碳化物強化的高含碳量熱加工金相分析圖像顯微鏡
按性能分類
按性能分類，主要的是按熱穩定性分類。熱穩定性既可表示
經熱處理得到的強化性能，又可說明由這些鋼制成的各種工具的
使用條件。
工具鋼按性能可分為三類： 1)非熱穩定性鋼，2)半熱穩
定性鋼，3)熱穩定性鋼。
非熱穩定性鋼
非熱穩定性鋼熱處理時，由于馬氏體相變，可獲得較高的硬
度、強度和耐磨性，但只有在比較低的加熱溫度下，才能保持這
些性能。在高于200---30℃溫度下回火，會使馬氏體幾乎完全熔
解，并使析出的碳化物明顯聚集形成滲碳體組織。從而降低硬度、
耐磨性和強度。按合金成分分，非熱穩定性鋼屬于碳鋼
或低合金鋼(合金元素含量不超過3～5％)。按組織特征，非熱
穩定性鋼可分為過共析鋼和共析鋼。
半熱穩定性鋼
半熱穩定性鋼基本屬于萊氏體鋼。高鉻(3---18％Cr)高碳
(1～2．5％C)鋼是一種典型的半熱穩定性鋼。有些半熱穩定性鋼
具有較高的釩含量。同
前類鋼一樣，這類鋼通過淬火時馬氏體相變也可以得到高
的硬度和強度。但在250-v400。C溫度回火時，析出碳化鉻及合
金化滲碳體。合金化滲碳體具有抵抗凝聚作用的較高的穩定性
。因此，這類鋼可在更高溫度下保持很高的硬度0．25～0．5％
C的鉻鉬(鎢)鋼回火至較低的硬度(RC40～50)時，在不高于400"
500℃溫度下仍可保持該硬
熱穩定性鋼
高合金鋼屬于熱穩定性鋼。這類鋼經兩次強化具有很高的硬
度、強度和耐磨性。兩次強化是：(1)通過淬火，獲得馬氏體強
化；(2)在相當高的溫度下(500～625℃)回火，由于析出強化相，
獲得彌散強化。在多數鋼中，析出的強化相是復雜的鎢
鉬碳化物和釩的碳化物，這些碳化物都引起碳化物強化。在低碳
鋼中，析出的強化相是金屬間化合物，引起金屬間化合物強化。
鎢、鉬、釩碳化物在500--一650℃溫度下從馬氏體中析出和聚集，
而金屬間化合物在650-720℃溫度下從馬氏體中析出和聚集。
這類鋼可在高溫下保持由熱處理得到的性能。
碳化物強化的高含碳量(>0．6 %)鋼屬于萊氏休鋼。這類鋼
稱為高速鋼，是較典型的用途較廣泛的工具鋼。具有較低含碳量
和合金元素含量的鋼屬于共析鋼，主要用作熱成形模具。
金屬間化合物強化鋼由于合金成分和熱處理硬度的區別，可
能是高速鋼，也可能是模具鋼。奧氏體鋼主要用作模具鋼，其中
有些是耐腐蝕鋼。
在室溫下，非熱穩定性鋼和熱穩定性鋼的硬度、強度和耐磨性
只有微小的差別，但在熱態下有明顯差別。
