EP1300482B1 - Hot-work tool-steel article - Google Patents

Hot-work tool-steel article Download PDF

Info

Publication number
EP1300482B1
EP1300482B1 EP02450181A EP02450181A EP1300482B1 EP 1300482 B1 EP1300482 B1 EP 1300482B1 EP 02450181 A EP02450181 A EP 02450181A EP 02450181 A EP02450181 A EP 02450181A EP 1300482 B1 EP1300482 B1 EP 1300482B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hot
work tool
steel article
steel
article according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP02450181A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1300482A1 (en
Inventor
Kay Fisher
Herbert Schweiger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voestalpine Boehler Edelstahl GmbH
Original Assignee
Boehler Edelstahl GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Boehler Edelstahl GmbH filed Critical Boehler Edelstahl GmbH
Priority to SI200230254T priority Critical patent/SI1300482T1/en
Publication of EP1300482A1 publication Critical patent/EP1300482A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1300482B1 publication Critical patent/EP1300482B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/22Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/24Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18Hardening; Quenching with or without subsequent tempering

Definitions

  • the invention relates to a hot-work tool steel article, in particular tool for forming metals and alloys at elevated temperatures.
  • tools that are stressed at elevated temperature, for example, extrusion dies, forging tools, die casting dies, Press punches, mandrels and the like. Materials are required, the load corresponding mechanical material properties at temperatures of optionally 550 ° C and above and possess these properties during maintained a long service life.
  • the expert is known that a tempering resistance or an unchanged Maintaining the mechanical properties of a thermally tempered Steel article is effected at elevated temperature by special carbides, the at carbon concentrations in the range of 0.5 wt.% and at chromium levels from 3 to 5 wt .-% Cr of the alloy can be formed, wherein molybdenum-tungsten and Vanadin content whose warm stability further increased.
  • the usual Hot work steels essentially have contents in wt .-% of 0.35 to 0.665 C, 2.0 to 7.0 Cr, 1.5 to 8.0 Mo and / or 1.5 to 18.0 W and 0.4 to 2.0 V, wherein Vanadium by higher molybdenum or especially higher Tungsten concentrations can be replaced.
  • a powder metallurgically produced hot-work steel which is characterized by a content of Carbides of type MC is characterized by 1.5 to 2.5 vol .-%, is from the WO 00/26427 become known.
  • a material hardness of 58 to 59 HRC at which increasingly tools are to be provided for cold work, both act higher as well as lower MC contents than 2.5 to 1.5 vol .-% disadvantageous to the Impact toughness.
  • the Invention Based on the knowledge and the resulting resulting technical solutions of the metallurgical experts is the Invention the task is based on the shortcomings in the given state of the art and to create a hot-work tool steel object that at high Material hardening and the like strength properties simultaneously Ensures toughness values at a significantly elevated level and at good thermal conductivity improved resistance to wear at elevated Temperatures and an effective extension of the life of the part at reinforced, possibly jerky stresses.
  • the in Claim 1 specified impact work SBP is in accordance with STEEL EISEN test sheets (SEP) 1314 determined, the determination of the notch impact work has to DIN EN 10045.
  • SEP STEEL EISEN test sheets
  • the advantages achieved by the invention are essentially to be seen in that by alloy technology or by a balanced concentration of carbon and carbide-forming elements in steel Solid solution hardening with low carbide content is possible. It can Curing to values greater than 58 according to the lighter carbon solubility HRC of lower Austenitmaschinestemperaturen, for example, from 1080 ° C or lower, which promotes the fine granularity of the material and advantageous in the With regard to high material toughness.
  • a carbon content of at least 0.451 wt% is important to the minimum activity of carbon for a strain of the lattice of the Matrix crystals and a carbide formation tendency in the proposed chromium-molybdenum and vanadium concentrations, but higher Carbon contents of the alloy as 0.598 wt .-% one the wear resistance although promoting, but the hardness and toughness of the object adversely have an influencing effect.
  • the chromium content is synergistic in the narrow To set limits between 4,21 and 4,98% by weight.
  • the choice of the contents of carbon and vanadium is made so that the ratio: concentration of V broken by that of C equals 0.82 to 1.38.
  • concentration of V broken by that of C equals 0.82 to 1.38.
  • An increase in hardness with increase in the tempering resistance, an improvement in the Hot wear resistance and service life of a hot work tool steel article can be achieved if the ratio of the concentrations of Chromium + molybdenum + vanadium broken by the carbon content between 15.2 and 18.4.
  • the hot-work steel article preferably has a share in the Solidification in the melt formed carbides of less than 0.45 vol .-%. On the one hand, this results in a depletion of the mixed crystals with respect to the Prevents carbon and to achieve a further increase in hardness, On the other hand, it has been found that increasing the thermal conductivity of the Hot working steel material achieved. An improvement in thermal conductivity By reducing the carbide content in the material is still scientifically not secured, but could at an interface kinetics and / or on the Properties of the carbides are based.
  • a hot work tool steel article having a particularly high performance profile may be produced when at one temperature of 500 ° C one or both of the mechanical steels value (s) is equal to or greater than: Bending work: SBP 180 J Longitudinal impact: Charpy-U 14 J and the hardness at RT is 59 HRC and higher.
  • Table 1 gives the chemical compositions of some of the materials investigated in the development work.
  • Chemical composition wt% alloy C Si Mn Cr V Not a word Co A 00:39 00:23 00:32 4.27 00:52 2.90 B 00:52 00:25 00:25 4:45 0.68 3.21 C 00:43 00:28 00:24 4:48 00:58 4:36 D 00:40 00:28 00:24 4:37 0.80 4:39 e 00:48 00:30 00:26 4:48 00:56 3.10 F 00:52 00:17 00:16 4:38 00:54 4:57 G 00:53 00:29 00:26 4:51 0.84 4:56 1.2367 00:38 00:35 00:32 5:07 0.67 2.83 ⁇ 1.2885 00:38 00:28 00:37 2.95 0.67 2.83 2.9
  • the materials designated in Table 1 with alloys B and E have a Composition according to the invention, with 1.2367 and 1.2885 are samples with The material numbers are marked according to DIN steel iron list, the latter Sample with respect to the carbon content outside the prescribed Borders lies.
  • Time temperature Time number A 1100 ° C 30 min 560 ° C 60min 3x 56 B 1060 ° C 30 min 560 ° C 60min 3x 59 C 1100 ° C 30 min 530 ° C 60min 3x 59 D 1100 ° C 30 min 560 ° C 60min 3x 56 e 1060 ° C 30 min 560 ° C 60min 3x 58 F 1060 ° C 30 min 550 ° C 60min 3x 58 G 1060 ° C 30 min 550 ° C 60min 3x 59 1.2367 1100 ° C 30 min 550 ° C / 120min + 560 ° C / 120min 56 ⁇ 1.2885 1100 ° C 30 min 550 ° C / 120min + 560 ° C / 120min 56 ⁇ 1.2885 1100 ° C 30 min 550 ° C / 120min + 560 ° C / 120min 56 ⁇ 1.2885 1100 ° C 30 min 550 ° C / 120min + 560
  • the alloy A is opposite to the invention Alloys lowered hardness as well as impact resistance and notched impact values because apparently due to the low carbon content is not sufficient Matrix strength has been achieved.
  • the material of alloy C has one high hardness, but a very low toughness, indicating a low Carbon content in conjunction with a high molybdenum concentration, so on a matrix depletion, indicates.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Coating With Molten Metal (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
  • Meat, Egg Or Seafood Products (AREA)
  • Thermotherapy And Cooling Therapy Devices (AREA)
  • Control And Other Processes For Unpacking Of Materials (AREA)
  • Telephone Function (AREA)

