What is in high-speed steel?

High-speed tool steels are complex iron-based alloys primarily composed of carbon, chromium, vanadium, molybdenum, or tungsten, often with additions of cobalt. These elements form very hard carbide particles dispersed throughout the material, contributing to its properties.

Why do they call it high-speed steel?

They are named for their ability to machine materials at high cutting speeds. This is due to their "red hardness" or "hot hardness," which is the ability to retain high hardness and resistance to softening at the elevated temperatures generated during high-speed cutting operations, typically up to 540-600°C (1000-1100°F).

How hard is high-speed steel?

High-speed steels can achieve high room temperature hardness, typically ranging from 63 to 68 HRC or higher after heat treatment. Their hardened hardness values usually vary from 60 to 69 HRC, depending on the specific grade and heat treatment.

High-speed steels are iron-based alloys, and unlike stainless steels, they do not possess inherent corrosion resistance to "rust" (oxidation) as their primary function. Stainless steels, which have a minimum of 10.5% chromium, form a protective chromium oxide film to resist corrosion33.... HSS does not have this high chromium content or protective film, making it susceptible to rust without proper care or coatings.

Is high-speed steel good for a knife?

High-speed steel can be very good for knives due to its high hardness, excellent wear resistance (from hard carbides), and good hot hardness for edge retention even when heated. However, its toughness can be lower compared to other tool steels due to its extreme hardness and carbide content, which means it might be prone to chipping or cracking under impact.

What grade of steel is HSS?

HSS is a classification of alloy tool steels. It is primarily categorized into two main groups: molybdenum-type (M series) and tungsten-type (T series). Specific grades include M1, M2, M7, M10, M33, M42, T1, and T15.

What materials can HSS cut?

HSS tools are used for cutting a wide variety of materials, including carbon steels, alloy steels, cast irons (such as gray and malleable iron), stainless steels, aluminum and its alloys, copper and its alloys, bronze, and magnesium. They are particularly effective for machining tough, high-strength steels and scaly materials like cast iron and cast steels125....

Can HSS be used for metal?

Yes, HSS is explicitly designed and widely used for cutting and shaping other metals. It is a common material for various metal-cutting tools.

No, HSS is not mild steel. Mild steel is a low-carbon steel. HSS is a complex iron-base alloy with high carbon and alloy contents (e.g., tungsten, molybdenum, chromium, vanadium, cobalt), engineered for high hardness, wear resistance, and resistance to softening at high temperatures, unlike mild steel.

Is HSS the same as carbide?

No, HSS is not the same as carbide. Carbides are a different class of cutting tool materials that can generally be used at much higher cutting speeds than HSS, sometimes 4 to 10 times higher. While HSS is an alloy steel, carbides (e.g., cemented carbides) are typically composed of tungsten carbide in a metallic binder.

What is the raw material of HSS?

HSS are complex iron-based alloys. Their primary alloying elements include carbon, chromium, vanadium, molybdenum, tungsten, and sometimes substantial amounts of cobalt. HSS tools can be produced from conventionally wrought alloys or by powder metallurgy processes.

What is the strength of HSS steel?

High-speed steel (HSS) is known for high hardness, typically ranging from 60 to 66 HRC (Rockwell C). Some types, like T15, can reach up to 67 HRC.

HSS (high-speed steel) can machine materials at high cutting speeds and has high wear resistance and high heat softening resistance (red hardness). In addition, it has good toughness and, as a material for many cutting tools, is relatively low in cost.

Is HSS good for stainless steel?

Yes, HSS is suitable for machining stainless steels, including ferritic, austenitic, and martensitic types, as well as heat-treated steels.

Is titanium or HSS better?

HSS is a tool material used to cut titanium alloys. Titanium alloys are generally difficult to machine, requiring specific HSS grades or other harder tool materials for optimal performance.

What is stronger, cobalt or HSS?

Cobalt is an alloying element added to HSS (forming HSS-Co grades) to enhance its hot hardness and cutting ability, particularly for difficult-to-machine materials. It's not a standalone material directly comparable to HSS in terms of overall strength; rather, it improves HSS's properties.

Can you drill through steel?

Yes, high-speed steel drills are commonly used for drilling various types of steel, including carbon and low-alloy steels, and stainless steels. For very hard steels (e.g., above 50 HRC), solid carbide drills are typically recommended.

Can high-speed steel cut titanium?

Yes, high-speed steel tools are capable of cutting titanium alloys, with recommended cutting speeds and feeds provided for various titanium alloy conditions15.

