AISI M35高速钢的化学成分与微观组织研究

　　AISI M35（HS6-5-2-5/钴高速钢）高速钢 用途及特性

　　一、基本介绍

　　AISI M35（UNS T11335，对应ISO HS6-5-2-5）是一种含钴高性能高速钢，属于钨-钼系高速钢的改良品种。通过添加5%钴显著提高了红硬性和高温硬度，在600℃仍能保持HRC 54以上的硬度，特别适合高速切削和高负荷加工应用。

　　美国AISI M35粉末高速钢标准:ASTM A600

　　AISI M35粉末高速钢为钴钨钼高速钢，提高了红硬性及高温硬度，改善了耐磨性，有较好的切削性，但强度和冲击韧性较低，易于氧化脱碳，用作齿轮刀具、铣削工具以及冲头、刀头等工具，供切削硬质材料用。

　　AISI M35化学成分：

　　碳C：0.82～0.95

　　硅Si：0.20～0.45

　　锰Mn：0.15～0.40

　　硫S：≤0.030

　　磷P：≤0.030

　　铬Cr：3.80～4.50

　　钼Mo：4.75～5.25

　　钨W：5.50～6.50

　　钒V：1.75～2.15

　　钴Co：4.60～5.00

　　AISI M35主要特性：高钨高钴含钒高速钢，具有很好的耐磨性，硬度高，抗回火稳定性良好，高温硬度和热硬性均较商，因此，工作温度高，工作寿命较其他的高速钢成倍提高。

　　三、关键性能指标

　　1. 机械性能（热处理后）

　　室温硬度：HRC 65-67（淬回火态）

　　红硬性：600℃时硬度≥HRC 54

　　抗弯强度：3500-4000 MPa

　　冲击韧性：20-25 J/cm²

　　弹性模量：220 GPa

　　2. 物理性能

　　密度：8.10 g/cm³

　　热导率：28.5 W/(m·K)（20℃）

　　线膨胀系数：11.2×10⁻⁶/℃（20-600℃）

　　电阻率：0.52 μΩ·m

　　四、材料核心优势

　　zhuoyue的红硬性

　　钴的加入使二次硬化峰向高温偏移

　　比M2高速钢高2-3个HRC（600℃时）

　　优异的高温强度

　　在650℃仍保持≥HRC 52的硬度

　　高温抗压强度比M2高15-20%

　　优化的切削性能

　　含钴组织改善热导率，降低刀尖温度

　　特别适合加工高温合金、钛合金等难切削材料

　　良好的工艺适应性

　　可进行PVD/CVD涂层处理

　　与M2钢相似的热处理工艺

　　五、典型应用领域

　　1. 金属切削刀具

　　车刀/铣刀：加工镍基合金（Inconel 718等）

　　钻头：深孔加工（长径比＞10）

　　螺纹刀具：高强度钢内螺纹加工

　　2. 特种加工工具

　　航空发动机叶片铣削刀具

　　复合材料加工用特种铣刀

　　淬硬钢（HRC 50+）精加工刀具

　　3. 精密模具

　　高温玻璃成型模具

　　镁合金压铸模芯

　　高精度冲裁模（寿命比SKD11高3倍）

　　六、热处理工艺指南

　　1. 标准热处理流程

　　退火：

　　加热至870-900℃保温2-4h

　　以≤15℃/h缓冷至600℃后空冷

　　退火硬度≤285 HB

　　淬火：

　　预热：800-850℃（0.5min/mm）

　　奥氏体化：1190-1230℃（根据尺寸选择）

　　冷却：油淬或盐浴分级（540-560℃停留）

　　回火：

　　540-570℃×1h×3次（每次冷却至室温）

　　终硬度HRC 65-67

　　2. 特殊处理工艺

　　深冷处理：-120℃×2h（提高硬度0.5-1HRC）

　　蒸汽处理：500-550℃水蒸气氧化（降低摩擦系数）

　　涂层处理：TiAlN涂层（表面硬度HV 3200+）

　　七、加工与制造要点

　　1. 锻造工艺

　　始锻温度：1100-1150℃

　　终锻温度：≥950℃

　　锻后需立即退火

　　2. 机械加工

　　退火态加工：使用硬质合金刀具

　　磨削加工：推荐CBN砂轮（粒度80-120）

　　电火花加工：需进行160-200℃去应力回火

　　八、使用注意事项

　　刀具设计要点

　　前角建议取较小值（6-8°）

　　必须采用高强度刀柄结构

　　切削参数优化

　　加工高温合金时线速度：30-50m/min

　　进给量比M2钢可提高15-20%

　　替代材料选择

　　更高红硬性：M42（8%Co）

　　经济型替代：M2（无钴）

　　更高韧性：T15（钨系高速钢）

　　九、国际牌号对照

　　标准牌号对应关系

　　ASTMM35主牌号

　　ISOHS6-5-2-5完全对应

　　DIN1.3243钴含量略高

　　JISSKH55类似性能

　　十、总结

　　AISI M35高速钢通过5%钴的合金化设计，在保持常规高速钢高硬度的同时，将红硬性提升到新高度，特别适合现代机械加工中的难切削材料加工。其600℃时仍保持HRC 54+的硬度特性，使其成为航空发动机零件、高温合金加工的刀具材料。