Abstract

Heat-deviating steel object is made from a composition containing (in wt.%): 0.451-0.598 carbon, 0.11-0.29 silicon, 0.11-0.39 manganese, 4.21-4.98 chromium, 2.81-3.29 molybdenum, 0.41-0.69 vanadium and a balance of iron and impurities. The object has a hardness of at least 58 HRC at an impact bending force of at least 170 J and a notched bar impact work of at least 11 J. <??>Preferred Features: The ratio of the concentration of vanadium to carbon is 0.82-1.38. The ratio of chromium + molybdenum + vanadium is 15.2 to 18.4.

Description

Die Erfindung betrifft einen Warmarbeitsstahlgegenstand, insbesondere Werkzeug zur Umformung von Metallen und Legierungen bei erhöhten Temperaturen. Für Bauteile, vor allem Werkzeuge, die bei erhöhter Temperatur beansprucht werden, zum Beispiel Strangpreßmatrizen, Schmiedewerkzeuge, Druckgießformen, Preßstempel, Dorne und dgl. sind Werkstoffe erforderlich, die belastungsgemäß entsprechende mechanische Materialeigenschaften bei Temperaturen von gegebenenfalls 550 °C und darüber besitzen und diese Eigenschaften während einer langen Einsatzzeit aufrecht erhalten.The invention relates to a hot-work tool steel article, in particular tool for forming metals and alloys at elevated temperatures. For Components, especially tools that are stressed at elevated temperature, for example, extrusion dies, forging tools, die casting dies, Press punches, mandrels and the like. Materials are required, the load corresponding mechanical material properties at temperatures of optionally 550 ° C and above and possess these properties during maintained a long service life.

