S3-3-2高速钢淬火工艺设计与红硬性提升研究

　　S3-3-2高速钢（W6Mo5Cr4V2）用途及特性详解

　　1. 基本介绍

　　S3-3-2高速钢是国际通用的钨钼系高速钢（对应中国牌号W6Mo5Cr4V2，美国AISI M2），因其优异的红硬性、耐磨性和强度，被广泛用于制造高性能切削工具。

　　德国DIN标准S3-3-2高速钢

　　牌号：S3-3-2高速工具钢

　　标准：ISO4957-2001

　　S3-3-2高速钢特性及适用范围：

　　S3-3-2化学成分：

　　碳 C ：0.95～1.03

　　硅 Si：≤0.45

　　锰 Mn：0.10～0.40

　　硫 S ：≤0.030

　　磷 P ：≤0.030

　　铬 Cr：3.50～4.50

　　镍 Ni：≤0.30

　　铜 Cu：≤0.25

　　钒 V ：2.20～2.50

　　钼 Mo：8.00～9.00

　　钨 W ：2.70～3.00

　　S3-3-2高速钢力学性能：

　　交货硬度:(退火)≤255HB。热处理及淬回火硬度:≥62HRC

　　3. 核心特性

　　红硬性

　　在600°C高温下仍能保持高硬度（HRC≥60），适合高速切削。

　　对比：普通工具钢（如T10A）在200°C以上硬度显著下降。

　　耐磨性

　　碳化物类型（如MC型碳化钒）分布均匀，抵抗磨损能力强。

　　强度和韧性平衡

　　抗弯强度（3000-4000 MPa）高于钨系高速钢（如W18Cr4V），适合冲击负荷加工。

　　工艺性能

　　热塑性好，适合热成型（如轧制、锻造）。

　　淬火温度范围宽（1190-1230°C），但需严格控制回火工艺（560°C×3次）。

　　4. 主要用途

　　应用领域典型工具示例优势说明

　　切削工具钻头、铣刀、丝锥、拉刀高转速下寿命长，适合加工不锈钢、钛合金

　　模具冷作模具（冲头、挤压模）抗冲击疲劳性能优异

　　特殊刀具木工刀具、齿轮滚刀兼顾锋利度和耐用性

　　高温部件发动机阀座刀具耐高温氧化

　　5. 对比其他高速钢

　　对比W18Cr4V（钨系）：

　　S3-3-2韧性更高，成本更低，但红硬性略差（适合中高速切削）。

　　对比粉末冶金高速钢：

　　S3-3-2碳化物分布均匀性稍逊，但性价比更优。

　　6. 热处理要点

　　淬火：盐浴炉加热至1210-1230°C，油冷或分级淬火。

　　回火：560°C×1小时×3次，硬度可达HRC63-65。

　　表面处理：可进行PVD涂层（如TiAlN）进一步提升寿命。

　　7. 注意事项

　　磨削加工：高钒含量易导致砂轮堵塞，建议使用CBN砂轮。

　　焊接性差：需预加热至300°C以上避免裂纹。