子曰：知者樂水，仁者樂山；知者動，仁者靜；知者樂，仁者壽。值此一年中最熱的大暑之際，讓我們再回味杜子美的千古絕唱，假裝登上了泰山，去體會一下“蕩胸生層云，決眥入歸鳥。會當凌絕頂，一覽眾山小。”的深遠意境。
C君說，下周他就要離開現在的工作單位，到一個新的公司去就職，做點更適合自己的事情。臨近離開之際，特意跟老朋友老同事們打個招呼，或許以后在業務上還會有交集。
C君是以前的同事，2017年夏，他去了公司的物流板塊。一段時間后，C君終于找到了自己喜歡的事業，可喜可賀。
在人一輩子的經歷中，人來人往，人往人來。對大多數人來說，這種經歷只是一種熟悉的場景。
離別的重逢，是一種孤獨，重逢的離別，更像是一種風景。
子貢問為仁。子曰：“工欲善其事，必先利其器。居是邦也，事其大夫之賢者，友其士之仁者。”
翻譯成現代文的意思是，子貢問怎樣修養仁德。孔子說：“工匠要做好工作，必須先磨快工具。住在一個國家，要侍奉大夫中的賢人，與士人中的仁人交朋友。”
今天文章的內容是高速鋼，如果牽強附會一把，也就是孔老夫子所指的“器”吧。
高速鋼（High Speed Steel，HSS）
由于高速鋼具有高硬度、耐磨和抗高溫的特點，是常見的一種工具鋼。被廣泛應用于各式切割工具和刀具，包括車刀、銑刀、鉆頭和鋸片。
高速鋼被廣泛應用前，金屬切割刀具主要使用高碳鋼制造。
但是，在持續進行金屬切割的情況下，高碳鋼刀具難以承受與工件摩擦產生的高溫，當溫度達到300℃時，其強度就會大幅下降，導致刀具需要經常更換。
用高碳鋼刀具切割經過加硬處理的金屬材料時，更會出現難以切削的情況，導致刀具受損。
由于高速鋼在冶煉時加入鎢、鉻、鉬、鈷、釩等金屬元素，在常溫下，其硬度可達到60HRC。其高溫強度也比高碳鋼有大幅提升，在600℃時，其硬度能夠維持約HRC40或以上，故使用高速鋼制造的刀刃仍能保持鋒利（即紅硬性）。
相比而言，高碳鋼在這個溫度已明顯軟化，失去了切割能力。
高速鋼和高碳鋼類似，均可進行熱處理，透過淬火來提升刀具的硬度，并利用回火維持其適度的韌性。
由于高速鋼能夠承受高速切削金屬時所產生的高溫并保持硬度，所以此種合金鋼被稱為高速鋼。
高速鋼的工藝性能好，強度和韌性配合好，因此主要用來制造復雜的薄刃和耐沖擊的金屬切削刀具，也可制造高溫軸承和冷擠壓模具等。
除用常規熔煉方法生產的高速鋼外，1960年代以后，又出現了粉末冶金高速鋼，它的優點是避免了熔煉法生產所造成的碳化物偏析而引起機械性能降低和熱處理變形。
From top to bottom: Spade, lip and spur (brad point), masonry bit and twist drill bits，By Sonett72 at English Wikipedia / - Transferred from en.wikipedia to Commons by Mendaliv using CommonsHelper., Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=5003314
一套磚石結構鉆具A set of masonry drill bitshttps://commons.wikimedia.org/wiki/File:Drill_bits_2017_G1.jpg#/media/File:Drill_bits_2017_G1.jpg
這種鋼的主要優點是，當它從大多數鋼必須淬硬的溫度下空冷時，也能得到硬化。此后30年中，Mushet鋼的最重要的變化，只是用鉻（Cr）代替了部分錳（Mn）。
1899年到1900年期間，美國工程師弗雷德里克·溫斯洛·泰勒（Frederick Winslow Taylor）和蒙賽爾·懷特（Maunsel White）在位于美國賓夕法尼亞州的伯利恒鋼鐵公司工作時，對現有的高質量工具鋼，例如馬希特鋼，進行了一系列的熱處理試驗。
兩位工程師將這些工具鋼加熱到（比行業通常認為的合理溫度）更高的溫度，并進行了多種不同的工藝測試，并保留了每批試驗的詳細記錄。他們試驗的最終結果是：可以通過一種特別的熱處理工藝，把現有的合金工具鋼，轉變為一種新型的鋼，能在較高溫度下保持其硬度（紅硬性），滿足機床更高的轉速和切削速率下的機加工。
特別要說明的一點是，發明人弗雷德里克·溫斯洛·泰勒，就是美國那位著名管理學家，經濟學家，被后世稱為“科學管理之父”，其代表作為《科學管理原理》。他的故事也很有意思，留著以后再說。Frederick Winslow Taylor，Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=190465
伯利恒鋼廠Bethlehem Steel Works, a watercolor by Joseph Pennell, depicting Bethlehem Iron Company in May 1881.https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bethlehem_Steel_Pennellb.jpg#/media/File:Bethlehem_Steel_Pennellb.jpg伯利恒鋼廠The Bethlehem Steel plant, photographed circa 1896 by William H. Rau