Gemäß dem Stand der Technik erscheinen jedoch höchste Werkstoffhärte und Zähigkeit, geringste plastische Verformung bei extremen Beansspruchungen, hoher Verschleißwiderstand, Anlaßbeständigkeit und gute Dauerstandseigenschaften eines Warmarbeitsstahles im Temperaturbereich von über 550°C nicht im gewünschten Ausmaß gleichzeitig durch legierungstechnische Maßnahmen erreichbar zu sein. Es sind also bei gegebenen thermischen und mechanischen Beanspruchungen eines Gegenstandes dessen chemische Zusammensetzung und Wärmebehandlung so auszuwählen, daß das Profil der dadurch erzielbaren Materialeigenschaften den Anforderungen möglichst nahe kommt, wobei oft kürzere Standzeiten des Gegenstandes oder Werkzeuges toleriert werden müssen.According to the prior art, however, the highest hardness of the material and Toughness, minimal plastic deformation under extreme conditions, high Wear resistance, tempering resistance and good fatigue properties of hot-working steel in the temperature range above 550 ° C not in the desired extent simultaneously by alloying measures to be reached. So there are given thermal and mechanical Stresses of an object whose chemical composition and To select heat treatment so that the profile of the achievable Material properties as close as possible to requirements, often shorter Service life of the object or tool must be tolerated.

Die Werkstoffwissenschaft ist seit langem mit dem Problem konfrontiert, die Langzeit-Gebrauchseigenschaften bei erhöhter Temperatur von Gegenständen aus Warmarbeitsstahl zu verbessern und eine Legierung zu finden, mit welcher bei thermischem Vergüten eine hohe Materialzähigkeit bei hoher Härte erreicht werden kann, so daß dadurch die Bruchgefahr auch bei schlagartiger Beanspruchung eines Teiles und die plastische Verformung sowie der Verschleiß minimiert werden. Dabei sind auch die Anlaßbeständigkeit und die Wärmeleitfähigkeit des Werkstoffes zu berücksichtigen.Materials science has long been confronted with the problem that Long-term use properties at elevated temperature of objects To improve hot working steel and to find an alloy with which at thermal quenching a high material toughness can be achieved at high hardness can, so that thereby the risk of breakage even with sudden stress of a Part and the plastic deformation and wear are minimized. there are also the tempering resistance and the thermal conductivity of the material too consider.

Dem Fachmann ist bekannt, daß eine Anlaßbeständigkeit bzw. ein unverändertes Aufrechterhalten der mechanischen Eigenschaften eines thermisch vergüteten Stahlgegenstandes bei erhöhter Temperatur durch Sonderkarbide bewirkt wird, die bei Kohlenstoffkonzentrationen im Bereich von 0,5 Gew.-% und bei Chromgehalten von 3 bis 5 Gew.-% Cr der Legierung ausbildbar sind, wobei Molybdän-Wolfram und Vanadin-Gehalte deren Warmbeständigkeit weiter erhöhten. Die üblichen Warmarbeitsstähle besitzen im wesentlichen Gehalte in Gew.-% von 0,35 bis 0,665 C, 2,0 bis 7,0 Cr, 1,5 bis 8,0 Mo und/oder 1,5 bis 18,0 W sowie 0,4 bis 2,0 V, wobei Vanadin durch höhere Molybdän- oder insbesondere durch höhere Wolframkonzentrationen ersetzt werden kann.The expert is known that a tempering resistance or an unchanged Maintaining the mechanical properties of a thermally tempered Steel article is effected at elevated temperature by special carbides, the at carbon concentrations in the range of 0.5 wt.% and at chromium levels from 3 to 5 wt .-% Cr of the alloy can be formed, wherein molybdenum-tungsten and Vanadin content whose warm stability further increased. The usual Hot work steels essentially have contents in wt .-% of 0.35 to 0.665 C, 2.0 to 7.0 Cr, 1.5 to 8.0 Mo and / or 1.5 to 18.0 W and 0.4 to 2.0 V, wherein Vanadium by higher molybdenum or especially higher Tungsten concentrations can be replaced.

Um eine hohe Härtbarkeit des Warmarbeitsstahles bei guter Anlaßbeständigkeit und Verschleißbeständigkeit auch bei einer Vergütung von Gegenständen mit großem Durchmesser zu erreichen, wird gemäß EP- 0249855 angeregt, eine Stahlzusammensetzung von im wesentlichen in Gew.-% C = 0,42 bis 0,5, Mn = 0,35 bis 0,6, Si = 0,8 bis 1,2, Cr = 5,8 bis 6,2, Mo = 1,85 bis 1,95, V = 0,7 bis 0,9 zu verwenden. Im Vergleich mit einem Stahl nach AISI Type H 13 werden bei der obigen Legierungszusammensetzung eine Verbesserung der Zähigkeit, Härte, Festigkeit und des Verschleißwiderstandes erreicht. Eine Vergütung auf eine Härte von über 58 HRC bewirkt jedoch eine Grobkornbildung des Gefüges und nachteilige Zähigkeitsverluste.To a high hardenability of the hot work tool steel with good tempering resistance and Wear resistance even with a compensation of items with large To reach diameter is excited according to EP-0249855, a Steel composition of essentially in wt% C = 0.42 to 0.5, Mn = 0.35 to 0.6, Si = 0.8 to 1.2, Cr = 5.8 to 6.2, Mo = 1.85 to 1.95, V = 0.7 to 0.9 use. In comparison with a steel after AISI Type H 13 at the above alloy composition, an improvement in toughness, hardness, Strength and wear resistance achieved. A remuneration on a hardness greater than 58 HRC, however, causes coarse grain formation of the texture and adverse Viscous dissipation.