Katalog rychlořezných ocelí

Odeslat poptávku

Katalog rychlořezných ocelí

Kliknutím na libovolný produkt zobrazíte podrobnosti

Nástrojová ocel M2 — M2 rychlořezná ocel

Nástrojová ocel M35 — M2 rychlořezná ocel

Co je to rychlořezná ocel

Rychlořezná nástrojová ocel (HSS) je komplexní slitina na bázi železa, speciálně navržená pro obrábění materiálů při vysokých řezných rychlostech. Při použití pro vysokorychlostní řezání kovů vznikají vysoké teploty, které způsobují, že běžná ocel ztrácí svou tvrdost a řezné schopnosti. Rychlořezná nástrojová ocel však neztrácí svou tvrdost, a to ani při zahřátí na teploty blízké červenému horku, a zachovává si dobrou řeznou tvrdost.

Složení a legující prvky

Rychlořezné nástrojové oceli se skládají převážně z uhlíku, chromu, vanadu, molybdenu nebo wolframu, případně jejich kombinací, a někdy i ze značného množství kobaltu. Celkový obsah legujících prvků v rychlořezných ocelích se obecně pohybuje od 20% do 40%. Všechny rychlořezné oceli, ať už molybdenové nebo wolframové, obsahují přibližně 4% chromu. Různé legující prvky v rychlořezné oceli jsou klíčovými faktory, které určují její kalitelnost, vysokou odolnost proti opotřebení, odolnost vůči tepelnému změknutí a vynikající houževnatost, díky čemuž je ideální pro průmyslové řezné operace.

Mezi klíčové legující prvky a jejich účinky patří:

Wolfram (W)Řada T HSS obsahuje wolfram 12% až 20%, spolu s chromem, vanadem a kobaltem jako dalšími hlavními legujícími prvky. Wolfram je velmi silný karbidotvorný prvek a jeho podstatné přidání vytváří velké objemy vysokoteplotně stabilních karbidů slitiny, což výrazně zvyšuje odolnost proti opotřebení a “červenou tvrdost”. Raná oblíbená jakost, 18-4-1 (T1), obsahuje přibližně 18% wolframu.
molybden (Mo)Řada M obsahuje přibližně 3,51 TP3T až 101 TP3T molybdenu, dále chrom, vanad, wolfram a kobalt jako další legující prvky. Molybden, stejně jako wolfram, je silnou karbidotvornou složkou a významně přispívá k odolnosti proti popouštění a udržování vysoké tvrdosti při řezných teplotách (“tvrdost za červena”). Molybdenové typy jsou obecně levnější a mají vyšší odolnost proti oděru a menší deformaci při tepelném zpracování než oceli řady T.
Chrom (Cr)Všechny rychlořezné oceli obsahují přibližně 4% chromu. Chrom tvoří karbidy (např. M23C6 a M7C3), které se snadno rozpouštějí a při typických teplotách tepelného zpracování se přijímají do roztoku, což podporuje kalitelnost. Zlepšuje také odolnost proti okujím při vysokých teplotách obrábění.
Vanad (V)Obsah vanadu v HSS se liší a obvykle se zvýšením obsahu vanadu zvyšuje i obsah uhlíku. Vanad je velmi silná karbidotvorná látka a tvoří velmi tvrdé, oděruvzdorné karbidy MC. Zvýšení obsahu vanadu nabízí větší odolnost proti opotřebení a tvrdost za tepla. Karbid vanadu působí také jako činidlo zjemňující zrno.
kobalt (Co)Kobalt se přidává do některých jakostí HSS pro zlepšení řezných vlastností a je hlavním legujícím prvkem v některých ocelích řady T a M. Jeho primárním účinkem je zvýšení tvrdosti za tepla, čímž se zlepšuje účinnost řezání při dosažení vysokých teplot nástroje během řezání. Kobalt zvyšuje bod tání a může zvýšit teploty tepelného zpracování. I když zvyšuje tvrdost za červena, přídavek kobaltu mírně zvyšuje křehkost rychlořezných nástrojových ocelí. Kobalt netvoří karbidy, ale zvyšuje účinek precipitačního zpevnění jiných legujících prvků.
uhlík (C)Vysoký obsah uhlíku je klíčový pro vytvoření tvrdé martenzitické matrice a tvorbu primárních karbidů, které obojí zajišťuje odolnost proti oděru. Obsah uhlíku se obvykle pohybuje od 0,701 TP3T do 1,51 TP3T. Nízkouhlíkové oceli jsou houževnatější, zatímco oceli s vysokým obsahem uhlíku nabízejí vyšší tvrdost a odolnost proti opotřebení.
Dusík (N)Dusík je obvykle přítomen v HSS tavených na vzduchu v množství od 0,021 TP3T do 0,031 TP3T. Záměrné zvýšení obsahu dusíku na 0,04–0,051 TP3T s vyšším obsahem křemíku může mírně zvýšit maximální dosažitelnou tvrdost po popuštění a změnit morfologii karbidu.

