，尤其是在加工有间断切削的工件时，良好的韧性能够保证刀具的正常使用。

4. **淬透性好**

   - 铬元素的存在使得W18Cr4V高速钢具有良好的淬透性。这意味着在淬火过程中，钢能够在较大的截面尺寸范围内形成均匀的马氏体组织。