Um die mechanischen Hochtemperatureigenschaften, insbesondere bei zyklischer Belastung, zu verbessern, ist auch die Verwendung eines kobalthältigen pulvermetallurgisch hergestellten Warmarbeitsstahles (US- 6,015,446) vorgeschlagen worden.To the mechanical high temperature properties, especially at cyclic Strain, to improve, is also the use of a cobalt-containing hot-work steel produced by powder metallurgy (US Pat. No. 6,015,446) been proposed.

Aus der AT 403 058 (EP-A-733719) ist bekannt, für Werkzeuge zur spanlosen Warmformgebung von Metallen und Legierungen einen Warmarbeitsstahl mit erhöhten Aluminiumgehalten zu verwenden. Dieser Stahl ist durchaus für höhere Arbeitstemperaturen geeignet, weist jedoch bei Härtewerten von über 58 HRC eine Tendenz zur Versprödung auf.From AT 403 058 (EP-A-733719) is known for tools for chipless thermoforming of metals and alloys a hot-work tool with increased To use aluminum contents. This steel is quite for higher Working temperatures suitable, but has a hardness values of about 58 HRC Tendency to embrittlement.

Als Werkstoff für Warmarbeitswerkzeuge, die eine Wärmeleitfähigkeit von über 35 W/m k aufweisen müssen, wird nach EP-0632139 eine Legierung bestehend im wesentlichen aus in Gew.-% C = 0,3 bis 0,5, Si < 0,9, Mn < 1,0, Cr= 2,0 bis 4,0, Mo =3,5 bis 7,0, 0,3 bis 1,5 V und/oder Ti und/oder Nb, Al = 0,005 bis 0,1 vorgeschlagen, um damit eine geringere Belastung der Werkzeugoberfläche und einen flacheren Temperaturgrandienten im Werkzeug zur Vermeidung von Thermoschock- und spannungsrissen zu erzielen.As a material for hot working tools that have a thermal conductivity of over 35 Must have w / m k, according to EP-0632139 an alloy consisting in Substantially in wt% C = 0.3 to 0.5, Si <0.9, Mn <1.0, Cr = 2.0 to 4.0, Mo = 3.5 to 7.0, 0.3 to 1.5 V and / or Ti and / or Nb, Al = 0.005 to 0.1 suggested, thereby reducing the load on the tool surface and a flatter temperature gradient in the tool to avoid Thermal shock and voltage cracks to achieve.

Die EP- 0939140 offenbart einen Warmarbeitsstahl bestehend im wesentlichen aus in Gew.-% C = 0,25 bis 0,79, Cr = 1,10 bis 7,95, Mo = 0,56 bis 3,49, V= 0,26 bis 1,48, Fe = Rest. Zur Verbesserung der Eigenschaften des verformten Werkstoffes bei hohen Temperaturen sind bei obiger Legierung die Verunreinigungs- und Begieitelemente eingeschränkt. Mit dieser Maßnahme können nach einer Vergütung des Werkstoffes auf eine Härte kleiner als HRC = 56 hohe Werte für die Warmfestigkeit, die Warmzähigkeit und den Warmverschteißwiderstand erreicht werden, allerdings wurde eine starke Streung der jeweiligen mechanischen Eigenschaften bei hoher Temperatur bei einer Vergütung auf eine Härte des Gegenstandes von größer als 58 HRC festgestellt.EP-0939140 discloses a hot work tool consisting essentially of in weight% C = 0.25 to 0.79, Cr = 1.10 to 7.95, Mo = 0.56 to 3.49, V = 0.26 to 1.48, Fe = remainder. To improve the properties of the deformed material At high temperatures are in the above alloy, the impurity and Begieitelemente limited. With this measure can after a remuneration of the material to a hardness less than HRC = 56 high values for the Heat resistance, hot toughness and hot shearing resistance However, there was a strong spread of the respective mechanical Properties at high temperature with a compensation to a hardness of Item of greater than 58 HRC.

Ein pulvermetallurgisch hergestellter Warmarbeitsstahl, der durch einen Gehalt an Karbiden vom Typ MC von 1,5 bis 2,5 Vol.-% gekennzeichnet ist, ist aus der WO 00/26427 bekannt geworden. Ober einer Werkstoffhärte von 58 bis 59 HRC, bei welcher zunehmend Werkzeuge für die Kaltarbeit vorzusehen sind, wirken sowohl höhere als auch niedrigere MC-Gehalte als 2,5 bis 1,5 Vol.-% nachteilig auf die Schlagbiegezähigkeit. A powder metallurgically produced hot-work steel, which is characterized by a content of Carbides of type MC is characterized by 1.5 to 2.5 vol .-%, is from the WO 00/26427 become known. Above a material hardness of 58 to 59 HRC, at which increasingly tools are to be provided for cold work, both act higher as well as lower MC contents than 2.5 to 1.5 vol .-% disadvantageous to the Impact toughness.

