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易切削鋼(freecuttingsteel)
在鋼中加入一定量的硫、磷、鉛、鈣、硒、銻等易切元素，以提高其切割性能。又稱自動機床加工鋼，簡稱自動鋼。該鋼具有較高的切割速度和較大的切割深度。鋼中添加的易切元素降低了鋼的切割阻力。同時，易切割元素本身的特性和形成的化合物可以潤滑切割工具的芯片，減少磨損，從而降低工件的表面粗糙度，提高工具的使用壽命和效率。
第一次世界大戰期間(1914年至1918年)，美國人首先發現硫在鋼中起著改善切割的作用。自動機床采用低碳易切割鋼。后來，英國、蘇聯、德國、日本、法國等國也逐漸采用硫易切割鋼系列化自動機床。硫易切割鋼產量大，用途廣泛。許多新型易切割鋼也是在硫系統的基礎上發展起來的。
1932年左右，受鉛黃銅切割的啟發，人們開始開發含鉛易切割鋼。直到1937年冶煉和安全保護的技術問題得到了解決，直到1937年美國開發含鉛易切割鋼。1958年，日本引進了該技術，開始開發新的鉛易切割鋼。到1975年，日本公布了25項含鉛易切割鋼專利。直到20世紀70年代初，前蘇聯才開始輕松切割鋼。
隨著機械切割加工向自動化、高速化、精密化方向的不斷發展，對材料切割提出了更高的要求。因此，鉛一硫復合易切割鋼也被稱為超易切割鋼。此后，各種鉛一硫二元和多復合易切割鋼相繼出現。
易切割鋼作為一種易切割元素，首先出現在1932年的專利中。1961年，美國成功開發了一種含有易切割鋼的多元化易切割鋼，具有優異的切割性能，堪比易切割黃銅。由于硒的性能和功能相似，通常交替使用或同時添加到鋼中。
自20世紀60年代以來，人們研究了另一種提高鋼切割能力的方法，即添加一些脫氧元素來生成所需的脫氧產品，在日本被稱為脫氧調節易切割鋼。前聯邦德國于1964年首次提出鈣脫氧易切割鋼專利，三年后被日本引進并正式使用TiC高速切割的硬合金刀具可以顯著提高速度，減少工具消耗。它已成為日本汽車和拖拉機制造業中相當大的易切割鋼。
自20世紀60年代末以來，研究了鈦脫氧易切割鋼。1973年，日本首次發布鈦脫氧鈦一硫復合易切割鋼專利，近年來已在日本等少數國家試用。
易切割鋼發展迅速，品種和品牌數量不斷增加，產量逐漸增加。美國、日本、英國、前聯邦德國和前蘇聯有31個鋼號(AISI)，少者有7個鋼號(FOCT)。該品種已擴展到扁鋼和管易。日本易切割鋼產量最高，增長最快。1965年接近10萬t，1985年達到1OO硫系統00噸，其中硫系統占64.4%。汽車制造業易切鋼消耗量約40%~46%，工業機械消耗量約10%，家用品等消耗量約6%。
自20世紀50年代以來，中國硫系易切割鋼（主要是低碳自動機床加工鋼）于1975年批準了易切割鋼的新標準GBl91-75。鈣和鈦易切割鋼自20世紀70年代以來一直在試驗中。然而，含鉛、硒或鈦易切割鋼需要特殊保護，以消除公共危害，但尚未正式。自1977年以來，中國研究了含稀土易切割鋼。
分類可分為：(1)硫易切割鋼。硫與錳與鐵的混合可中斷基體金屬的連續性，促進片段形成小而短的卷曲半徑，易于消除，減少工具磨損，降低加工表面粗糙度，提高工具壽命。隨著鋼中硫含量的增加，鋼的切割性通常會增加。但鋼的縱向和橫向機械性能差異較大，橫向塑料和韌性差，疲勞和耐腐蝕性降低。當鋼中硫含量過高時，會導致熱脆性，難以加工難，鋼的機械性能惡化。一般硫含量為0.08%~0.30%，有的可提高到0.4%，易切工具鋼和不銹鋼的硫含量應在0.06%~0.10%之間。