Tepelné zpracování

Austenitizační. Když se rychlořezná ocel zahřeje na přibližně 840 °C, ferit se transformuje na austenit a některé karbidy slitiny se mohou rozpustit. Při zahřátí na 1120 °C nebo více se rozpustí všechny karbidy M23C6 a může se rozpustit i až 50% karbidů M6C a MC. Tím se rozpouští uhlík v austenitické matrici, což zajišťuje potřebný obsah slitiny a uhlíku pro prokalitelnost, tvrdost za tepla a odolnost proti popouštění.
Kalení. Po austenitizaci lze HSS ochladit na klidném vzduchu téměř na maximální tvrdost, ale často se kalí v teplém oleji pro rychlejší odvod tepla a vyšší úroveň tvrdosti. Kalením se většina austenitu s vysokým obsahem uhlíku přemění na martenzit, ale část austenitu může zůstat zachována.
Temperování. Konečná mikrostruktura po popouštění se skládá převážně z popouštěného martenzitu a dobře rozptýlených tvrdých karbidů. Rychlořezná ocel je ocel s sekundárním kalením. Vícenásobné popouštění může přeměnit zbytkový austenit na martenzit.

Vlastnosti

Tvrdost. Tvrdost je odpor proti pronikání diamantem tvrdého vtlačovacího tělíska, měřený při pokojové teplotě. Rychlořezné oceli (HSS) obvykle obsahují dostatek uhlíku, aby umožnily kalení na 64 HRC. Univerzální HSS, jako jsou M1 a M7, se obvykle tepelně zpracovávají na 64–66 HRC, zatímco HSS s obsahem kobaltu obvykle dosahují 65–67 HRC. Vysokorychlostní oceli, zejména řada M40, lze tepelně zpracovávat na 70 HRC.
Tvrdost za horka (červená tvrdost). Jedná se o schopnost oceli udržet si vysokou tvrdost při zvýšených teplotách. Tuto tvrdost zvyšuje především kobalt, vanad a molybden. Nástroje z rychlořezné oceli (HSS) si dokáží udržet ostrou řeznou hranu až do teplot kolem 650 °C (1200 °F).
Odolnost proti opotřebení. Jedná se o odolnost proti oděru. Silně ji ovlivňuje tvrdost a složení matrice, vysrážené sekundární karbidy (M2C a MC) a objem a povaha přebytečných karbidů slitiny. Vyšší tvrdost obecně vede k vyšší odolnosti proti opotřebení, zejména za abrazivních řezných podmínek.
Houževnatost. HSS oceli se obecně vyznačují dobrou houževnatostí pro efektivní použití v průmyslových řezných operacích. Jsou výrazně houževnatější než karbidové materiály, zejména v aplikacích s přerušovaným řezem. Extrémně vysoká tvrdost a vysoký obsah karbidů však mohou snížit houževnatost ve srovnání s jinými nástrojovými ocelemi. P/M HSS oceli nabízejí vylepšenou houževnatost díky rovnoměrnému a jemnému rozložení karbidů.
Kalitelnost. HSS se vytvrzuje tak hluboko, že téměř jakýkoli komerčně dostupný profil bude mít rovnoměrnou tvrdost od středu k povrchu.

Klasifikace

Zde používáme Americký institut pro železo a ocel (AISI) klasifikace.

Řada T (rychlořezné nástrojové oceli s wolframem): Tyto oceli obsahují wolfram 12% až 20% a jsou označeny písmenem ‘T’. Klasickým příkladem je T1, známá také jako 18-4-1 (18% W, 4% Cr, 1% V). Typ T1 neobsahuje molybden ani kobalt. Wolframové oceli na bázi kobaltu se pohybují od T4 do T15 a obsahují různá množství kobaltu.
Řada M (molybdenové rychlořezné nástrojové oceli): Tyto oceli obsahují přibližně 3,51 TP3T až 101 TP3T molybdenu a jsou označeny písmenem ‘M’. Oceli řady M jsou obecně levnější a mají vyšší odolnost proti oděru a menší deformaci při tepelném zpracování než oceli řady T. Mezi běžné molybdenové oceli pro všeobecné použití patří M1, M2 a M7.