Weiter ist aus der EP 0 869 196 A2 ein Kaltarbeitstahlwerkzeug bekannt geworden, zu dessen Herstellung ein Stahl mit einem Zusammensetzungsbereich von (in Gew.-%) C = 0.5 bis 0.8, Si < 1.0, Mn = 0.25 bis 1.50, Cr = 4.0 bis 8.0, Mo = 1.0 bis 5.0, V = 0.2 bis 1.0, Niob = 0.2 bis 2.0, optional Nickel bis zu 2.5 und optional Wolfram bis 2.5, Rest Eisen und herstellungsbedingte Verunreinigungen, eingesetzt wird. Ausgehend vom Wissensstand und den sich daraus ergebenden technischen Lösungsansätzen der metallurgischen Fachwelt liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Mängel im gegebenen Stand der Technik zu beseitigen und einen Warmarbeitsstahlgegenstand zu schaffen, der bei hohen Materialhärten und dergleichen Festigkeitseigenschaften gleichzeitig Zähigkeitswerte auf einem wesentlich angehobenen Niveau sicherstellt und bei guter Wärmeleitfähigkeit eine verbesserte Verschleißbeständigkeit bei erhöhten Temperaturen und eine wirkungsvolle Verlängerung der Standzeit des Teiles bei verstärkten, gegebenenfalls stoßartigen Beanspruchungen erbringt. Furthermore, EP 0 869 196 A2 has disclosed a cold work tool steel, for its production, a steel with a composition range of (in% by weight) C = 0.5 to 0.8, Si <1.0, Mn = 0.25 to 1.50, Cr = 4.0 to 8.0, Mo = 1.0 to 5.0, V = 0.2 to 1.0, niobium = 0.2 to 2.0, optional nickel up to 2.5 and optionally tungsten to 2.5, balance iron and manufacturing impurities, is used. Based on the knowledge and the resulting resulting technical solutions of the metallurgical experts is the Invention the task is based on the shortcomings in the given state of the art and to create a hot-work tool steel object that at high Material hardening and the like strength properties simultaneously Ensures toughness values at a significantly elevated level and at good thermal conductivity improved resistance to wear at elevated Temperatures and an effective extension of the life of the part at reinforced, possibly jerky stresses.

Diese Aufgabe löst ein Warmarbeitsstahlgegenstand nach Anspruch 1. Die in Anspruch 1 angegebene Schlagbiegearbeit SBP wird gemäß STAHL-EISEN-Prüfblätter (SEP) 1314 ermittelt, die Feststellung der Kerbschlagarbeit hat nach DIN EN 10045 zu erfolgen. Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß durch die Legierungstechnik bzw. durch eine jeweils ausgewogene Konzentration von Kohlenstoff und von den karbidbildenden Elementen im Stahl eine Mischkristallhärtung mit geringem Karbidanteil ermöglicht ist. Dabei kann entsprechend der leichteren Kohlenstofflöslichkeit eine Härtung auf Werte über 58 HRC von niedrigeren Austenitisierungstemperaturen, zum Beispiel von 1080 °C oder niedriger, erfolgen, was die Feinkörnigkeit des Werkstoffes fördert und vorteilhaft im Hinblick auf hohe Materialzähigkeit wirkt. Mit anderen Worten, es wurde gefunden, daß durch bestimmte Konzentrationen in engen Grenzen von Kohlenstoff und von den sonderkarbid- und monokarbidbildenden Elementen beim thermischen Vergüten eine gewünschte Mischkristallhärtbarkeit gefördert und eine Karbidhärtung bzw. eine härtesteigernde Ausscheidung von gröberen Karbiden auf Kosten der Matrixhärte weitgehend unterdrückt werden.This object is achieved by a hot-rolled steel article according to claim 1. The in Claim 1 specified impact work SBP is in accordance with STEEL EISEN test sheets (SEP) 1314 determined, the determination of the notch impact work has to DIN EN 10045. The advantages achieved by the invention are essentially to be seen in that by alloy technology or by a balanced concentration of carbon and carbide-forming elements in steel Solid solution hardening with low carbide content is possible. It can Curing to values greater than 58 according to the lighter carbon solubility HRC of lower Austenitisierungstemperaturen, for example, from 1080 ° C or lower, which promotes the fine granularity of the material and advantageous in the With regard to high material toughness. In other words, it was found that by certain concentrations within narrow limits of carbon and of the special carbide and monocarbide forming elements during thermal quenching promoted a desired Mischkristallhärtbarkeit and carbide hardening or a hardness-increasing precipitation of coarser carbides at the expense of matrix hardness be largely suppressed.

