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O1工具钢（1.2510）：高硬度与韧性的完美结合
材料概述
O1工具钢是一种高碳工具钢，具有良好的可加工性、硬化时的尺寸稳定性、良好的切削刃保持性以及硬化和回火后表面硬度与韧性之间的良好平衡。这些特性使O1适用于制造需要良好工具寿命和生产经济性的工具。高锰含量提供了从正确硬化温度淬火时良好的尺寸稳定性。
化学成分
| 元素 | 含量（%） |
|---|---|
| C | 0.95 - 1.05 |
| Cr | 0.5 - 0.7 |
| Mn | 1.0 - 1.5 |
| Mo | 0.25 - 0.35 |
| V | 0.15 - 0.30 |
| Si | 0.15 - 0.40 |
物理性能
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密度：7.83 g/cm³
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热导率：33.0 W/(m·K)
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比热容：0.46 J/g-°C
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弹性模量：214 GPa
力学性能
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抗拉强度：约111.6 KSI（交付时）
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屈服强度：56.6 - 74 KSI（390 - 510 MPa）
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硬度：592 - 658 BHN（57 - 62 HRC）
加工性能
热处理
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退火：将保护的钢材均匀加热至780°C，然后在炉中冷却，每小时15°C至650°C，之后可以在空气中冷却至室温。必须采取适当预防措施，防止过度碳化或脱碳。
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正火：在临界温度以上均匀加热材料并保持一段时间，然后在静止空气中自然冷却。
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应力消除：粗加工后将工件加热至650°C并保持2小时，然后缓慢冷却至500°C，再在空气中自由冷却。
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硬化：在600 - 700°C预热，然后在790 - 850°C奥氏体化，保持约20 - 30分钟，然后淬火。
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淬火：在温暖的油中淬火至49 - 66°C，然后立即回火。
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回火：根据所需的硬度选择回火温度，至少回火两次，并在回火之间冷却至室温。
冷加工与热加工
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冷加工：会硬化，可能需要应力消除处理。
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热加工：在推荐的温度范围内操作，以防止晶粒长大。
表面处理
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氮化：提高表面硬度和疲劳寿命。
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碳化：在表面形成硬碳化层，提高表面硬度和耐磨性。
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碳氮共渗：在表面层引入氮和碳化物，提高表面硬度、耐磨性以及高温下的软化抗力。
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黑氧化：提供额外的耐腐蚀性，主要用于美观。
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PVD和CVD涂层：在材料表面形成一层薄的硬涂层，提高耐磨性。
应用领域
O1工具钢适用于多种应用，包括冲裁和冲压厚度达6毫米的工具、剪刀、螺纹加工工具、量具、塑料模具、橡胶模具、校准规、导轨、模具、冲头、木工工具和机器刀片等。
结论
O1工具钢具有许多优点，如高硬度、切削刃保持性、韧性、可加工性、简单的热处理和成本效益。然而，它也存在一些弱点：容易生锈且对脱碳敏感。通过正确的工艺、合适的应用并注意其弱点，O1是许多刀具和工具制造商的理想选择。