使用性能

出处：按学科分类—工业技术 轻工业出版社《工模具材料应用手册》第41页（1412字）

决定工具钢使用性能的最基本的性能是抗磨损、抗变形和抗开裂的能力；韧性；以及很多情况下还有高温抗软化能力。通常，这些特性可直接用硬度来衡量或推断。工具钢最普通的性能测试是测量硬度，在美国采用洛氏(HRC)，而在英国和欧洲则用维氏(HV)硬度。应当注意到HRC和HV的变换关系不是线性的(见图6)。例如，当从HRC67增高到HRC68时，HRC的增值为1HRC，而对应的维氏硬度却是40个HV单位的增量，当由HRC57增到HRC58，及由HRC49增至HRC50时，则相应地为20和10个HV单位的增量。

图6 维氏和洛氏硬度的对应关系

一定硬度的某种工具钢，其耐磨性可因磨损机构和热处理的不同而可在很宽的范围内变动。同时具有相同硬度而成分不同的工具钢，在相同的磨损条件下，耐磨性的变动也是很大的。

为了实用目的，所有工具钢在各种状态下的室温抗弹性变形能力(弹性模数)约为200×10³MPa。在260℃时降到185×10³MPa，而在540℃则降到150×10³MPa。

除个别钢种之外，对大多数工具钢都要求有很高的抗塑变能力，并根据这一要求选定成分和热处理规范。由于工具钢的塑性变形吸收能力比较小，因此是比较脆的。在高硬度下作拉伸试验时，甚至在用专门的试样夹头时，虽然试验能精确定位，但也很难精确地确定可靠的强度值。在某些情况下已用压缩试验检测钢的抗变形能力。用三点或四点弯曲试验可得出工具钢之间相互比较的实用资料，但其结果也常常难以作定量的评价。扭转试验可有效地用于测定工具钢的韧性，特别适用于作像钻头和其他使用中受扭转载荷的工具。

高硬度的工具钢(某些钢种除外)的开槽试样在冲击(夏氏试验)断裂时吸收能如此之小，以致很难测出可用来预测使用性能的韧性的区别。曾试用无缺口冲击试验，但因夹持器的过度变形，很难得到良好的重复性结果。为研究成分和热处理的影响，扭转冲击法可得出重复性良好的结果，然而却难将其结果与使用条件联系起来。还采用了疲劳试验法，但仅有少数情况与使用经验相符。

一般说，工具钢抗快速高负荷的破断能力是随硬度之下降而增高的。但硬度相同，成分不同的钢，或成分相同，但冶炼方法和热处理工艺不同的钢之间，其抗破断能力却可能表现出很大的区别。

工具钢的高温抗软化能力与下述因素有关：①二次硬化能力；②显微组织中存在的特殊相，如过剩合金碳化物的数量。工具钢的高温抗软化能力可以从图1那样的回火曲线中得到有实用价值的数据。高温硬度试验也可得到这种数据(见图7)。

图7 H11和T15工具钢的热硬度

H11具有高的高温抗软化能力；T15具有最高的高温抗软化能力。本试验中H11经1010℃空冷；2+2小时565℃回火；T15经1230℃油冷，2+2小时550℃回火。在650℃测定热硬度时，T15钢仍能保持室温的硬度值HRC63．4。