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從高速鋼的名字談起

高速鋼誕生以來，對現代工業的發展起到了重要的作用。可以說沒有高速鋼，就沒有現代的金屬加工業。盡管硬質合金等材料的崛起對高速鋼形成挑戰，但在特定領域，高速鋼仍然是首選的材料。

高速鋼在材料家族有這么重要的地位，要從它的名字談起。

鋼鐵材料的名字通常相當凝練，多以特性或用途命名：不銹鋼，表明這種鋼的主要特性是不生銹；彈簧鋼，說明這種鋼的特性很適合用來制作彈簧或彈性元件；冷作模具鋼，是用來制作常溫成型的模具用鋼；易切削鋼，說明這種鋼的被切削性能十分優異……

高速鋼也不例外。初次接觸，一定很疑惑，“高速”二字從何而來？解答這個疑惑，需要了解高速鋼的用途和發明背景。

高速鋼，High Speed Steel，一般簡寫作HSS，是一種具有高硬度、高耐磨性和高耐熱性的工具鋼，它的主要用途是用來制作金屬加工切削刀具。

在高速鋼出現之前，金屬加工業的刀具材料主要是高碳鋼，切削速度比較慢，通常在10m/min以下；高速鋼初被發明并制成刀具，相較碳素工具鋼，切削速度大幅提高，對中碳鋼進行切削，切削速度能達20m/min。1900年的巴黎世博會上，高速鋼一亮相就引起轟動，其吃刀深度和進刀量，尤其是切削速度，給觀眾以強烈的震撼，高速鋼由此得名。

作為刀具，高速鋼在高速切削時，即使溫度達到500℃，仍然能保持高的硬度，HRC在60以上。這種性能稱為紅硬性，是高速鋼最主要的特性。

從高速鋼的材料成分來說，鎢(W)、鉬(Mo)、鈷(Co)是改善其紅硬性的主要功臣，使之能承受刀具和工件摩擦產生的熱量，還能提高高溫耐磨性。

普通碳素工具鋼經熱處理（淬火和低溫回火）后，在室溫下也有很高的硬度，但隨著溫度升高至200℃，這種硬度會急劇下降，當溫度繼續升高到500℃時，硬度已經降到與退火狀態相當的程度，完全喪失了切削金屬的能力。

由于碳素工具鋼有這樣的致命缺點，高速鋼的紅硬性更顯卓爾不群人人向往，自從高速鋼面世后，金屬加工領域，碳素工具鋼迅速被高速鋼淘汰，各種牌號的高速鋼被發明并商用。

1965年，美國Crucible Steels發明了粉末冶金法生產高速鋼，高速鋼的性能及使用壽命得到了更大的提升。直到今天，高速鋼仍然是刀具材料賽場的一線選手。

當然，現在各種刀具材料不斷被發明，硬質合金、陶瓷材料、立方氮化硼(CBN)、人造聚晶金剛石(PCD)，這些新材料不但加工速度不遜于高速鋼，而且能在更高的溫度維持切削性能，高速鋼已經失去了初期的明星氣質。但是對于制造形狀復雜、磨削困難的刀具，如拉刀、剃齒刀、插齒刀等，高速鋼始終處于主導地位。而且高速鋼還有它的殺手锏，那就是韌性好，要求刀具具備高韌性時，就非高速鋼莫屬了。

表 高速鋼與其他常用刀具材料性能比較