從高速鋼的名字談起
高速鋼誕生以來，對現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展起到了重要的作用?？梢哉f沒有高速鋼，就沒有現(xiàn)代的金屬加工業(yè)。盡管硬質(zhì)合金等材料的崛起對高速鋼形成挑戰(zhàn)，但在特定領(lǐng)域，高速鋼仍然是首選的材料。
高速鋼在材料家族有這么重要的地位，要從它的名字談起。
鋼鐵材料的名字通常相當(dāng)凝練，多以特性或用途命名：不銹鋼，表明這種鋼的主要特性是不生銹；彈簧鋼，說明這種鋼的特性很適合用來制作彈簧或彈性元件；冷作模具鋼，是用來制作常溫成型的模具用鋼；易切削鋼，說明這種鋼的被切削性能十分優(yōu)異……
高速鋼也不例外。初次接觸，一定很疑惑，“高速”二字從何而來？解答這個(gè)疑惑，需要了解高速鋼的用途和發(fā)明背景。
高速鋼，High Speed Steel，一般簡寫作HSS，是一種具有高硬度、高耐磨性和高耐熱性的工具鋼，它的主要用途是用來制作金屬加工切削刀具。
在高速鋼出現(xiàn)之前，金屬加工業(yè)的刀具材料主要是高碳鋼，切削速度比較慢，通常在10m/min以下；高速鋼初被發(fā)明并制成刀具，相較碳素工具鋼，切削速度大幅提高，對中碳鋼進(jìn)行切削，切削速度能達(dá)20m/min。1900年的巴黎世博會上，高速鋼一亮相就引起轟動，其吃刀深度和進(jìn)刀量，尤其是切削速度，給觀眾以強(qiáng)烈的震撼，高速鋼由此得名。
作為刀具，高速鋼在高速切削時(shí)，即使溫度達(dá)到500℃，仍然能保持高的硬度，HRC在60以上。這種性能稱為紅硬性，是高速鋼最主要的特性。
從高速鋼的材料成分來說，鎢(W)、鉬(Mo)、鈷(Co)是改善其紅硬性的主要功臣，使之能承受刀具和工件摩擦產(chǎn)生的熱量，還能提高高溫耐磨性。
普通碳素工具鋼經(jīng)熱處理（淬火和低溫回火）后，在室溫下也有很高的硬度，但隨著溫度升高至200℃，這種硬度會急劇下降，當(dāng)溫度繼續(xù)升高到500℃時(shí)，硬度已經(jīng)降到與退火狀態(tài)相當(dāng)?shù)某潭?，完全喪失了切削金屬的能力?/span>
由于碳素工具鋼有這樣的致命缺點(diǎn)，高速鋼的紅硬性更顯卓爾不群人人向往，自從高速鋼面世后，金屬加工領(lǐng)域，碳素工具鋼迅速被高速鋼淘汰，各種牌號的高速鋼被發(fā)明并商用。
1965年，美國Crucible Steels發(fā)明了粉末冶金法生產(chǎn)高速鋼，高速鋼的性能及使用壽命得到了更大的提升。直到今天，高速鋼仍然是刀具材料賽場的一線選手。
當(dāng)然，現(xiàn)在各種刀具材料不斷被發(fā)明，硬質(zhì)合金、陶瓷材料、立方氮化硼(CBN)、人造聚晶金剛石(PCD)，這些新材料不但加工速度不遜于高速鋼，而且能在更高的溫度維持切削性能，高速鋼已經(jīng)失去了初期的明星氣質(zhì)。但是對于制造形狀復(fù)雜、磨削困難的刀具，如拉刀、剃齒刀、插齒刀等，高速鋼始終處于主導(dǎo)地位。而且高速鋼還有它的殺手锏，那就是韌性好，要求刀具具備高韌性時(shí)，就非高速鋼莫屬了。
表 高速鋼與其他常用刀具材料性能比較
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種類
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硬度
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維持切削性能
最高溫度(℃)
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抗彎強(qiáng)度
(Mpa)
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高速鋼
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62~70HRC
(82~87HRA)
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540~600
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2500~4500
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司太立合金
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60~65HRC
(81~83.6HRA)
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600~650
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1400~2800
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硬質(zhì)合金
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89~93.5HRA
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800~1000
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900~2500
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陶瓷材料
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91~94HRA
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＞1200
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450~850
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熱壓氮化硅
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2000HV
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1300
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750~850
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CBN
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3700~4500HV
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1000~1300
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420
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PCD
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7500~8500HV
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＜723
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300
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