白钢是中国对高速钢的一个俗称，也叫锋钢。
目前白钢车刀的主要用料为：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、W9Mo3Cr4V1、W4Mo3Cr4V1、W4Mo2Cr4V1，其中W6�。�18综合性能好，韧性和耐磨性都比较好，顺序也是逐降。后面及个牌号都是为了降低成本而开发的。
(一)高速钢的化学成分、铸态组织和碳化物类型
在高速切削过程中，刀具的刃部温度可达600℃以上，低合金钢刃具已不能满足这种要求。因此，就必须选用高速钢（这是一种合金元素含量很高的刃具钢），它在600℃时，仍能使硬度保持HRC60以上，从而保证其切削性能和耐磨性。高速钢刀具的切削速度可比碳素工具钢和合金工具钢刀具增加1～3倍，而耐用性增加7～14倍，因此，高速钢在机械制造工业中被广泛地采用。
我国常见的高速钢为钨系（W18Cr4V）和钨钼系（W6Mo5Cr4V2）。它们的成分见下表。
表8-2-3 钨系和钨钼系高速钢的成分
钢号 化学成分（%）
C Si Mn Cr Mo W V
W18Cr4V 0.7
0.9 ≤0.4 ≤0.4 3.8
4.4 ≤0.3 17.5
19 1.0
1.4
W6Mo5Cr4V2 0.8
0.9 ≤0.4 ≤0.4 3.8
4.4 4.5
5.5 5.5
6.7 1.75
2.2
(二)高速钢的锻造和热处理
1、锻造
高速钢的铸态组织很不均匀。大量不均匀分布的粗大碳化物，将造成强度及韧性的下降。这种缺陷不能用热处理工艺来矫正，必须借助于反复压力热加工(锻、轧)，将粗大的共晶碳化物和二次碳化物破碎，并使其均匀分布在基体内。
钨系高速钢的始锻温度为1140～1180℃，终锻温度为900℃左右。
钨钼系高速钢的始锻温度要低一些。
终锻温度太低会引起锻件开裂，而终锻温度太高(大于1000℃)会造成晶粒不正常长大，出现萘状断口。由于高速钢在空气中冷却即可进行马氏体转变，所以锻造或轧制以后，钢坯应缓慢冷却，以防止产生过高的应力导致开裂
2、退火
高速钢锻造以后，必须进行球化退火，其目的不仅在于降低钢的硬度，以利切削加工，而且也为以后的淬火作组织上的准备。18-4-1钢退火温度为860℃～880℃，即略超过A1温度。在该温度保温2～3h。这样，奥氏体内溶入的合金元素不多，奥氏体稳定性较�。子谧湮先淼淖橹�。图8-2-7的组织为索氏体加碳化物。
图8-2-7 高速钢球化退火组织（索氏体加碳化物）
3、淬火
高速钢的优越性只有在正确的淬火及回火之后才能发挥出来。其淬火温度较一般合金工具钢要高得多。
因为温度越高，合金元素溶入奥氏体的数量越多，淬火之后马氏体的合金浓度越高。只有合金含量高的马氏体才具有高的红硬性。图8-2-8显示出了淬火温度对奥氏体(或马氏体)内合金元素含量的影响。
图8-2-8 淬火温度与奥氏体内合金元素的含量
高速钢淬火加热温度越高，奥氏体内的合金溶解度也越高，其中钨元素需要很高的加热温度才能溶解。
由图可知，对高速钢红硬性作用大的合金元素—W、Mo及V只有在1000℃以上时，其溶解量才急剧增加。温度超过1300℃时，各元素的溶解量虽还有增加，但奥氏体晶粒则急剧长大，甚至在晶界处发生溶化现象。因而，淬火钢的韧性大大下降。所以，在不发生过热的前提下，高速钢的淬火温度越高，其红硬性则越好。
由于高速钢的导热性差，而淬火温度又极高，故常常分两段或三段进行加热。淬火通常在油中进行，或采用分级淬火法。钢的正常淬火组织是碳化物＋马氏体＋残余奥氏体(30%左右)。图8-2-9为高速钢的正常淬火组织。