Es ist erfindungsgemäß wichtig, auf Grund der Wechselwirkungen der Elemente, besser dargestellt, der Aktivitäten der reagierenden Elemente, diese aufeinander abzustimmen. Ein Kohlenstoffgehalt von mindestens 0,451 Gew.-% ist wichtig, um die Mindestaktivität von Kohlenstoff für eine Verspannung des Gitters der Matrixkristalle und eine Karbidbildungstendenz bei den vorgesehenen Chrom-Molybdän und Vanadin- Konzentrationen sicherzustellen, wobei jedoch höhere Kohlenstoffgehalte der Legierung als 0,598 Gew.-% eine den Verschleißwiderstand zwar fördernde, jedoch die Härte und Zähigkeit des Gegenstandes nachteilig beeinflussende Wirkung haben. Der Chromgehalt ist synergetisch in den engen Grenzen zwischen 4,21 und 4,98 Gew,-% einzustellen. Höhere Cr- Konzentrationen als 4,98 Gew.-% können die Anlaßbeständigkeit des Warmarbeitsstahles zu tieferen Temperaturen verschieben, hingegen bewirken geringere Chromwerte als 4,21 Gew.-% eine verminderte Neigung zur Sonderkarbidbildung. Die durch ihre Gehalte bestimmte Akitivität von Molybdän und Vanadin gegenüber Kohlenstoff ist im Hinblick auf die Matrixhärtung bei der Vergütung von besonderer Bedeutung. Es wurde gefunden, daß Mo eine Art maskierende Wirkung für V besitzt und bei Gehalten von mindestens 2,81 Gew.-% eine VC-Monokarbidausscheidung und damit eine Matrixabreicherung verzögert. Andererseits ist bei Molybdängehalten über 3,29 Gew.-% die Affinität zu Kohlenstoff so groß, daß eine Lösung desselben bei einer Austenitisierung des Gegenstandes stark verzögert oder verringert werden kann. Für eine entsprechende Entwicklung der Sekundärhärte beim Anlassen des Warmarbeitsstahlgegenstandes ist ein Mindestgehalt von 0,41 Gew.-% V erforderlich, höhere Gehalte als 0,69 Gew.-% V steigern die Tendenz zur Monokarbidbildung, die auch hinsichtlich einer, wie gefunden wurde, Verminderung der Wärmeleitung des Stahles nachteilig wirken kann. Silizium in Konzentrationen zwischen 0,11 und 0,29 Gew.-% ist wichtig für eine effiziente Desoxidation des Flüssigstahles. Höhere Si-Gehalte als 0,29 Gew.-% verschlechtern die Materialzähigkeit bei den vorgesehenen Anwendungstemperaturen. Mangan ist zur Abbindung von Schwefel erforderlich. Bei Verwendung der modernen Entschwefelungsmethoden ist es möglich, die Mangangehalte mit mindestens 0,11 Gew.-% niedrig zu halten. Höhere Mangankonzentrationen als 0,39 Gew.-% können insbesondere mit weiteren korngrenzenaktiven Elementen die Warmzähigkeit des Stahles verschlechtern.It is important according to the invention, due to the interactions of the elements, better represented, the activities of the reacting elements, these to each other vote. A carbon content of at least 0.451 wt% is important to the minimum activity of carbon for a strain of the lattice of the Matrix crystals and a carbide formation tendency in the proposed chromium-molybdenum and vanadium concentrations, but higher Carbon contents of the alloy as 0.598 wt .-% one the wear resistance although promoting, but the hardness and toughness of the object adversely have an influencing effect. The chromium content is synergistic in the narrow To set limits between 4,21 and 4,98% by weight. Higher Cr concentrations 4.98 wt.%, the tempering resistance of the hot work tool steel may lower Temperatures, however, cause lower chromium levels than 4.21 Wt .-% a reduced tendency to special carbide formation. The by their content certain activity of molybdenum and vanadium over carbon is im With regard to the matrix curing in the remuneration of particular importance. It it was found that Mo has a kind of masking effect for V and in At least 2.81% by weight of a VC monocarbide precipitate and thus delaying a matrix depletion. On the other hand, with molybdenum contents above 3.29 wt .-% of the affinity for carbon so large that a solution of the same at austenitization of the object is greatly delayed or reduced can. For a corresponding development of the secondary hardness when starting the Hot work tool steel article is a minimum content of 0.41 wt .-% V higher contents than 0.69 wt .-% V increase the tendency to Mono carbide formation, which was also found in terms of a reduction the heat conduction of the steel may be detrimental. Silicon in concentrations between 0.11 and 0.29 wt.% is important for efficient deoxidation of the Liquid steel. Higher Si contents than 0.29 wt% deteriorate the Material toughness at the intended application temperatures. Manganese is for Setting of sulfur required. When using the modern Desulphurization is possible, the manganese content with at least 0.11 % By weight to be kept low. Higher manganese concentrations than 0.39 wt .-% can in particular with other grain boundary active elements the toughness of the Steel deteriorate.