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Wrau-bethlehem-steel.jpg#/media/File:Wrau-bethlehem-steel.jpg
泰勒-懷特（Taylor-White）發明的熱處理工藝被授予專利，并在機加工行業中引發了一場革命。
1910年，高速鋼開始用于車刀的制造，相比起過去的高碳鋼刀具，高速鋼大幅提高刀具的耐用性，從而提升金屬切削加工的效率。其效率比過去用的碳素工具鋼和合金工具鋼提高了好幾倍，為美國當時的機械工業生產贏得了巨大的經濟效益。
同時，考慮到只有更高剛度的重型機床才能充分發揮新鋼材的優點，這引發了機床設備的重新設計和更換浪潮。
泰勒-懷特的發明，僅其申請的英國專利就收到了10萬美元的專利費（相當于現今的250萬美元），令人遺憾的是，后來該發明申請并已授權的美國專利受到質疑，并最終被判無效。
第一種被正式歸類為高速鋼的合金鋼牌號，是AISI的T1，該高速鋼牌號于1910年正式面世。T1是20世紀初坩堝鋼公司（Crucible Steel Co.）的專利。
1930年代的時候，AISI M1等含鉬高速鋼已經有了一些應用，但是發展得并不快。
隨著第二次世界大戰的爆發，以及由此造成的材料短缺和制造成本高企，促使了以鉬替代鎢高速鋼的快速發展。
期間，隨著鉬基高速鋼的技術進步，它的性能基本可與鎢基高速鋼相當或更優。就是在這個時代背景下，M2鋼開始廣泛代替T1鋼。
高速鋼是通過鎢或鉬獲得其所需性能的合金，通常是鎢和鉬兩種合金的組合。
高速鋼屬于Fe-C-X多組分合金體系，其中X代表鉻，鎢，鉬，釩或鈷。
通常，X組分的含量超過7％，碳含量超過0.60％。合金元素的百分比并不能單獨賦予高速鋼硬度并保持性能，還需要適當的高溫熱處理，才能成為真正的HSS。
在ASTM的統一編號系統（UNS）中，鎢類高速鋼（例如T1，T15）均在T120xx系列中被分配編號，而鉬類高速鋼（例如M2，M48）和中間類型高速鋼是在T113xx下列中分配編號。
ASTM標準目前認可7種鎢類高速鋼和17種鉬類高速鋼。
總共添加約10％的鎢和鉬，就可有效地最大化高速鋼的硬度和韌性，并在切割金屬時產生的高溫下保持這些性能（紅硬性）。
高速鋼的成分和其他鋼材一樣，以鐵為最主要的組成元素，并在冶煉時盡量把硫和磷等雜質清除。高速鋼含有百分之0.6%至1.3%的碳，并在提煉時加入鎢、鉻、鉬、鈷、釩和錳，成為一種合金鋼。
其中鎢、鉬和鈷能夠提升鋼材的高溫強度，鉻的加入能夠增強鋼材的抗氧化能力和耐磨性，釩可提升抗沖擊性能，而錳的加入可改善鋼材的韌性。
高速鋼經過多年發展，由不同元素組成的高速鋼相繼出現。因此不同類型的高速鋼，其組成元素也有分別。
通過鉬，鎢和鉻的組合，衍生出幾種通常稱為“HSS”的合金，硬度約63-65HRC。
M1：M1缺乏M2的一些紅硬性，但對沖擊不敏感，可適度彎曲。
從M2的細微組織看，它具有小且均勻分布的碳化物，使其具有高耐磨性，但其脫碳敏感性稍高。
熱處理后，其硬度與T1相同，但其抗彎強度可達4700MPa，其韌性和熱塑性比T1高約50％。
它通常用于制造各種不同的工具，例如鉆頭，絲錐和鉸刀。ISO 4957中等同M2材料的HSS的數字編號為1.3343。
M7：M7用于制造重型工程機械鉆具，其柔韌性和鉆具長壽具有同樣重要的意義。
M50：M50沒有其他含鎢鉬系高速鋼的紅硬度，但非常適用于因鉆頭彎曲而導致鉆頭斷裂的場合，被用于制造便攜式鉆孔的鉆頭。這個型號較受五金商店和承包商青睞，同時它也可用于高溫球軸承。
添加鈷可提高高速鋼的耐熱性，并可使其HRC達到67以上。
M35也稱為鈷鋼，HSSE或HSS-E。與M2相比，它可用于切割速度得更快的工況，持續工作時間也更長。
M42：M42是一種鉬系列高速鋼，添加8%或10%的鈷。它被廣泛用于金屬制造行業。與更傳統的高速鋼相比，它具有優異的紅硬性，更高的切削速度或更長的刀具工作時間，這可以縮短生產周期。
與采用碳化物制造的相同工具相比，M42在用于間歇性切割時，也更不易于崩裂，成本也更低。由含鈷高速鋼制成的工具，通常用字母HSS-Co來區別。
通過涂層，可以延長高速鋼的使用壽命，例如TiN（氮化鈦）涂層。大多數涂層通常會增加工具的硬度和/或潤滑性。
涂層有助于工具的切刃干凈利落地分離被加工材料且不發生粘刃。涂層還有助于降低與切割過程相關的溫度并延長工具的壽命。
激光和電子束可用作高密度能量源，用于高速鋼的表面熱處理，表面重熔和表面成分微調。
高速鋼的主要用途是制造各種切削工具：鉆頭，絲錐，銑刀，車刀，齒輪銑刀，滾刀，鋸片，刨刀和細木工刀片，銑刀等，而沖頭和模具方面的用量正在增加。
由于高速鋼在高硬度下具有相對良好的韌性，并且具有高耐磨性，使其適用于需要耐用敏銳（鋒利）邊緣的低速應用場景，例如：銼刀，鑿子，手持木工刨刀，大馬士革廚房刀和小折刀。
高速鋼工具是最常見的木材車削工具。對于手持式工具而言，工件經過工具邊緣的移動速度相對較高，而HSS的刀刃保持能力比高碳鋼工具更好。
行文至此，讓我們再一起重溫中學語文中學過的一首辛棄疾的佳作，在這漫漫長夏中，細細品味中國古詩文的無窮魅力。
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