高速钢的组织应力、热应力和附加应力均为淬火内应力。对高速钢进行高温奥氏体化淬火时，过冷奥氏体转变为淬火马氏体，由于前者比容小，后者比容大，钢从收缩状态逆转为膨胀状态，金属内外层相变引起的比容变化不同时性产生的内应力为组织应力。大型刀具的表面和中心以及厚薄不同处因加热和冷却速度不一致形成温度差，导致体积膨胀与收缩不同而产生的内应力为热应力。刀具表面和内部组织结构不均匀以及工具内部弹性变形不一致形成的内应力为附加应力。当以上三种应力之和大于材料的破断抗力时，则形成淬火裂纹。当淬火冷却介质冷速过大，超过该钢种的临界淬火冷速时，则易形成较大的淬火内应力，导致刀具淬裂。当淬火冷却介质冷速过小，小于该钢种临界淬火冷速时，则得不到所需组织性能。获得淬火马氏体转变的最小冷却速度为临界淬火冷却速度。高速钢淬透性极佳，中小型刀具空冷即可淬硬。但用硝盐进行等温淬火时，如硝盐含水过量，可能造成淬火冷却速度过大，或当刀具淬火未冷至室温即转入水中清洗，可使大量过冷残余奥氏体在水中高冷速下转变为淬火马氏体，从而产生大的淬火内应力，导致刀具淬裂。

预防措施为：①选用在钢的C曲线拐点处(鼻部)快冷、在鼻部Ms点以下缓冷的淬火介质(如氯化钙饱和水溶液、C?-1有机淬火剂、聚乙烯醇水溶液、高锰酸钾淬火液等)作为理想淬火冷却介质；②采用热浴(硝盐浴、碱浴等)分级淬火、等温淬火以及淬火前预处理等措施，细化组织，消除冷、热加工应力，可有效预防和避免淬裂和刀具淬火畸变。

 

加工淬火钢时刀具的选用

淬火钢硬度一般在45HRC以上，加工时塑性变形差，切削阻力大，切削温度高。如刀具材料硬度较低，则刀具切削困难、容易磨损(内孔加工尤其如此)。对淬火钢零件进行粗车加工时，由于切削量大、振动大，必须选用具有较高强度和耐冲击性的刀片。我们一般选用YA6和YN05硬质合金刀片。对淬火钢零件进行精车加工时，对刀片硬度、耐磨性和耐热性要求较高，我们通常选用YT15和YT30硬质合金刀片。此类刀片的韧性和抗弯强度不高，磨削性能和焊接性能也较差，更适合用于精加工。为提高刀具刃口强度，我们将刀具改为具有负前角的倒棱。为改善散热性，应选择较小的主偏角(48°～58°)。加工时的合理切削用量为：切削速度30～45m/min，进给量0.15～0.3mm/r，切削深度0.4～1.2mm。

对淬火钢材料进行直径较小(如?20～30mm)的内孔加工时，可选用YT10和YT30硬质合金刀片制造拉铰刀，这种刀具既可保证内孔的尺寸精度，又可获得良好的加工表面粗糙度。

淬火钢是经过热处理的钢件，经过淬火和回火硬度一般在HRC45以上，有的甚至超过HRC60，由于其良好的的使用性能，广泛应用于齿轮钢，轴承钢，模具钢等领域。

刚开始的淬火钢件都是经过磨削方式，来作为最后加工工序，提高工件的表面粗糙度和尺寸公差。随着淬火钢件的产量逐渐上升，机械制造商就出现了加工问题，磨削效率太低，影响整理加工效率。

随着现代技术的不断发展，越来越多的淬火钢件出现在加工现场，属于批量生产。对于批量生产淬火钢件时问题就出现了：涂层硬质合金刀具不耐磨；陶瓷刀具崩刀，刀具成本高等现象，虽然立方氮化硼刀具较抗冲击，但也只能用于精加工小吃刀深度小进给量的情况下。

以下几种刀具牌号可按加工余量划分：（1）余量≤2：可选择BN-H10牌号，BN-H11牌号，BN-H20牌号,BN-H21牌号,BN-S200牌号。每次的吃刀深度控制在0.3mm以内。其中BN-H20牌号,BN-H21牌号可断续切削淬火钢件，其他刀具牌号不可以。

(2)余量≥2：选择BN-S20牌号，粗、精加工均可，吃刀深度无上限，可达7.5mm。主要用于钢件加工。