Aus obigen Ausführungen kann ersehen werden, daß eine erfindungsgemäße synergetische Wahl der jeweiligen Konzentrationen von Kohlenstoff, Silizium, Mangan, Chrom, Molybdän und Vanadin die Voraussetzungen darstellen, einen Warmarbeitsstahlgegenstand mit hoher Härte von 58 HRC und höher mit gleichzeitig überragender Zähigkeit durch thermisches Vergüten zu erstellen.From the above, it can be seen that an inventive synergetic choice of the respective concentrations of carbon, silicon, Manganese, chromium, molybdenum and vanadium are the prerequisites Hot work steel article with high hardness of 58 HRC and higher with at the same time to provide superior toughness through thermal quenching.

Mit Vorteil wird die Wahl der Gehalte an Kohlenstoff und Vanadin so getroffen, daß der Verhältniswert: Konzentration von V gebrochen durch diejenige von C gleich 0,82 bis 1,38 beträgt. Durch dieses Verhältnis in engen Grenzen wird bildungskinetisch das Monokarbid zu Gunsten des Matrixgehaltes zurückgedrängt und die Mischkristallhärtbarkeit bevorzugt.Advantageously, the choice of the contents of carbon and vanadium is made so that the ratio: concentration of V broken by that of C equals 0.82 to 1.38. By this ratio within narrow limits becomes Kinetic kinetically pushed back the monocarbide in favor of the matrix content and the mixed crystal curability is preferred.

Eine Härtesteigerung bei Erhöhung der Anlaßbeständigkeit, eine Verbesserung der Warmverschleißfestigkeit und Standzeit eines Warmarbeitsstahlgegenstandes können erreicht werden, wenn der Verhältniswert der Konzentrationen von Chrom+Molybdän+ Vanadin gebrochen durch den Kohlenstoffgehalt zwischen 15,2 und 18,4 beträgt.An increase in hardness with increase in the tempering resistance, an improvement in the Hot wear resistance and service life of a hot work tool steel article can be achieved if the ratio of the concentrations of Chromium + molybdenum + vanadium broken by the carbon content between 15.2 and 18.4.

Vollkommen überraschend, weil Molybdän und Wolfram hinsichtlich ihrer Neigung zur Karbidbildung als austauschbar gelten, wurde gefunden, daß Wolfram die Tendenz zur Primärkarbidbildung fördert und insbesondere Seigerungen und gegebenenfalls das Kornwachstum begünstigt, wobei ein Seigerungsabbau durch Glühung des Warmarbeitsstahles durch Wolfram wesentlich verringert ist. Erfindungsgemäß soll daher der Wolframgehalt des Warmarbeitsstahlgegenstandes geringer als 0,1 Gew.-% sein.Completely surprising, because molybdenum and tungsten in terms of their inclination For carbide formation as interchangeable, it was found that tungsten Tendency to primary carbide formation promotes and in particular segregations and optionally promotes grain growth, with a Seigerungsabbau by Annealing of hot-work steel by tungsten is substantially reduced. According to the invention, therefore, the tungsten content of Hot-work tool steel article less than 0.1% by weight.

Der Warmarbeitsstahlgegenstand weist vorzugsweise einen Anteil an bei der Erstarrung in der Schmelze gebildeten Karbiden von kleiner als 0,45 Vol.-% auf. Einerseits erscheint dadurch eine Abreicherung der Mischkristalle bezüglich des Kohlenstoffes verhindert und eine weitere Härtesteigerung erreichbar zu sein, andererseits wird, wie gefunden wurde, eine Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit des Warmarbeitsstahlwerkstoffes erreicht. Eine Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit durch eine Verringerung des Karbidanteiles im Werkstoff ist wissenschaftlich noch nicht gesichert, könnte aber auf einer Grenzflächenkinetik und/oder auf den Eigenschaften der Karbide beruhen. The hot-work steel article preferably has a share in the Solidification in the melt formed carbides of less than 0.45 vol .-%. On the one hand, this results in a depletion of the mixed crystals with respect to the Prevents carbon and to achieve a further increase in hardness, On the other hand, it has been found that increasing the thermal conductivity of the Hot working steel material achieved. An improvement in thermal conductivity By reducing the carbide content in the material is still scientifically not secured, but could at an interface kinetics and / or on the Properties of the carbides are based.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind eine Verringerung der Verunreinigung und/oder Begleitelemente vorteilhaft für verbesserte Gebrauchseigenschaften des Warmarbeitsstahlgegenstandes bei erhöhten Temperaturen vorzusehen. Die dies-bezüglich vorgesehenen Einzel- und Sammelkonzentrationen der Elemente sind im kennzeichnenden Teil des Anspmches 5 und des Anspruches 7 angegeben.In a further embodiment of the invention, a reduction of Contamination and / or accompanying elements advantageous for improved Performance characteristics of the hot work steel object at elevated To provide temperatures. The this-respect provided individual and Collection concentrations of the elements are in the characterizing part of Anspmches 5 and claim 7 specified.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, den Stickstoffgehalt der Legierung mit 0,025 Gew.-% nach oben zu begrenzen, weil Stickstoff mit den karbidbildenden Elementen Cr. Mo und V stabile Nitride bildet, wodurch vergütungstechnische Nachteile entstehen können.It has proven to be advantageous to use the nitrogen content of the alloy 0.025 wt .-% to limit, because nitrogen with the carbide-forming Elements cr. Mo and V forms stable nitrides, making remuneration-technical Disadvantages can arise.

