JIS标准SKH2钨系高速钢的化学成分与加工性能

# JIS标准SKH2钨系高速钢的化学成分与加工性能

## 一、化学成分

1. **碳（C）**

   - SKH2中的碳含量通常在0.7 - 0.85%之间。碳是决定高速钢硬度和强度的关键元素之一。较高的碳含量有助于形成更多的碳化物，从而提高钢的硬度。在淬火和回火过程中，碳与其他合金元素相互作用，对钢的组织结构和性能产生重要影响。

2. **钨（W）**

   - 钨是SKH2中的主要合金元素，含量高达17 - 19%。钨在高速钢中的作用非常显著。首先，钨形成的碳化物（如WC）具有极高的硬度和耐磨性，这些碳化物弥散分布在钢的基体中，能显著提高钢的耐磨性和切削刃的保持能力。其次，钨能提高钢的红硬性，即在高温下保持高硬度的能力。这使得SKH2在高速切削加工时，即使切削刃温度升高，仍能保持良好的切削性能。

3. **铬（Cr）**

   - 铬的含量在3.8 - 4.4%左右。铬在高速钢中主要起到提高钢的淬透性和抗氧化性的作用。它能使钢在淬火时更容易获得均匀的马氏体组织，从而提高钢的整体强度和硬度。同时，铬的存在也有助于提高钢的耐腐蚀性，虽然在高速钢中耐腐蚀性不是其主要性能指标，但在一些特殊环境下仍有一定意义。

4. **钒（V）**

   - SKH2中钒的含量约为1 - 1.4%。钒形成的碳化物（如VC）硬度极高，比WC还要硬。这些细小的VC颗粒均匀分布在钢中，进一步提高了钢的耐磨性和切削性能。而且钒还能细化晶粒，改善钢的韧性和强度之间的平衡，使钢在具有高硬度的同时不易脆裂。

## 二、加工性能

1. **切削加工性能**

   - **切削难度**：由于SKH2具有高硬度和高耐磨性，其切削加工难度较大。在切削过程中，刀具磨损较快，需要使用具有更高硬度和耐磨性的刀具，如立方氮化硼（CBN）刀具或陶瓷刀具。普通的高速钢刀具很难对其进行有效切削。

   - **切削参数**：在切削SKH2时，切削速度不能过高，否则会导致刀具过度磨损。一般来说，切削速度要比切削普通钢材低很多。同时，进给量和切削深度也需要根据具体情况进行合理调整，以保证切削质量和刀具寿命。

2. **锻造性能**

   - **锻造温度范围**：SKH2的锻造需要严格控制温度范围。其始锻温度一般在1050 - 1100°C，终锻温度不能低于900°C。在这个温度范围内锻造，可以使钢中的碳化物均匀分布，避免出现碳化物偏析现象。

   - **锻造难度**：由于SKH2中含有大量的钨、铬等合金元素，其变形抗力较大，锻造时需要较大的锻造力。而且锻造过程中如果操作不当，容易产生裂纹等缺陷，因此对锻造工艺和操作工人的技术水平要求较高。

3. **热处理性能**

   - **淬火**：SKH2的淬火温度较高，一般在1270 - 1290°C。在淬火过程中，需要快速冷却，以获得马氏体组织。但由于其合金元素含量高，淬火时容易产生较大的内应力，需要进行适当的预热和分级淬火等操作来减小内应力。

   - **回火**：回火是SKH2热处理过程中的重要环节。回火温度通常在550 - 570°C，需要进行多次回火。通过回火可以消除淬火内应力，稳定组织，提高钢的韧性和硬度，并且进一步提高钢的红硬性。