易切削钢简介及其分类

易切削钢指的是具有优良切削加工性能的钢材，也叫易车铁或快削钢。这种钢材可以用较高的切削速度和较大的切削深度进行切削加工。其切削性能的提高主要是通过往钢中单独或复合加入易切削元素而实现。

由于钢中加入了易切削元素，钢的切削抗力减小，同时易切削元素本身的特性和所形成的化合物又起到润滑切削刀具的作用，易断屑，减轻了磨损，从而降低了工件的表面粗糙度，提高了刀具寿命和生产效率。

易切削钢的分类方法有三种：

①根据含易切削元素的不同，可分为硫易切削钢、铅易切削钢、钙易切削钢、钛易切削钢以及复合易切削钢。

常用的易切削元素：S、P、Pb、Ca、Mg、Sn、Ti、Se、Te、Bi、Zr、Re……其中磷、硫、铅最为常见。

②根据用途的不同，易切削钢又分为自动机用钢（自动钢）、结构用易切削钢和特殊易切削钢（耐热钢、不锈钢、工具钢等）。

自动机用钢因多采用自动机床加工成零件而得名。这类钢要求切削性能比要求力学性能要高，多数为低碳钢，含碳量约为 0.05%~0.10%，含硫量约为 0.20%~0.40%，最高可达 0.60% 。主要用于制造负荷较小的零件，如螺钉、螺帽等标准件，及不太重要的通用机械零件等。

结构用易切削钢对力学性能要求较高，而对切削性能要求相对较低，多用于制造负荷较大并且毛坯需要切削加工的重要零件。这类钢种多为中低碳合金结构钢和中碳结构钢，在此基础上加入硫或其他易切削元素，在保证力学性能的前提下改善切削性能。

实际生产活动中碰到的易切削钢，基本上指的是自动机用钢和结构用易切削钢；特殊易切削钢的易切削性能只是辅助的特性之一，名称之中不再明示易切削，而以其主要特性或用途命名。比如303是在304的成分基础上加入了硫，较之304，切削性有很大的改善，但是303仍然叫不锈钢，而不特别称为易切削钢。

③根据易切削性能的不同，又可分为一般易切削钢，超易切削钢等。

超易切削钢是复合易切削钢。以硫-铅、硫-磷-铅-碲、钙-硫复合时，易切钢切削性能最佳，被称为“超易切削钢”。

硫易切削钢毫无争议是易切削钢家族产量的第一名，占世界与我国易切削钢总产量的比例分别为70％和90％——这个第一名头衔的取得，除了硫的切削性容易控制外，更多是因为硫是最经济的添加元素。

硫系易切削钢中，硫的含量一般高出普通钢数倍。普通钢中，硫元素一般都被当做杂质元素去除；而在易切削钢中，较高的硫元素可与钢中的锰元素结合，形成硫化锰(MnS)夹杂，硫化锰作为有利夹杂物，能割断基体的连续性，使车削易断屑，并且硫化锰具有润滑作用，可以使加工更顺利，降低刀具的磨损，提高刀具使用寿命。

锰是硫易切削钢的重要元素。在钢中加入硫元素虽然提高了钢材的切削性能，但同时也带来了热脆的问题。为避免或减轻热脆带来的危害，公认的方法是向钢中添加元素Mn，使Mn代替低熔点FeS中的Fe，生成高熔点的MnS(熔点为1600℃)，但是如果Mn的加入量不足，将生成富Fe的(Fe，Mn)S，仍然不能避免热脆的影响，一般要求锰硫比（w[Mn]/w[S]）要在4~5以上。另外锰硫比还对钢中硫化物的形态和数量有影响，随锰硫比增高，铸钢中夹杂物的纺锤率增高，夹杂物总数下降。

按硫含量不同的比例，硫易切削钢分为低硫钢、中硫钢和高硫钢：一般低硫钢的S不大于0.025%；中硫钢的S约为0.04~0.09%；高硫钢的S约为0.1~0.3%。其中中硫钢由于具有良好的切削性能和力学性能，已广泛应用于工业生产，而高硫钢则是为满足特殊切削性能需求的钢材。

在产量上仅次于硫系的是铅易切削钢。

铅在钢中并不固溶而呈细小金属颗粒形态，均匀分布或附着于硫化物的周围。由于铅的熔点较低，切削时融熔渗出，对刀具起到润滑作用，降低了摩擦，提高了切削性。

易切钢中铅含量一般在0.10％~0.35％。因为铅的比重大，如含量过高，容易引起严重的偏析并形成大颗粒夹杂物，反而降低铅对切削加工的有利作用。

铅和硫复合加入低碳结构钢中，改善钢材切削性的效果更为显著。

铅易切削钢的成分与基础钢(碳素结构钢或合金结构钢)完全相同，故其力学性能与基础钢相同。

铅易切削钢存在的问题是铅有毒，容易造成环境污染，正在逐步被淘汰。开发无污染的高品质无铅易切削钢逐渐成为国际市场的趋势，以镁代铅、以锡代铅是易切削钢的发展方向。

除了以上两个系列的易切削钢，添加其他元素的易切削钢大都停留在理论或研究阶段，未大面积推广。其中一个重要的原因是由于添加的元素价格高，不够经济。