Nátěry

Rychlořezné nástrojové oceli lze potahovat nitridem titanu, karbidem titanu a dalšími povlaky fyzikálním nanášením z plynné fáze (PVD) pro zlepšení výkonu a prodloužení životnosti nástroje. PVD je pro HSS výhodnější než starší proces chemického nanášení z plynné fáze (CVD), protože pracuje při nižších teplotách a eliminuje potřebu následného tepelného zpracování.

Aplikace

Rychlořezné nástrojové oceli se široce používají pro většinu běžných typů řezných nástrojů. Patří mezi ně:

Nástroje pro soustružení s jedním břitem (nástrojové bity, upichovací nástroje, břitové destičky).
Vrtačky, výstružníky, závitníky, frézy, stopkové frézy, odvalovací frézy, pily a protahovací nástroje.
Nástroje pro těžké řezy nebo vysokorychlostní obrábění.
Nástroje pro tvorbu formulářů.
Tvářecí nástroje za tepla, přesné řezání a další aplikace tváření za tepla i za studena.
Ložiskové aplikace (např. ložiska v leteckém průmyslu).
Vysoce zatížitelné a teplotně odolné konstrukční prvky.
Speciální nástroje vyžadující specifické vlastnosti, jako je protahování evolventních drážek v polotovarech převodovek nákladních vozidel.

FAQ

Co se nachází ve vysokorychlostní oceli?

Rychlořezné nástrojové oceli jsou komplexní slitiny na bázi železa, složené převážně z uhlíku, chromu, vanadu, molybdenu nebo wolframu, často s příměsí kobaltu. Tyto prvky tvoří velmi tvrdé karbidové částice rozptýlené v celém materiálu, což přispívá k jeho vlastnostem.

Proč se tomu říká rychlořezná ocel?

Jejich název je dána jejich schopností obrábět materiály při vysokých řezných rychlostech. To je dáno jejich “červenou tvrdostí” nebo “tvrdostí za tepla”, což je schopnost udržet si vysokou tvrdost a odolnost proti měknutí při zvýšených teplotách vznikajících během vysokorychlostních řezných operací, obvykle až do 540–600 °C (1000–1100 °F).

Jak tvrdá je rychlořezná ocel?

Rychlořezné oceli mohou po tepelném zpracování dosáhnout vysoké tvrdosti při pokojové teplotě, obvykle v rozmezí 63 až 68 HRC nebo vyšší. Jejich hodnoty tvrdosti po kalení se obvykle pohybují od 60 do 69 HRC v závislosti na konkrétní jakosti a tepelném zpracování.

Jaké je složení HSS?

HSS typically contains 0.70-1.5% carbon, and total alloy contents generally vary from 20-40%58. Common alloying elements and their ranges include Chromium (3.5-4.5%), Molybdenum (0-10.00%), Vanadium (0.9-4.2%), Tungsten (0-18.70%), and Cobalt (0-10.50%)5…. There are two main groups: M-types (molybdenum as primary alloying element) and T-types (tungsten as primary alloying element)2….

Rezaví HSS ocel?

Rychlořezné oceli jsou slitiny na bázi železa a na rozdíl od nerezových ocelí nemají primární funkci odolnosti proti korozi a “rzi” (oxidaci). Nerezové oceli, které obsahují minimálně 10,5% chromu, tvoří ochranný film oxidu chromu, který odolává korozi33…. HSS nemá tento vysoký obsah chromu ani ochranný film, takže je bez řádné péče nebo nátěrů náchylná ke korozi.

Je rychlořezná ocel vhodná na nůž?

Rychlořezná ocel může být velmi vhodná pro nože díky své vysoké tvrdosti, vynikající odolnosti proti opotřebení (způsobené tvrdými karbidy) a dobré tvrdosti za tepla pro udržení ostří i při zahřátí. Její houževnatost však může být ve srovnání s jinými nástrojovými ocelemi nižší kvůli extrémní tvrdosti a obsahu karbidů, což znamená, že může být náchylná k odštípnutí nebo praskání při nárazu.

Jaká je jakost oceli HSS?

