碳素工具钢经淬火和低温回火后，在室温下虽有很高的硬度，但当温度高于200℃时，硬度便急剧下降，在500℃硬度已降到与退火状态相似的程度，完全丧失了切削金属的能力，这就限制了碳素工具钢制作切削工具用。而高速钢由于红硬性好，弥补了碳素工具钢的致命缺点，可以用来制造切削工具。
SKH51高速钢概述
又名风钢或锋钢，意思是淬火时即使在空气中冷却也能硬化，并且很锋利。它是一种成分复杂的合金钢，含有钨、钼、铬、钒、钴等碳化物形成元素。合金元素总量达10～25%左右。它在高速切削产生高热情况下(约500℃)仍能保持高的硬度，HRC能在60以上。这就是高速钢X主要的特性——红硬性。而碳素工具钢经淬火和低温回火后，在室温下虽有很高的硬度，但当温度高于200℃时，硬度便急剧下降，在500℃硬度已降到与退火状态相似的程度，完全丧失了切削金属的能力，这就限制了碳素工具钢制作切削工具用。而高速钢由于红硬性好，弥补了碳素工具钢的致命缺点，可以用来制造切削工具。
高速钢的热处理工艺较为复杂，必须经过退火、淬火、回火等一系列过程。退火的目的是消除应力，降低硬度，使显微组织均匀，便于淬火。退火温度一般为860～880℃。淬火时由于它的导热性差一般分两阶段进行。先在800～850℃预热(以免引起大的热应力)，然后迅速加 热到淬火温度1190～1290℃（不同牌号实际使用时温度有区别），后油冷或空冷或充气体冷却。工厂均采用盐炉加热，现真空炉使用也相当广泛。淬火后因内部组织还保留一部分(约30%)残余奥氏体没有转变成马氏体，影响了高速钢的性能。为使残余奥氏体转变，进一步提高硬度和耐磨性，一般要进行2～3次回火，回火温度560℃，每次保温1小时。
SKH51高速钢化学成分
SKH51属高速钢，日本JIS的牌号，等同于德国DIN的1.3343，美国的M2。
C 0.80~0.9
Mn 0.15~0.40
Si 0.2~0.45
Cr 3.80~4.4
Mo 4.5~5.5
V 1.75~2.2W 5.5~6.75
P ≤0.030
S ≤0.030
Ni ≤0.3
Cu ≤0.25
SKH51高速钢特性
高红热硬度、高耐磨耗性与切削能力、高冲击韧性、晶粒细致均匀，韧性高。SKH-51模具钢材为钨钢高速度钢，宜于制造强力切割用耐磨，耐冲击各种工具，高X冲模，螺丝模，较需韧性及形状繁杂工具，铣刀，钻头等。
①W-MO系（6-5-2型）高速度工具钢X有普遍性，尤其是SKH51是在世界上用量很多，代替于W型高速度工具钢SKH2.
②碳化物组织细微，整齐，分布良好。而且组织均匀。所以耐磨性和韧性方面比较均衡。特别因为仅是碳含量上的增加或减少，因此不损坏高温特性，可连续且大幅度改变钢材性质。需要韧性时低碳素钢种适用，对硬度、耐磨性有要求的情况下适合选用高碳素钢钟。
③富有热作、冷作可塑性，被削性和研磨性也良好。
SKH51高速钢用途
刀具业：刮刀、滚齿刀、铣刀、钻头等
锻造业：锻造模具
螺丝业：六角等打头成型模、牙攻、冲头
热处理温度及参考办法：
退火：温度800~880℃，以10~20℃/Hr炉冷至约600℃，硬度在HB269以下；
应力消除：温度650~750℃，炉中冷却
淬火：
预热1：温度550~600℃，每25mm保持30分钟
预热2：温度850~900℃，每1mm保持20 ~30秒
预热3：温度1050~1100℃，每1mm保持20~30秒，适于大型复杂工件
奥斯田铁化：温度1170~1240℃,每1mm保持10~15秒
淬火介质：油、热浴、空气或气体；
回火：
温度540~570℃，每25mm保持60分钟以上，回火次数3次以上，硬度HRC64以上。
中碳钢一般不作为模具主材使用，只作为附件材料使用。
模具顶杆一般采用碳素工具钢，如采用T10A钢材，值得注意的是采取盐水－油双液淬火时弯曲变形大，应改用硝盐浴分X淬火、碱浴Ms分X淬火或碱浴分X淬火三种方法，使顶杆硬度达53－58HRC，可减少顶杆的淬火弯曲变形。
