HS 2-9-1-8 (EM42) 一种高性能的高速工具钢

材料详细介绍：HS 2-9-1-8 (EM42, AISI M42)

概述

HS 2-9-1-8，也称为EM42或AISI M42，是一种含钴的高速工具钢，具有极高的热硬度和耐磨性。这种材料被广泛用于制造各种高性能切削工具，特别是在要求极高的热稳定性和耐磨性的应用中。

化学成分

HS 2-9-1-8 的化学成分如下：

• 碳 (C): 1.08%
• 硅 (Si): 3.8%
• 锰 (Mn): 0.4%
• 磷 (P): 0.025%
• 硫 (S): 0.03%
• 铬 (Cr): 9.4%
• 镍 (Ni): 0.5%
• 钼 (Mo): 8.0%
• 钴 (Co): 1.2%

钴的添加显著提高了材料在高温下的硬度和红硬性。

机械性能

HS 2-9-1-8 的机械性能如下：

• 硬度:
  • 软退火状态下最大280 HB
  • 冷拉状态下最大320 HB
  • 冷轧状态下最大320 HB

热处理

HS 2-9-1-8 可以通过以下热处理过程来优化其性能：

1. 软退火：在保护气氛中以850-900°C加热3小时，然后每小时降低10°C至700°C，随后空冷。
2. 应力消除：在600-700°C进行约2小时的应力消除，然后缓慢冷却至500°C。
3. 淬火：在保护气氛中进行，预热至450-500°C和850-900°C，使用适当的奥氏体化温度，淬火后进行3次在560°C下1小时的回火。

应用领域

HS 2-9-1-8 广泛应用于以下领域：

• 切削工具：如螺旋钻、拉刀、成形刀具等。
• 冷作工具：用于制造剪切、冲压、成型等工具。

加工性

HS 2-9-1-8 具有良好的加工性，可以通过以下方式加工：

• 机械加工：如磨削、车削、铣削、钻孔等。
• 磨削：在磨削时需避免表面过热，以免改变退火状态下的组织结构。
• 焊接：需要特殊的预热和焊接材料以匹配基材成分。

表面处理

HS 2-9-1-8 是PVD和CVD涂层的良好基材。在氮化处理时，推荐2-15微米的扩散层。此外，该材料也可以进行蒸汽处理。

物理性能

物理性能随温度变化如下：

• 密度：20°C时为8.0 g/cm³，400°C和600°C时为7.9 g/cm³。
• 弹性模量：20°C时为225 kN/mm²，400°C时为200 kN/mm²，600°C时为180 kN/mm²。
• 热膨胀系数：在20°C时为11.5x10⁻⁶/°C，400°C时为11.8x10⁻⁶/°C。
• 热导率：在20°C时为24 W/m°C，400°C时为28 W/m°C，600°C时为27 W/m°C。
• 比热容：在20°C时为420 J/kg°C，400°C时为510 J/kg°C，600°C时为600 J/kg°C。

冲击韧性

冲击韧性数据如下：

弯曲性能

弯曲性能数据如下：

总结

HS 2-9-1-8 (EM42) 是一种高性能的高速工具钢，特别适合用于制造需要高耐磨性和热硬度的切削工具。其特殊的化学成分和热处理工艺使其在高温下仍能保持高硬度和稳定性。此外，它的加工性和表面处理适应性也使其成为制造精密工具的理想选择。