# 美国PMT15高速钢成分及特性

## 一、成分

1. **碳（C）**

   - PMT15高速钢的碳含量相对较高，通常在1.5 - 1.6%之间。高碳含量是其获得高硬度的基础。碳在钢中与其他合金元素形成各种碳化物，这些碳化物弥散分布于钢的基体中，对钢的硬度、耐磨性等性能有着关键的影响。

2. **钨（W）**

   - 钨含量大约为12 - 14%。钨是PMT15高速钢中的重要合金元素。钨在钢中形成WC、W2C等碳化物，这些碳化物具有高硬度、高熔点的特性。在高温下，钨的碳化物能够有效阻止晶粒长大，从而提高钢的红硬性，即钢在高温下保持高硬度的能力。同时，钨的碳化物也极大地增强了钢的耐磨性，使高速钢刀具在切削加工中能够应对硬度较高的材料。

3. **钼（Mo）**

   - 钼含量在1 - 2%。钼在PMT15高速钢中的作用主要体现在提高钢的淬透性方面。它能确保在淬火过程中，钢从表面到心部能够较为均匀地获得高硬度的马氏体组织。此外，钼的碳化物也有助于提高钢的硬度和耐磨性，并且在一定程度上对红硬性也有贡献。

4. **铬（Cr）**

   - 铬的含量在4 - 5%。铬在高速钢中的作用是多方面的。首先，铬能够提高钢的淬透性，使钢在淬火时能够更充分地硬化。其次，铬可以形成铬的碳化物，有助于细化晶粒，提高钢的强度和韧性。此外，铬还能增强钢的抗氧化性，在高温环境下，铬促使钢表面形成一层致密的氧化铬保护膜，从而提高钢的抗氧化能力。

5. **钒（V）**

   - 钒含量在4 - 5%。钒在PMT15高速钢中形成VC等碳化物，这些碳化物非常细小且分布均匀。钒的碳化物具有极高的硬度，能够显著提高钢的耐磨性。同时，钒还能细化晶粒，提高钢的韧性，并且在高温下有助于提高钢的红硬性。

## 二、特性

1. **高硬度和耐磨性**

   - 由于较高的碳含量以及钨、钒等元素形成的大量高硬度碳化物，PMT15高速钢具有极高的硬度。在常温下，其硬度可达到HRC66 - 69左右。这种高硬度使得高速钢刀具在切削加工过程中能够有效地切削诸如硬质合金、高硬度合金钢等极硬的材料。其耐磨性也非常出色，在长时间的使用过程中，刀具的磨损速度很慢，能够很好地保持切削刃的形状，从而延长刀具的使用寿命。例如，在车削加工硬质合金刀具毛坯时，PMT15高速钢刀具能够持续保持良好的切削性能，减少频繁换刀的情况。

2. **红硬性**

   - 钨、钒等元素的存在赋予了PMT15高速钢优异的红硬性。在高速切削加工过程中，刀具刃部温度会迅速升高，普通钢材在高温下硬度会急剧下降而失去切削能力。然而，PMT15高速钢在600 - 650°C的高温下仍能保持较高的硬度（HRC55 - 60左右），这使得它能够适应高速切削的要求，提高切削效率。例如，在高速铣削高硬度合金钢零件时，即使刃部温度升高，该高速钢刀具依然可以保持较好的切削刃性能。

3. **良好的淬透性**

   - 铬、钼等元素的加入提高了PMT15高速钢的淬透性。这意味着在淬火处理时，高速钢能够从表面到心部较为均匀地获得高硬度的马氏体组织。对于尺寸较大的高速钢刀具或工具来说，良好的淬透性能够保证整体性能的一致性，避免出现表面硬度高而心部硬度不足的情况，从而提高工具的可靠性和使用寿命。例如，在制造大直径的麻花钻时，良好的淬透性可确保整个钻头从刃部到中心都具备足够的硬度和强度。

4. **一定的韧性**

   - 尽管PMT15高速钢以高硬度和耐磨性为主要特点，但通过合理的成分设计和热处理工艺，它也具备一定的韧性。在切削加工过程中，刀具可能会受到一定的冲击载荷，特别是在断续切削的情况下。该高速钢的韧性能够防止刀具发生脆性断裂，确保切削加工的顺利进行。例如，在铣削带有键槽等间断表面的工件时，PMT15高速钢刀具能够承受一定的冲击而不致断裂。