HSS je klasifikace legovaných nástrojových ocelí. Dělí se primárně do dvou hlavních skupin: molybdenové (řada M) a wolframové (řada T). Mezi konkrétní jakosti patří M1, M2, M7, M10, M33, M42, T1 a T15.

Jaké materiály lze řezat HSS?

Nástroje HSS se používají k řezání široké škály materiálů, včetně uhlíkových ocelí, legovaných ocelí, litin (jako je šedá a temperovaná litina), nerezových ocelí, hliníku a jeho slitin, mědi a jejích slitin, bronzu a hořčíku. Jsou obzvláště účinné pro obrábění houževnatých, vysokopevnostních ocelí a šupinatých materiálů, jako je litina a ocelolitiny125….

Lze HSS použít na kov?

Ano, HSS je výslovně navržen a široce používán pro řezání a tvarování jiných kovů. Je to běžný materiál pro různé nástroje na obrábění kovů.

Je HSS měkká ocel?

Ne, HSS není měkká ocel. Měkká ocel je nízkouhlíková ocel. HSS je komplexní slitina na bázi železa s vysokým obsahem uhlíku a slitin (např. wolfram, molybden, chrom, vanad, kobalt), která je navržena pro vysokou tvrdost, odolnost proti opotřebení a odolnost proti měknutí za vysokých teplot, na rozdíl od měkké oceli.

Je HSS totéž co karbid?

Ne, HSS není totéž co karbid. Karbidy jsou jinou třídou řezných nástrojových materiálů, které lze obecně používat při mnohem vyšších řezných rychlostech než HSS, někdy 4 až 10krát vyšších. Zatímco HSS je legovaná ocel, karbidy (např. slinuté karbidy) se obvykle skládají z karbidu wolframu v kovovém pojivu.

Jaká je surovina pro HSS?

HSS jsou komplexní slitiny na bázi železa. Jejich primární legující prvky zahrnují uhlík, chrom, vanad, molybden, wolfram a někdy i značné množství kobaltu. Nástroje z HSS lze vyrábět z konvenčně tvářených slitin nebo práškovou metalurgií.

Jaká je pevnost HSS oceli?

Rychlořezná ocel (HSS) je známá svou vysokou tvrdostí, obvykle v rozmezí od 60 do 66 HRC (Rockwell C). Některé typy, jako například T15, mohou dosáhnout až 67 HRC.

Proč je HSS tak dobrý?

HSS (rychlořezná ocel) umožňuje obrábění materiálů při vysokých řezných rychlostech a má vysokou odolnost proti opotřebení a vysokou odolnost proti změknutí za tepla (tvrdost za červena). Kromě toho má dobrou houževnatost a jako materiál pro mnoho řezných nástrojů je relativně levná.

Je HSS vhodná pro nerezovou ocel?

Ano, HSS je vhodná pro obrábění nerezových ocelí, včetně feritických, austenitických a martenzitických typů, a také pro tepelně zpracované oceli.

Je lepší titan nebo HSS?

HSS je nástrojový materiál používaný k řezání titanových slitin. Titanové slitiny se obecně obtížně obrábějí a pro optimální výkon vyžadují specifické jakosti HSS nebo jiné tvrdší nástrojové materiály.

Co je pevnější, kobalt nebo HSS?

Kobalt je legující prvek přidávaný do HSS (vytvářející jakosti HSS-Co) pro zvýšení jeho tvrdosti za tepla a řezných vlastností, zejména u obtížně obrobitelných materiálů. Není to samostatný materiál přímo srovnatelný s HSS z hlediska celkové pevnosti; spíše zlepšuje vlastnosti HSS.

Můžete vrtat skrz ocel?

Ano, vrtáky do rychlořezné oceli se běžně používají k vrtání různých druhů oceli, včetně uhlíkových a nízkolegovaných ocelí a nerezových ocelí. Pro velmi tvrdé oceli (např. nad 50 HRC) se obvykle doporučují vrtáky z celokarbidového vlákna.

Může rychlořezná ocel řezat titan?

Ano, nástroje pro rychlořeznou ocel jsou schopny řezat titanové slitiny, přičemž jsou uvedeny doporučené řezné rychlosti a posuvy pro různé podmínky titanových slitin15.

Získejte konkurenční výhodu s prémiovou nástrojovou ocelí

Využijte našich více než 20 let zkušeností s kováním. Nejenže prodáváme ocel, ale také nabízíme řešení na míru. Kontaktujte naše specialisty pro podrobné informace a vysoce konkurenceschopnou nabídku.

Odborné poradenství Nejlepší ceny na trhu