將磷加入鋼中，磷含量一般為0.04%~o.12%的磷溶于鐵素體，會提高硬度和強度，降低韌性，使切屑容易斷裂和排除，從而獲得良好的加工表面粗糙度。但磷含量過高會顯著降低塑性和硬度，對鋼材切割有害。
(2)鉛易切割鋼。鉛在鋼中呈小金屬顆粒狀，分布均勻或附著在硫化物周圍。由于鉛熔點較低，熔融滲出在切割過程中起到潤滑作用，減少摩擦，提高切割性，但不影響室溫的力學性能。鋼中鉛含量一般為0.10%~0.35%。由于鉛的比例較大，如含量過高，容易引起嚴重偏析，形成大顆粒夾雜物，但降低鉛對切割加工的有利作用。在低碳結構鋼中加入鉛和硫復合，提高鋼的切削效果。
(3)鈣易切割鋼。鋼中鈣與鋁、硅結合形成低熔點復合氧化物(主要是CaO61Al2O361SiO2)高速切削時，鈣氧化物附著在切削工具表面進行潤滑和減摩，從而提高刀具的使用壽命。若同時含有硫、鉛等元素，其復用會使切削效果更好。
自20世紀80年代以來，隨著切削工具的改進，鈣易切削鋼被涂上T|N涂層工具對滾齒刀、插齒刀等工具成本高的齒輪加工工具有重要作用。
(4)硒、鈀易切割鋼。硒含量在0.03%~0.10%左右，可達0.15%。硒如硒FeSe、MnSe鋼中存在其它形式，其功能與硫相似。對于切削度高、塑性好的鋼，在鋼中加硒比硫好?？蓡为毺砑樱部膳c鉛或硫同時添加到鋼中，形成復合夾雜物，降低切割阻力和切割熱量，易于消除芯片，顯著提高鋼的切割性能，獲得良好的加工表面粗糙度。然而，添加硫后，鋼的塑性和韌性會略有降低。硒和銻通常用于合金鋼。鉍在鋼中的作用與鉛相似，呈小金屬顆粒夾雜物，分布均勻或附著在硫化物周圍。
除上述易切元素外，其它元素對鋼的切割也有一定的影響：(1)碳。鋼的碳含量與鋼的切割性能有關。碳含量過低，組織中會出現大量鐵素體。鋼的硬度和強度都很低。芯片容易粘在刀片上形成刀瘤。芯片撕裂斷裂，切割減少，加工表面粗糙度高。碳含量過高，珠光體積增加，硬度和強度增加，切削阻力增加，切削惡化。碳含量為0.15%~0.25%~0.25%。(2)錳。錳與硫混合，使切屑易斷裂，提高鋼的切削性，消除或削弱硫引起的熱脆性。因此，應保證錳含量在0.60%~1.60%之間，并保持適當Mn／S比例。(3)硅和鋁。硅和鋁對鋼的切割有害。硅部分固溶于鐵素體，提高鋼的硬度，使切割加工困難。此外，硅在鋼中與氧結合，形成高硬度氧化硅夾雜物，增加刀具磨損，降低使用壽命。因此，易切割鋼中的硅含量應較低。鋁通常作為脫氧劑添加到鋼中，其中大部分與氧結合產生小、脆、硬的氧化鋁，以增加工具的磨損。添加硅和鋁也會降低鋼的氧含量，使硫化物混合成細長的條狀分布，惡化鋼的切割。(4)氧和氮。氧氣通常對鋼有害，因為它降低了鋼的力學性能，但很容易增加切割鋼的氧含量，使硫化物呈紡錘形分布，提高了鋼的切割性能。氮能提高鋼的強度，但能增加脆性，在切割過程中形成短片。鋼含有微量氮(≤0.002%)有利于工件的切割和表面質量，但當含量過高時，鋼的強化作用會增加，不利于刀具的使用壽命。
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