高速鋼

高速鋼（英語：High Speed Steel，英文簡寫：HSS，中國大陸部分地區又稱鋒鋼，風鋼）是一種高合金刃具钢。

在高速鋼被廣泛應用前，金屬切割刀具主要使用高碳鋼製造，然而高碳鋼在持續進行金屬切割的情況下，高碳鋼刀具難以承受與工件摩擦產生的高溫，在攝氏300度時，其強度會大幅下降，導致刀具需要經常更換，高碳鋼刀具在切割經過加硬處理的金屬材料時，更會出現難以切削的情況，導致刀具受損。高速鋼在提煉時加入鎢、鉻、鉬、鈷、釩等金屬元素，在常溫下其洛氏硬度達到(HRC60)。其高溫強度比高碳鋼有大幅提升，在攝氏600度時，其洛氏硬度能夠維持約(HRC40)或以上，刀刃仍能保持鋒利，而高碳鋼在相同溫度已明顯軟化，失去切割能力。高速鋼和高碳鋼類似可進行熱處理，透過淬火提升刀具的硬度，並利用回火維持適度的韌性^[1]。由於高速鋼能夠承受高速切削金屬時所產生的高溫並保持硬度，所以此種合金鋼被稱為高速鋼。

歷史

1899年，美國工程師弗雷德里克·溫斯洛·泰勒和懷特·白在位於美國賓夕法尼亞州的伯利恆鋼鐵公司工作時，尋求一種能夠在高溫下依然保持硬度的金屬^[2]。經過試驗後，發現鋼材加入鎢、鉻和釩後，就能提升高溫下的硬度。高速鋼在1910年開始實用化，用於車刀的製造，相比起過去的高碳鋼刀具，高速鋼大幅提高刀具的耐用性，從而提升金屬切削加工的效率。

成分

高速鋼的成分和其他鋼材一樣，以鐵為最主要的組成元素，並在冶煉時盡量把硫和磷等雜質清除。高速鋼含有百分之0.6至1.3的碳，並在提煉時加入鎢、鉻、鉬、鈷、釩和錳，成為一種合金鋼。其中鎢、鉬和鈷能夠提升鋼材的高溫強度，鉻的加入能夠增強鋼材的抗氧化能力和耐磨性，釩可提升抗衝擊性能，而錳的加入可改善鋼材的韌性。高速鋼經過多年發展，由不同元素組成的高速鋼相繼出現。因此不同類型的高速鋼，其組成元素也有分別。

高速钢分通用型高速钢（钨系高速钢和钼系高速钢）和高性能高速钢（高碳高速钢、钴高速钢、铝高速钢）。高速钢中碳的质量分数为0.7%-1.4%，含有W、Mo、Cr、V等多种合金元素，其总量超过10%。W和Mo使高速钢具有高热硬性，Cr可以提高淬透性，V主要提高耐磨性、红硬性及细化晶粒。

常見高速鋼的成分表 (所佔重量的百分比)

AISI編號	碳 C	鉻 Cr	鉬 Mo	鎢 W	釩 V	鈷 Co	錳 Mn	矽 Si
T1[3]	0.65–0.80	4.0	-	18	1	-	0.1–0.4	0.2–0.4
M1[4]	0.83	3.8	8.5	1.8	1.2	-	-	-
M2[5]	0.9	4.2	5.0	6.5	2.0	-	0.4	0.3
M4[6]	1.3	4.2	4.5	5.6	4.0	-	-	-
M7[7]	1.02	3.8	8.6	1.8	1.9	-	-	-
M35[5]	0.9	4.2	5.3	6.5	1.9	5.0	0.3	0.3
M42[5]	1.1	3.9	9.5	1.5	1.2	8.0	0.3	0.3
本表並不包括其他微量成分和雜質

應用

高速鋼被廣泛應用於各種切割器材的刀具，包括車床的車刀，銑床的銑刀和鑽床的鑽頭。由於高速鋼比高碳鋼耐用，即使是常見的手工具，例如鋸片，都會採用高速鋼製造。

參見

• 高碳鋼
• 不銹鋼
• 工具钢
• 合金钢