碳素工具鋼 Carbon-tool-steel
按照GB/T13304《鋼分類》第1部分;鋼按化學(xué)成分分類，碳素工具負屬于非合金鋼。按照應(yīng)該標準第2部分;鋼按主要質(zhì)量等級和主要性能及使用特性分類，碳素工具鋼屬于特殊質(zhì)量非合金鋼。
碳素工具鋼（非合工具鋼）是高碳過共析、共析或亞共析鋼，含碳量范圍為0.7%~1.3%(質(zhì)量分數(shù))。其性能除了與冶煉、熱塑性變形工藝有關(guān)外，主要取決于碳含量。碳是碳素工具鋼的主要強化元素。這類鋼經(jīng)熱處理后具有較高的硬度和耐磨性，但紅硬性差、淬透性低。為了提高鋼的淬透性，有的牌號在鋼中加入0.40%~0.60(質(zhì)量分數(shù))的錳。碳素工具鋼鋼材通常以退人狀態(tài)交貨，一般應(yīng)檢驗硬度，高倍、低倍和斷口組織，及表面脫碳層深度等。這類鋼主要用于制造一般切削速度，且加工硬度和強度不太高的材料的工具，以及形狀簡單發(fā)、精度要求較低的量具、模具等。
用于制作刃具、模具和量具的碳素鋼。與合金工具鋼相比，其加工性良好，價格低廉，使用范圍廣泛，所以它在工具生產(chǎn)中用量較大。碳素工具鋼分為碳素刃具鋼、碳素模具鋼和碳素量具鋼。碳素刃具鋼指用于制作切削工具的碳素工具鋼，碳素模具鋼指用于制作冷、熱加工模具的碳素工具鋼，碳素量具鋼指用于制作測量工具的碳素工具鋼。
此類鋼一般以退火狀態(tài)交貨，根據(jù)需方要求也可以不退火狀態(tài)交貨。退火鋼材的硬度、斷口組織、網(wǎng)狀碳化物、珠光體組織、試樣淬火硬度、淬透性深度和鋼材表面脫碳層深度應(yīng)符合中國國家標準GB1298規(guī)定。此類鋼中存在網(wǎng)狀碳化物和層片狀珠光體時，容易產(chǎn)生淬火變形、開裂和硬度不均勻，并降低刃具耐磨性，容易引起刃具崩刃，降低刃具壽命。為了防止網(wǎng)狀碳化物的產(chǎn)生，鋼材要反復(fù)鍛造，鍛后要快速冷卻。通過球化退火可使層片狀珠光體中的滲碳體球化。此類鋼淬火加熱一般用鹽浴爐，它可防止或減輕工具表層脫碳。在淬火冷卻時要注意防止變形和開裂，為此一般采用分級淬火或等溫淬火，有的采用高頻淬火。淬火后應(yīng)及時回火，以防停放時發(fā)生變形或開裂。
與合金工具鋼相比，此類鋼淬透性低，在水中淬透直徑為15mm，而在油中淬透直徑僅為5mm。另外，此類鋼的熱硬性低，工作溫度高于250℃時鋼的硬度和耐磨性急劇下降，從而鋼的切削能力顯著降低，所以此類鋼只適于制作尺寸小、形狀簡單、切削速度低、進刀量小、工作溫度不高的工具。
此類鋼的碳含量范圍為0.65%～1.35%。在中國國家標準GB1298%26mdash;77中共有8個牌號碳素工具鋼。其中碳含量較低的T7鋼具有良好的韌性，但耐磨性不高，適于制作切削軟材料的刃具和承受沖擊負荷的工具，如木工工具、鐮刀、鑿子、睡子等。T8鋼具有較好的韌性和較高的硬度，適于制作沖頭、剪刀，也可制作木工工具。錳含量較高的T8Mn鋼淬透性較好，適于制作斷口較大的木工工具、煤礦用鑿、石工鑿和要求變形小的手鋸條、橫紋銼刀。T10鋼耐磨性較好，應(yīng)用范圍較廣，適于制作切削條件較差、耐磨性要求較高的金屬切削工具，以及冷沖模具和測量工具，如車刀、刨刀、銑刀、搓絲板、拉絲模、刻紋鑿子、卡尺和塞規(guī)等。T12鋼硬度高、耐磨性好，但是韌性低，可以用于制作不受沖擊的，要求硬度高、耐磨性好的切削工具和測量工具，如刮刀、鉆頭、鉸刀、擴孔鉆、絲錐、板牙和千分尺等。T13鋼是碳素工具鋼中碳含量最高的鋼種，其硬度極高，但韌性低，不能承受沖擊載荷，只適于制作切削高硬度材料的刃具和加工堅硬巖石的工具，如銼刀、刻刀、拉絲模具、雕刻工具等。
碳素工具鋼通常按用途可分為：刃具鋼、模具鋼、量具鋼、耐磨鋼；按鋼質(zhì)可分為：優(yōu)質(zhì)鋼（硫質(zhì)量分數(shù)不大于0.030%，磷質(zhì)量分數(shù)不磊于0.035%）、高級優(yōu)質(zhì)鋼（硫質(zhì)量分數(shù)不大于0.020%、磷質(zhì)量分數(shù)不大于0.025%）。
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