图8-2-9 高速钢的正常淬火组织
4、回火
为了消除淬火应力，稳定组织，减少残余奥氏体的数量，达到所需要的性能，高速钢一般需进行三次650℃保温1h的回火处理。高速钢的热处理工艺规范见图8-2-10。图8-2-11示出了回火温度对18-4-1和6-5-4-2高速钢强度(sbb。ss)硬度和塑性的影响。
图8-2-10高速钢的热处理工艺规范图
左上图，显示了奥氏体中合金元素的溶解温度与淬火加热温度的关系。右上图，显示了回火温度与高速钢硬度之间的关系。下图显示了高速钢的整个热处理工艺--①球化退火工艺②淬火工艺③④⑤三次回火工艺。
图8-2-11 回火温度与18-4-1高速钢的强度、硬度
图中蓝线显示的是回火温度，高速钢在这个温度回火具有很高的硬度，较好的强度和塑性
回火温度在500-600℃之间，钢的硬度、强度和塑性均有提高，而在550-570℃时可达到硬度、强度的大值。在此温度区间，自马氏体中析出弥散的钨(钼)及钒的碳化物(W2C、Mo2C、VC)，使钢的硬度大大提高，这种现象称为二次硬化。
与此同时，当回火温度500～600℃之间时，残余应力松弛，基体中析出了部分碳化物，使残余奥氏体中合金元素及碳含量下降，Ms点升高。这种贫化的残余奥氏体，在回火后的冷却过程中，转变为马氏体，使钢的硬度也有所提高，这种现象称为二次淬火。
正常回火后硬度为HRC63～66，其组织为回火马氏体加碳化物(见图8-2-12)。
图8-2-12 高速钢回火组织（马氏体+碳化物）
高速钢回火组织是黑色的回火马氏体加白色的碳化物。
5、高速钢的表面强化
为改善刃具的切削效率和提高耐用性，生产上经常对刃具进行表面强化处理。
表面强化主要有化学热处理和表面复层处理两类。前者包括蒸气处理、气体软氮化、离子氮化、氧氮化(氧氮共渗)等。
表面复层处理则使金属表面形成耐磨的碳化钛、氮化钛复层，许多国家已用于生产。
(三)高速钢刃具的热处理缺陷
高速钢热处理时经常出现的主要缺陷有：过热。过烧、变形开裂、硬度不足、脱碳、萘状断口及腐蚀麻点。
（1）过热：
由于淬火温度过高等原因，造成晶粒过大，剩余碳化物数量减少，碳化物出现粘连。拖尾、角状或沿晶界呈网状分布的现象称为过热(图8-2-13)。
图8-2-13高速钢的过热组织
高速钢过热组织的特征是碳化物沿晶界呈网状分布。
2）过烧：
淬火温度接近钢的熔化温度，晶界熔化，出现莱氏体及黑色组织，称为过烧(图8-2-14)。过烧的刃具，常常出现严重的变形或皱皮现象，这种缺陷是不可挽救的。
图8-2-14高速钢的过烧组织
高速钢过烧组织的特征是出现呈鱼骨状的莱氏体。
（3）脱碳：
高速钢的脱碳组织如图8-2-15所示。表面脱碳使工具的硬度降低，金相组织中出现有明显的铁素体，在其基体上还有碳化物存在。钢的表层脱碳，使Ms点升高，在淬火时，表层先转变为马氏体，形成一层薄的硬壳，随后心部进行马氏体转变时，体积膨胀，表层受到张应力，易于引起开裂，同时其硬度和耐磨性也降低，从而大大降低刃具寿命。
图8-2-15高速钢的脱碳组织
（4）萘状断口：
. 萘状断口呈闪光粗粒状，有如萘光，故得名。其金相组织为粗大的晶粒(图8-2-16)。产生萘状断口的刀具，强度、韧性极低，使用时易崩刃或折断，是一种不可挽救的缺陷。萘断口的形成主要是由于停锻温度过高(1050～1100℃)，而且变形量又在10～15％左右，或由于需返修而进行两次淬火，其间未经退火造成的。如果淬火前不进行充分退火，也容易产生萘状断口。
