1.2.1 对工具钢的基本性能要求

1.硬度和耐磨性

硬度是切削工具必须具备的最重性能，也是热处理工艺过程中唯一可以量化的性能指标。通常碳素工具钢与低合金工具钢工具的硬度都应该在62HRC以上，高速钢工具的硬度应该在63HRC以上。由于合金元素的加入，形成大量的合金碳化物，因此合金工具钢的耐磨性高于碳素工具钢。高铬工具钢和高速钢中有更多种类和更多数量的合金碳化物，因此有更高的耐磨性。高碳高铬工具钢和高速钢的耐磨性大约是合金工具钢的2倍。

2.热硬性

用于制造某些产生切削热量较大的切削工具，材料必须具备良好的热硬性。几种类型工具钢的热硬性数据比较见表1-7。碳素工具钢回火稳定性最差，因此热硬性最低；合金工具钢由于有一定数量的合金碳化物，因此回火稳定性稍高一些，热硬性大约为碳素工具钢的3倍；高碳高铬工具钢中含有大量的合金元素，热硬性大约为碳素工具钢的6倍；高速钢的回火稳定性最高，热硬性大约为碳素工具钢的8～9倍。

3.强度和韧性

强度对某些切削工具来说很重要，例如，拉刀在拉削过程中要承受巨大的拉力，丝锥在攻螺纹过程中要承受很大的扭力，小尺寸仪表钻头在切削过程中常常因强度不够而折断。同时，强度也是韧性的重要组成部分，有的研究认为，在进行拉伸试验时，钢的韧性由强度和挠度共同来表达。

各种工具钢的韧性有较大差别，见表1-7。碳素工具钢与合金工具钢韧性最好，韧性指数为3～7；合金工具钢的韧性指数为3；高速钢的韧性指数仅为1～3；高碳高铬工具钢由于碳含量过高，韧性指数最低，只有1～2。

表1-7 几种类型工具钢的相对性能指标