Q420A低合金高强度结构钢
材料名称：低合金高强度结构钢
牌号：Q420A
标准：GB/T 1591-1994
●Q420A特性及适用范围：
Q420A综合力学性能、焊接性能良好，非凡是低温韧性很好，但热轧状态焊接时脆化倾向比较严重。Q420A冷热加工性能较好，但冷作时对缺口敏感性较大。Q420A主要用于大型船舶、桥梁、高压容器、重型机械设备机车车辆、电站设备及其他大型焊接结构件。
●Q420A化学成份：
碳 C：≤0.20
硅 Si：≤0.55
锰 Mn：1.00～1.70
硫 S：≤0.045
磷 P：≤0.045
铬 Cr：≤0.40
镍 Ni：≤0.70
铜 Cu：答应残余含量≤0.30
钒 V：0.02～0.20
铌 Nb：0.015～0.060
钛 Ti：0.02～0.20
钼 Mo：可少量加入
氮 N ：可加入0.010～0.020
注：可加入RE：0.02～0.20
●Q420A力学性能：
抗拉强度 σb(MPa)：520～680
屈服强度 σs(MPa)：≤16时：≥420; ＞16～35时：≥400; ＞35～50时： ≥380; ＞50～100时： ≥360
伸长率 δ5(％)：≥18
试样尺寸：试样厚度(直径，边长)
Q420A热处理规范及金相组织：
●交货状态：以热轧、控轧、正火及正火加回火状态交货
高速钢产品说明
高速钢是一种含多量碳(C)、钨(W)、钼(Mo)、铬(Cr)、钒(V)等元素的高合金钢，热处理后具有高热硬性。当切削
温度高达600℃以上时，硬度仍无明显下降，用其制造的刀具切削速度可达每分钟60米以上，而得其名。高速钢按
化学成分可分为普通高速钢及高性能高速钢，按制造工艺可分为熔炼高速钢及粉末冶金高速钢。
普通高速钢
高速钢是制造形状复杂、磨削困难的刀具的主要材料。
普通高速钢可满足一般需求。常见的普通高速钢有两种，钨系高速钢和钨钼系高速钢。
钨系高速钢
典型牌号为w18Cr4V，热处理硬度可达63-66HRC，抗弯强度可达3500MPa，可磨性好。
? 钨钼系高速钢
典型牌号为W6Mo5Cr4V2，目前正在取代钨系高速钢，具有碳化物细小分布均匀，耐磨性高，成本低等一系列优点。
热处理硬度同上，抗弯强度达4700MPa，韧性及热塑性比w18Cr4V提高50％。常用于制造各种工具，例如钻头、丝锥
、铣刀、铰刀、拉刀、齿轮刀具等，可以满足加工一般工程材料的要求。只是它的脱碳敏感性稍强。
另一牌号的普通高速钢为W9Mo3Cr4V，这是中国近几年发展起来的新品种。强度及热塑性略高于W6Mo5Cr4V2，硬度
为HRC63-64，与韧性相配合，容易轧制、锻造，热处理工艺范围宽，脱碳敏感性小，成本更低。这三个牌号的普通
高速钢在中国市场的比例分别为:W18Cr4V，16.5％；W6Mo5Cr4V2, 69％;W9Mo3Cr4V,11％。
高性能高速钢
高性能高速钢具有更好的硬度和热硬性，这是通过改变高速钢的化学成分，提高性能而发展起来的新品种。它具有
更高的硬度、热硬性，切削温度达摄氏650度时，硬度仍可保持在60HRC以上。耐用性为普通高速钢的1.5-3倍，适
用于制造加工高温合金、不锈钢、钛合金、高强度钢等难加工材料的刀具。
主要品种有4种，分别为高碳系高速钢、高钒系高速钢、含钴系高速钢和铝高速钢。
? 高碳系高速钢
牌号为9w18Cr4V，因含碳量高(0.9％)，故硬度、耐磨性及热硬性都比较好。用其制造的刀具在切削不锈钢、耐热
合金等难加工材料时，寿命显著提高，但其抗弯强度为3000MPa，冲击韧性较低，热处理工艺要求严格。
? 高钒系高速钢
牌号有W12Cr4V4Mo及W6Mo5Cr4V3(美国牌号M3)，含钒量达3-4％，使耐磨性大大提高，但随之带来的是可磨性变差
。高钒系高速钢的使用及发展还需要依赖于磨削工艺及砂轮技术的发展。
? 钴高速钢
牌号有W2Mo9Cr4VCo8(美国牌号M42)。其特点为：含钒量不高(1％)，含钴量高(8％)，钴能促使碳化物在淬火加热
时更多地溶解在基体内，利用高的基体硬度来提高耐磨性。这种高速钢硬度、热硬性、耐磨性及可磨性都很好。热
处理硬度可达67-70HRC，但也有采取特殊热处理方法，得到67-68HRC硬度，使其切削性能(特别是间断切削)得到改
善，提高冲击韧性。钴高速钢可制成各种刀具，用于切削难加工材料效果很好，又因其磨削性能好，可制成复杂刀
具，国际上用得很普遍。但中国钴资源缺乏，钴高速钢价格昂贵，约为普通高速钢的5-8倍。
? 铝高速钢
牌号为W6Mo5Cr4V2Al、W6Mo5Cr4V5SiNbAl等,主要加入铝(Al)和硅(Si)、铌(Nb)元素，来提高热硬性、耐磨性。适
合中国资源情况，价格较低。热处理硬度可达到68HRC，热硬性也不错。但是这种钢易氧化及脱碳，可塑性、可磨
