高速鋼（HSS）是一種具有高硬度,、高耐磨性和高耐熱性的工具鋼,，又稱高速工具鋼或鋒鋼，俗稱白鋼。高速鋼是美國(guó)的F.W.泰勒和M.懷特于1898年創(chuàng)制的。
高速鋼的工藝性能好,，強(qiáng)度和韌性配合好，因此主要用來(lái)制造復(fù)雜的薄刃和耐沖擊的金屬切削刀具,，也可制造高溫軸承和冷擠壓模具等,。除用熔煉方法生產(chǎn)的高速鋼外，20世紀(jì)60年代以后又出現(xiàn)了粉末冶金高速鋼，它的優(yōu)點(diǎn)是避免了熔煉法生產(chǎn)所造成的碳化物偏析而引起機(jī)械性能降低和熱處理變形,。
1898年,，美國(guó)機(jī)械與管理工程師泰勒(TaylorF.W.)和冶金學(xué)家懷特(WhiteM.)研制發(fā)明了高速鋼,，并作了系統(tǒng)切削試驗(yàn)。當(dāng)時(shí)他們確定的高速鋼成分為C-0.67%,，W-18.91%,，Cr-5.47%，Mn-0.11%,，V-0.29%,，F(xiàn)-余量,，與后來(lái)的W18Cr4V成分很接近。高速鋼刀具可用30m/min的速度切削鋼材，其效率比過(guò)去用的碳素工具鋼和合金工具鋼提高了好幾倍,，為美國(guó)當(dāng)時(shí)的機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)贏得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
W18Cr4V高速鋼的熱塑性不好，由于麻花鉆熱軋工藝的需要,，后來(lái)研制成功了W6Mo5Cr4V2高速鋼,，此外，還有W9Mo3Cr4V,。這三種高速鋼的切削性能和力學(xué)性能近似,，稱為通用型。
20世紀(jì)中葉以后,，科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展,，各種難加工材料不斷涌現(xiàn)，通用高速鋼的性能已不復(fù)使用,，于是高性能高速鋼和粉末冶金高速鋼相繼出現(xiàn),，使高速鋼刀具材料的性能得到了很大提高。
高速鋼的熱處理工藝較為復(fù)雜,，必須經(jīng)過(guò)淬火,、回火等一系列過(guò)程。淬火時(shí)由于它的導(dǎo)熱性差一般分兩階段進(jìn)行,。先在800～850℃預(yù)熱(以免引起大的熱應(yīng)力),，然后迅速加 熱到淬火溫度1190～1290℃（不同牌號(hào)實(shí)際使用時(shí)溫度有區(qū)別），后由冷或空冷或充氣體冷卻,。工廠均采用鹽爐加熱,，現(xiàn)真空爐使用也相當(dāng)廣泛。淬火后因內(nèi)部組織還保留一部分(約30%)殘余奧氏體沒(méi)有轉(zhuǎn)變成馬氏體,，影響了高速鋼的性能,。為使殘余奧氏體轉(zhuǎn)變，進(jìn)一步提高硬度和耐磨性,，一般要進(jìn)行2～3次回火,，回火溫度560℃，每次保溫1小時(shí),。
生產(chǎn)制造方法：通常采用電爐生產(chǎn),，曾采用粉末冶金方法生產(chǎn)高速鋼，使碳化物呈極細(xì)小的顆粒均勻地分布在基體上,，提高了使用壽命,。
用途：用于制造各種切削工具。如車(chē)刀、鉆頭,、滾刀,、機(jī)用鋸條及要求高的模具等。
規(guī)格和外觀
規(guī)格主要有圓鋼和方鋼,、板材,。鋼材的表面要加工良好，不得有肉眼可見(jiàn)的裂紋,、折疊,、結(jié)疤和發(fā)紋。冷拔鋼材表面應(yīng)潔凈,、光滑,、無(wú)夾雜和氧化皮等。
化學(xué)成分
中國(guó)國(guó)標(biāo)和日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中主要鋼號(hào)的化學(xué)成分如表 6—7—24,。
中國(guó)國(guó)標(biāo)（第一行,、第二行）與日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)高速鋼是一種復(fù)雜的鋼種,含碳量一般在0.70～1.65%之間,。含合金元素量較多，總量可達(dá)10～25%,。
按所含合金元素不同可分為：
①鎢系高速鋼（含鎢 9～18%）,；
②鎢鉬系高速鋼（含鎢5～12%,含鉬2～6%）；
③高鉬系高速鋼（含鎢0～2%,含鉬5～10%）,；
