UNS T11301高速钢的化学成分与力学性能研究

　　UNS T11301高速钢（M2通用型高速钢）的用途及特性分析

　　一、材料概述

　　UNS T11301是美国统一编号系统(UNS)中的标准高速钢牌号，对应AISI M2高速钢（W6Mo5Cr4V2），是国际上应用广泛的钼系高速钢。该材料具有优异的综合性能平衡，在切削性能、耐磨性和韧性之间达到佳配合，被誉为"高速钢中的钢"。

　　美国UNS T11301

　　粉末高速钢标准:ASTM A600

　　UNS T11301粉末高速钢为钨钼系通用型高速钢，易于热处理，较耐磨，热硬度及韧性较高，可磨削优良，密度较小，易于氧化脱碳。可制作钻头、铣刀、刀片、成形刀具、车削及剥削刀具、丝锥、板牙、锯条及各种冷冲模具等。

　　UNS T11301

　　化学成分：

　　C：0.78～0.88

　　Mn：0.15～0.40

　　Si：0.20～0.50

　　S：≤0.030

　　P：≤0.030

　　Cr：3.50～4.00

　　Mo：8.20～9.20

　　V：1.00～1.35

　　W：1.40～2.10

　　Ni：≤0.30

　　UNS T11301

　　主要特性：高碳高钒含钴高速钢，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、关键性能特点

　　1. 物理性能

　　密度：8.16 g/cm³

　　熔点：1430-1460°C

　　热膨胀系数：11.2×10⁻⁶/K (20-600°C)

　　导热系数：24.3 W/(m·K)

　　比热容：470 J/(kg·K)

　　电阻率：620 nΩ·m

　　2. 机械性能（热处理后）

　　性能指标典型值

　　硬度63-65 HRC

　　抗弯强度3500-4000 MPa

　　抗压强度4000-4500 MPa

　　弹性模量215 GPa

　　冲击韧性20-25 J/cm²

　　红硬性59 HRC (600°C)

　　3. 特殊性能优势

　　佳性价比：成本与性能的完美平衡

　　优异的可磨削性：适合复杂刀具制造

　　良好的热处理稳定性：工艺窗口宽

　　通用性强：适合多种材料加工

　　四、热处理工艺

　　软化退火：

　　温度：850-870°C

　　冷却速度：20°C/h至600°C

　　退火硬度：240-280 HB

　　淬火处理：

　　预热阶段：500°C+850°C（必须阶梯预热）

　　奥氏体化：1190-1210°C

　　淬火介质：油淬或盐浴淬火

　　回火制度：

　　次回火：540°C×1h

　　第二次回火：560°C×1h

　　可选项：第三次回火540°C×1h

　　五、主要应用领域

　　1. 通用机械加工

　　合金钢（4140）

　　不锈钢（316）

　　铸铁（GG25）

　　铝合金（6061）

　　2. 刀具制造

　　麻花钻头

　　立铣刀

　　齿轮滚刀

　　丝锥和板牙

　　3. 模具应用

　　冷作模具

　　塑料模具

　　冲压模具

　　挤压模具

　　六、加工技术规范

　　1. 机械加工

　　车削参数：

　　切削速度：35-55 m/min

　　进给量：0.10-0.20 mm/r

　　刀具：硬质合金刀具

　　磨削工艺：

　　砂轮类型：白刚玉砂轮(WA)

　　线速度：28-32 m/s

　　冷却方式：水基磨削液

　　2. 表面处理

　　常规涂层：

　　TiN涂层

　　TiAlN涂层

　　表面强化：

　　蒸汽处理

　　低温离子氮化

　　七、与同类材料对比

　　特性T11301(M2)M35(Co5%)M42(Co8%)T1(W18%)

　　硬度63-6564-6666-6862-64

　　红硬性★★★☆★★★★★★★★★★★★☆

　　耐磨性★★★☆★★★★★★★★★★★★

　　韧性★★★★☆★★★☆★★★★★★☆

　　成本中中高高中高