性稍差，仍需改进。国际市场上高性能高速钢使用量已经超过普通高速钢25-30％。
粉末冶金高速钢
粉末冶金高速钢及其制品。
近几年来高速钢的最大变革就是发展了粉末冶金高速钢，它的能优于熔炼高速钢。用高压氩气或氮气雾化熔融高速
钢水，得到细小高速钢粉末，筛选后为0.4mm以下的颗粒；在真空(0.04Hg)状态下，密闭烧结达到密度65％；再在
1100℃高温、300MPa高压下制成密度100％的钢坯，然后锻轧成钢材，这样有效地解决了熔炼高速钢在铸锭时要产
生粗大碳化物偏析的问题，而它无论截面多大，其碳化物级别均为一级。碳化物晶粒极细，小于0.002mm，而熔炼
高速钢碳化物晶粒为0.008-0.02mm。
牌号为APM T15的粉末冶金高速钢，它的强度、韧性分别是同化学成分的熔炼高速钢的2倍及2.5倍。尽管含钒量达5
％，但由于碳化物晶粒细，可磨性依然很好。高温热硬度也比熔炼高速钢提高0.5-1HRC。
又由于其物理机械性能高度各向同性，淬火变形小。碳化物颗粒均匀分布的表面较大，不易从刀具的切削刃上剥落
，小尺寸刀具耐磨性提高1.5-2倍，大尺寸刀具提高20-30％。
粉末冶金高速钢具有良好的力学性能，适合制造：间断切削条件下易崩刃的刀具、强度高而切削刃又必须锋利的刀
具，如插齿刀、滚刀、铣刀，高压动载荷下使用的刀具。
它的碳化物偏析小，晶粒细，可磨性好，适合制造：大尺寸刀具、精密刀具、复杂刀具。这类材料的高温热硬度高
，又适合制造难加工材料所用的刀具，确实是面面俱到。
粉末冶金高速钢生产过程较复杂，造价较高。中国钢厂提供的品种较少，市场用量也很少。国际上著名钢厂如美国
Crucible公司已可提供近二十种粉末冶金高速钢，日本神户制钢所、日立金属公司均可提供近十种粉末冶金高速钢
，供应量也在迅速增长。日本著名的OSG公司用粉末冶金高速钢制造了钻头、铣刀、丝锥，NACHI公司制造了滚刀、
插齿刀、剃齿刀。有理由相信技术性能高的粉末冶金高速钢将会得到更广泛的应用，为金属加工业带来新的发展。
高速钢的市场定位及发展趋势
高速钢材料按制造工艺可分为熔炼高速钢及粉末冶金高速钢。
中国牌号 习惯名称 相似ISO牌号 淬、回火硬度HRC 抗弯强度MPa 冲击韧性
MJ/m? 600℃下的硬度HRC
W18Cr4V T1 HS18-0-1 62-65 3430 0.29 50.5
W6Mo5Cr4V2 M2 HS6-5-2 63-66 3500-4000 0.30-0.40 47-48
W6Mo5Cr4V3 M3 HS6-5-3 65-67 3200 0.25 51.7
W9Mo3Cr4V 64-66 4000-4500 0.35-0.40
W6Mo5Cr4V2Co5 HS
W10Mo4Cr4V3Co10 HS
W2Mo9Cr4V2Co8 HS
W7Mo4Cr4V2Co5 M41 HS
W12Cr4VCo5 HS12-0-1-5 66-68 3000 0.25 54
W6Mo5Cr4V2Al 501钢 66-69 3000-4100 0.25-0.30 55-56
110W1.5Mo9.5Cr4VCo8 M42 67-69 2650-3730 0.23-0.29 55.2
W10Mo4Cr4VAl 5F6钢 68-69 3010 0.20 54.2
W6Mo5Cr4V2通用型高速钢 1.简介 W6Mo5Cr4V2钢简称W6或6542,是钨钼系通用型高速钢的代表钢号.它对含有多种合金元素的高合金钢,属菜氏体型钢种.具有高硬度,高耐磨性,高热硬性,高淬透性和足够的塑性和韧性,并有良好的铸,锻,焊和机械加工性能,因而它在工具钢中占有及重要的地位. 2.基本数据 表1.化学成份及钢号对照钢号(GB) W6Mo5Cr4V2 C:0.80-0.90 SI:0.20-0.45 MN:0.15-0.40 Cr:3.80-4.40 MO:4.50-5.50 W:5.50-6.75 V:1.75-2.20 标准:GB 9943-88 GB 3080-2001 供货状态: 退火 硬度HB207-255 3.特点: 电弧炉或中频炉熔炼.电渣精炼.钢质纯净.成份均匀. 碳化物颗料细小均匀,热塑性和切削性能好. 淬火硬度高,红硬性及高温硬度好. 耐磨性好,强度韧性配合良好. 4.用途: 车,铣,钻,滚,拉,剃,铰,锯片,丝锥等切削工具及木工刀具. 冲挤,压,滚等冷加工模具,大型及热塑成型模具,冲头,顶针,搓丝工具. 高温弹簧,轴承和要求耐热耐磨的针阀,叶片,心轴等机械零件. 5.热处理制度(参考) 5.1锻造:始锻1100摄氏度,终锻900摄氏度,缓冷后及时退火. 5.2退火:对铸,锻,轧.焊的材料进行球化退火,对经冷或温塑性变形加工的毛坯进行去应力退火.球化退火温度为840-860摄氏度,冷却速度大于或等于30摄氏度小时,冷至550摄氏度以下了炉空冷;去应力退火温度为720-760摄氏度