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為何高速度鋼能抵抗高溫？探索鋼材硬度的秘密！
高速度鋼（HSS）被廣泛應用於切削工具材料中，因其擁有卓越的耐高溫能力而受到青睞。這種鋼材的獨特之處在於它能夠承受比高碳鋼更高的溫度，並在此狀況下不會失去其硬度。這使得高速度鋼的切削速度比高碳鋼快，因此得名“高速度鋼”。
高速度鋼在常規的熱處理下展現出超過60 Rockwell C的高硬度和較高的耐磨性，與常見的碳鋼和工具鋼相比，其性能表現更為優異。
高速度鋼的歷史可以追溯到1868年，英國冶金學家羅伯特·福斯特·穆希特（Robert Forester Mushet）開發的“穆希特鋼”可被視為現代高速度鋼的前驅。此鋼含有2%的碳、2.5%的錳和7%的鎢。其主要優勢在於在空氣冷卻時能夠硬化，而這是在大多數鋼材需要淬火才能硬化的溫度下進行的。
接下來的幾十年間，穆希特鋼中的錳被鉻取代，這是高速度鋼發展的重要步驟。1899年至1900年間，弗雷德里克·溫斯洛·泰勒（Frederick Winslow Taylor）及他的團隊在美國賓夕法尼亞州的伯利恒鋼鐵公司進行了一系列實驗，將已有的高品質工具鋼進行加熱到遠高於業界慣例的溫度，這一過程被稱為泰勒-懷特工藝。
這一工藝徹底改變了加工行業，使得工具鋼在高溫下仍能保持其硬度，並且使切削速度從每分鐘30英尺提高到90英尺，這在1900年的巴黎博覽會上引起了轟動。
高速度鋼的類型多樣，主要是通過在碳鋼中添加多種合金金屬以獲得所需的性質，通常包含鎢和鉬，或兩者的組合，並常常添加其他合金。高速度鋼屬於Fe–C–X多成分合金系統，其中X表示鉻、鎢、鉬、釩或鈷等元素。一般來說，X成分的含量超過7%，而碳的含量則多於0.60%。根據統一編號系統（UNS），鎢型等級（如T1、T15）被分配到T120xx系列，而鉬型（如M2、M48）與中間型則歸入T113xx。
添加約10%的鎢和鉬可以充分提高高速度鋼的硬度和韌性，並在切削金屬產生的高溫下維持這些屬性。
其中，鉬基高速度鋼（HSS）將鉬、鎢和鉻結合，形成了若干合金，通常被稱為“HSS”。例如，M1缺乏M2的一些紅熱硬度特性，但抗衝擊能力更強，具有更好的柔韌性。M2則是最廣泛使用的工業高速度鋼，具有小而均勻分佈的碳化物，提供高耐磨性。
M35是一種在M2基礎上添加5%鈷的合金，以提高耐熱性，硬度可達70 Rockwell C，而M42則是具有8%鈷的鉬系列高速度鋼，其紅熱硬度優於其他傳統高速度鋼，因此被廣泛用於金屬製造行業。
高速度鋼的應用仍然主要集中在各類切削工具的製造上，包括鑽頭、牙刀、銑刀等，隨著需求的變化，對於模具和沖頭的使用也逐漸增加。高速度鋼工具在木材車削中尤為受歡迎，因為在手工具的操作中，工作物的運動速度相對較高，而HSS能夠長時間保持其切削邊緣的鋒利。
然而，雖然高速度鋼的性能優越，如何在不同的應用中選擇合適類型的鋼材仍然是一個值得探討的課題？