④釩高速鋼,，按含釩量的不同又分一般含釩量（含釩 1～2%）和高含釩量(含釩2.5～5%)的高速鋼；
⑤鈷高速鋼（含鈷 5～10%）,。
按用途不同高速鋼又可分為通用型和特殊用途兩種,。
①通用型高速鋼：主要用于制造切削硬度HB≤300的金屬材料的切削刀具 (如鉆頭、絲錐,、鋸條)和精密刀具（如滾刀,、插齒刀、拉刀）,，常用的鋼號(hào)有W18Cr4V,、W6Mo5Cr4V2等。
②特殊用途高速鋼:包括鈷高速鋼和超硬型高速鋼（硬度HRC68～70）,主要用于制造切削難加工金屬（如高溫合金,、鈦合金和高強(qiáng)鋼等）的刀具,，常用的鋼號(hào)有W12Cr4V5Co5、W2Mo9Cr4VCo8等,。
通用鋼
鋼號(hào)：W18Cr4V(W18)
硬度HRC：62-65
抗彎強(qiáng)度/GPa：3.0-3.4
沖擊韌性/（MJm2）：0.18-0.32
600℃時(shí)的硬度HRC：48.5
特點(diǎn)：強(qiáng)度較好,，可磨性好，可用普通鋼玉砂輪磨削，耐熱性中等,，熱塑性差
主要用途：通用性強(qiáng),，廣泛用于制造鉆頭、鉸刀,、絲錐,、銑刀、齒輪刀具及拉刀等,。
高性能鋼
鋼號(hào)：W6Mo5Cr4V2(M2)
硬度HRC：63-66
抗彎強(qiáng)度/GPa：3.5-4.0
沖擊韌性/（MJm2）：0.30-0.40
600℃時(shí)的硬度HRC：47-48
特點(diǎn)：強(qiáng)度高,，熱塑性好，耐熱性,、可磨性稍次于W18Cr4V,，可用普通鋼玉砂輪磨削
主要用途：適用于制作熱成形刀具和承受沖擊、結(jié)構(gòu)薄弱的刀具
鋼號(hào)：W14Cr4VMnRE
硬度HRC：64-66
抗彎強(qiáng)度/GPa：約4.0
沖擊韌性/（MJm2）：約0.31
600℃時(shí)的硬度HRC：50.5
主要用途：切削性能與W18Cr4V相當(dāng),，適于制作熱軋刀具,。
又名風(fēng)鋼或鋒鋼，又稱白鋼,。意思是淬火時(shí)即使在空氣中冷卻也能硬化,，并且很鋒利。它是一種成分復(fù)雜的合金鋼,，含有鎢,、鉬、鉻,、釩,、鈷等碳化物形成元素。合金元素總量達(dá)10～25%左右,。它在高速切削產(chǎn)生高熱情況下(約500℃)仍能保持高的硬度,，HRC能在60以上。這就是高速鋼最主要的特性——紅硬性,。而碳素工具鋼經(jīng)淬火和低溫回火后,，在室溫下雖有很高的硬度，但當(dāng)溫度高于200℃時(shí),，硬度便急劇下降,，在500℃硬度已降到與退火狀態(tài)相似的程度，*喪失了切削金屬的能力,，這就限制了碳素工具鋼制作切削工具用,。而高速鋼由于紅硬性好，彌補(bǔ)了碳素工具鋼的致命缺點(diǎn),，可以用來(lái)制造切削工具,。
高速鋼一般不做抗拉強(qiáng)度檢驗(yàn),，而以金相、硬度檢驗(yàn)為主,。
鎢系和鉬系高速鋼經(jīng)正確的熱處理后,，洛氏硬度能達(dá)到63以上，鈷系高速鋼在65以上,。鋼材的酸浸低倍組織不得有肉眼可見(jiàn)的縮孔 ,、翻皮。中心疏松,，一般疏松應(yīng)小于1級(jí),。
金相檢驗(yàn)的內(nèi)容主要包括脫碳層、顯微組織和碳化物不均勻度3個(gè)項(xiàng)目,。
1.高速鋼不應(yīng)有明顯的脫碳,。顯微組織不得有魚(yú)骨狀共晶萊氏體存在。
2.高速鋼中碳化物不均勻度對(duì)質(zhì)量影響最大,，冶金和機(jī)械部門(mén)對(duì)碳化物不均勻度的級(jí)別 十分重視,。根據(jù)鋼的不同用途可對(duì)碳化物不均勻度提出不同的級(jí)別要求，通常情況下應(yīng)小于3級(jí),。
3.用高速鋼制造切削工具,，除因其具有高硬度、高耐磨性和足夠的韌性之外,，還有一個(gè)重要因素是具有紅硬性,。（紅硬性是指刀具在高速切削時(shí),，刀刃在紅熱狀態(tài)下抵抗軟化的能力,。）
一種衡量紅硬性的方法是先把鋼加熱至580～650℃，保溫1小時(shí),然后冷卻,這樣反復(fù)4次后測(cè)量其硬度值,。高速鋼的淬火溫度一般均接近鋼的熔點(diǎn),，如鎢系高速鋼為1210～1240℃，高鉬系高速鋼為1180～1210℃,。淬火后一般需在 540～560℃之間回火3次,。提高淬火溫度可以增加鋼的紅硬性。為了提高高速鋼刀具的使用壽命,，可對(duì)其表面進(jìn)行強(qiáng)化處理,，如低溫氰化、氮化,、硫氮共滲等,。
