碳素工具钢

5.4.5　碳素工具钢

碳素工具钢是用于制作刃具、模具和量具的碳钢。碳素工具钢的加工性良好，价格低廉，使用范围广泛，所以在工具生产中用量较大。碳素工具钢分为碳素刃具钢、碳素模具钢和碳素量具钢。碳素刃具钢指用于制作切削工具的碳素工具钢，碳素模具钢指用于制作冷、热加工模具的碳素工具钢，碳素量具钢指用于制作测量工具的碳素工具钢。

碳素工具钢一般以退火状态交货，根据需方要求也可以不退火状态交货。退火钢材的硬度、断口组织、网状碳化物、珠光体组织、试样淬火硬度、淬透性深度和钢材表面脱碳层深度应符合中国国家标准GB 1298规定。此类钢中存在网状碳化物和层片状珠光体时，容易产生淬火变形、开裂和硬度不均匀，并降低刃具耐磨性，容易引起刃具崩刃，降低刃具寿命。为了防止网状碳化物的产生，钢材要反复锻造，锻后要快速冷却。通过球化退火可使层片状珠光体中的渗碳体球化。此类钢淬火加热一般用盐浴炉，它可防止或减轻工具表层脱碳。在淬火冷却时要注意防止变形和开裂，为此一般采用分级淬火或等温淬火，有的采用高频淬火。淬火后应及时回火，以防停放时发生变形或开裂。

表5-3　优质碳素结构钢的化学成分、力学性能和用途（GB/T 699—1999）

注：表中拉伸性能除75、80、85三个牌号为820℃淬火加480℃中温回火处理值外，其余均为正火处理值，冲击性能为调质处理（回火温度为600℃）值，试样毛坯尺寸为25mm。

碳素工具钢经热处理后，硬度可达60～65HRC，其耐磨性和加工性都较好，价格便宜，在生产上应用广泛。但碳素工具钢的淬透性低，在水中淬透直径为15mm，而在油中淬透直径仅为5mm。另外，此类钢的热硬性低，工作温度高于200℃时钢的硬度和耐磨性急剧下降，从而钢的切削能力显著降低，所以此类钢只适于制作手用工具和尺寸小、形状简单、切削速度低、进刀量小的机用工具，也可以用来制造尺寸较小、工作温度不高的模具和量具。

碳素工具钢牌号通常由四部分组成：

第一部分：碳素工具钢表示符号“T”；

第二部分：阿拉伯数字表示平均含碳量（以千分之几计），例如：平均含碳量为0.80%的碳素工具钢，其牌号表示为“T8”；

第三部分（必要时）：较高含锰量的碳素工具钢，加锰元素符号Mn，例如：“T8Mn”；

第四部分（必要时）：钢材冶金质量，即高级优质碳素工具钢以A表示，优质钢不用字母表示，例如：“T8MnA”。

碳素工具钢的碳含量范围为0.65%～1.35%。在中国国家标准GB/T 1298—2008中共有8个牌号碳素工具钢，即T7、T8、T8Mn、T9、T10、T11、T12、T13，其化学成分、基本性能及用途如表5-4所示。