碳化物强化的高含碳量热加工金相分析图像显微镜
按性能分类
按性能分类，主要的是按热稳定性分类。热稳定性既可表示
经热处理得到的强化性能，又可说明由这些钢制成的各种工具的
使用条件。
工具钢按性能可分为三类： 1)非热稳定性钢，2)半热稳
定性钢，3)热稳定性钢。
非热稳定性钢
非热稳定性钢热处理时，由于马氏体相变，可获得较高的硬
度、强度和耐磨性，但只有在比较低的加热温度下，才能保持这
些性能。在高于200---30℃温度下回火，会使马氏体几乎完全熔
解，并使析出的碳化物明显聚集形成渗碳体组织。从而降低硬度、
耐磨性和强度。按合金成分分，非热稳定性钢属于碳钢
或低合金钢(合金元素含量不超过3～5％)。按组织特征，非热
稳定性钢可分为过共析钢和共析钢。
半热稳定性钢
半热稳定性钢基本属于莱氏体钢。高铬(3---18％Cr)高碳
(1～2．5％C)钢是一种典型的半热稳定性钢。有些半热稳定性钢
具有较高的钒含量。同
前类钢一样，这类钢通过淬火时马氏体相变也可以得到高
的硬度和强度。但在250-v400。C温度回火时，析出碳化铬及合
金化渗碳体。合金化渗碳体具有抵抗凝聚作用的较高的稳定性
。因此，这类钢可在更高温度下保持很高的硬度0．25～0．5％
C的铬钼(钨)钢回火至较低的硬度(RC40～50)时，在不高于400"
500℃温度下仍可保持该硬
热稳定性钢
高合金钢属于热稳定性钢。这类钢经两次强化具有很高的硬
度、强度和耐磨性。两次强化是：(1)通过淬火，获得马氏体强
化；(2)在相当高的温度下(500～625℃)回火，由于析出强化相，
获得弥散强化。在多数钢中，析出的强化相是复杂的钨
钼碳化物和钒的碳化物，这些碳化物都引起碳化物强化。在低碳
钢中，析出的强化相是金属间化合物，引起金属间化合物强化。
钨、钼、钒碳化物在500--一650℃温度下从马氏体中析出和聚集，
而金属间化合物在650-720℃温度下从马氏体中析出和聚集。
这类钢可在高温下保持由热处理得到的性能。
碳化物强化的高含碳量(>0．6 %)钢属于莱氏休钢。这类钢
称为高速钢，是较典型的用途较广泛的工具钢。具有较低含碳量
和合金元素含量的钢属于共析钢，主要用作热成形模具。
金属间化合物强化钢由于合金成分和热处理硬度的区别，可
能是高速钢，也可能是模具钢。奥氏体钢主要用作模具钢，其中
有些是耐腐蚀钢。
在室温下，非热稳定性钢和热稳定性钢的硬度、强度和耐磨性
只有微小的差别，但在热态下有明显差别。
