高工鋼(High-Speed Steel,簡稱HSS)是一種具有優(yōu)異紅硬性和耐磨性能的特殊合金工具鋼，主要應(yīng)用于切削刀具和高溫作業(yè)工具的制造。這類鋼材在600℃高溫環(huán)境下仍能保持高硬度(HRC60以上)，這得益于其特殊的化學(xué)成分，通常含有大量鎢(W 6-19%)、鉬(Mo 5-10%)、鉻(Cr 3-5%)、釩(V 1-5%)等合金元素。這些元素形成的特殊碳化物使材料具備卓越的熱穩(wěn)定性。
需要重點(diǎn)關(guān)注高工鋼與普通工具鋼的性能區(qū)別，特別是其在持續(xù)高溫工作條件下的表現(xiàn)差異。普通碳素工具鋼在200℃以上就會(huì)迅速軟化，而高工鋼即使在500-600℃高溫下仍能保持切削性能。根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)，典型的高工鋼牌號(hào)包括M2(含鎢6%、鉬5%、鉻4%)、T1(含鎢18%)等系列，不同牌號(hào)適用于不同切削環(huán)境。
在實(shí)際應(yīng)用中，高工鋼的切削速度等級(jí)V(最高40-60m/min)遠(yuǎn)超碳素工具鋼，這使得它成為機(jī)加工行業(yè)不可或缺的材料。值得注意的是，現(xiàn)代高工鋼常采用粉末冶金工藝生產(chǎn)，這種工藝能顯著提高鋼材的純凈度和組織均勻性，使切削壽命延長2-3倍。隨著涂層技術(shù)的發(fā)展，鍍鈦(TiN)或鋁鈦(AlTiN)的高工鋼刀具更是將使用溫度提升至800℃以上。
從熱處理工藝來看，高工鋼需要經(jīng)過特殊的淬火(1200-1300℃)和多次回火(560℃三次)處理才能獲得最佳性能。這種復(fù)雜的熱處理工藝使鋼材內(nèi)部形成細(xì)小的二次硬化相，確保材料在高溫下的尺寸穩(wěn)定性和抗變形能力。正是這些特性使高工鋼在金屬切削、模具制造等領(lǐng)域持續(xù)發(fā)揮著不可替代的作用。