Ein Warmarbeitsstahlgegenstand mit besonders hohem Leistungsprofil kann erstellt werden, wenn bei einer Temperatur von 500°C ein oder beide Wert(e) der mechanischen Stahleigenschaften gleich oder größer ist (sind) als:
Schlagbiegearbeit: SBP 180 J
Kerbschlagarbeit in Längsrichtung: Charpy-U 14 J
und die Härte bei RT 59 HRC und höher beträgt.
A hot work tool steel article having a particularly high performance profile may be produced when at one temperature of 500 ° C one or both of the mechanical steels value (s) is equal to or greater than:
Bending work: SBP 180 J
Longitudinal impact: Charpy-U 14 J
and the hardness at RT is 59 HRC and higher.

Die entscheidenden Vorteile eines feinkörnigen Gefüges im Hinblick auf eine hohe Werkstoffzähigkeit bei gleichzeitig hohen Härtewerten können bei der erfindungsgemäß zusammengesetzten Legierung erhalten werden, wenn die Härtetemperatur für das thermische Vergüten zur Einstellung der mechanischen Eigenschaften geringer ist als 1080°C, insbesondere 1050°C, plus/minus 10°C beträgt.The decisive advantages of a fine-grained structure with regard to a high Material toughness with high hardness values can at the alloy composed according to the invention, when the Hardening temperature for thermal quenching for adjusting the mechanical Properties lower than 1080 ° C, especially 1050 ° C, plus / minus 10 ° C. is.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert. In Tabelle 1 sind die chemischen Zusammensetzungen einiger in den Entwicklungsarbeiten untersuchten Werkstoffen angegeben. Chemische Zusammensetzung gew % Legierung C Si Mn Cr V Mo Co A 0.39 0.23 0.32 4.27 0.52 2.90 B 0.52 0.25 0.25 4.45 0.68 3.21 C 0.43 0.28 0.24 4.48 0.58 4.36 D 0.40 0.28 0.24 4.37 0.80 4.39 E 0.48 0.30 0.26 4.48 0.56 3.10 F 0.52 0.17 0.16 4.38 0.54 4.57 G 0.53 0.29 0.26 4.51 0.84 4.56 1.2367 0.38 0.35 0.32 5.07 0.67 2.83 ∼1.2885 0.38 0.28 0.37 2.95 0.67 2.83 2.9 In the following the invention will be explained in more detail by means of examples. Table 1 gives the chemical compositions of some of the materials investigated in the development work. Chemical composition wt% alloy C Si Mn Cr V Not a word Co A 00:39 00:23 00:32 4.27 00:52 2.90 B 00:52 00:25 00:25 4:45 0.68 3.21 C 00:43 00:28 00:24 4:48 00:58 4:36 D 00:40 00:28 00:24 4:37 0.80 4:39 e 00:48 00:30 00:26 4:48 00:56 3.10 F 00:52 00:17 00:16 4:38 00:54 4:57 G 00:53 00:29 00:26 4:51 0.84 4:56 1.2367 00:38 00:35 00:32 5:07 0.67 2.83 ~1.2885 00:38 00:28 00:37 2.95 0.67 2.83 2.9

Die in der Tabelle 1 mit Legierung B und E bezeichneten Werkstoffe weisen eine erfindungsgemäße Zusammensetzung auf, mit 1.2367 und 1.2885 sind Proben mit den Werkstoffnummern nach DIN-Stahl-Eisen-Liste gekennzeichnet, wobei letztere Probe hinsichtlich des Kohlenstoffgehaltes außerhalb der vorgeschriebenen Grenzen liegt.The materials designated in Table 1 with alloys B and E have a Composition according to the invention, with 1.2367 and 1.2885 are samples with The material numbers are marked according to DIN steel iron list, the latter Sample with respect to the carbon content outside the prescribed Borders lies.

Um die mechanischen Eigenschaften der Werkstoffe mit den unterschiedlichen Legierungszusammensetzungen vergleichend untersuchen zu können, wurde versucht, das jeweilige Probenmaterial auf eine Härte von 58 bis 59 HRC zu vergüten. Im einzelnen erfolgte dies durch in der Tabelle 2 angegebenen Maßnahmen, wobei als Abschreckmedium Öl verwendet wurde. Stahl Härten Anlassen Erreichte Härte Temperatur Zeit Temperatur Zeit Anzahl A 1100°C 30min 560°C 60min 3x 56 B 1060°C 30min 560°C 60min 3x 59 C 1100°C 30min 530°C 60min 3x 59 D 1100°C 30min 560°C 60min 3x 56 E 1060°C 30min 560°C 60min 3x 58 F 1060°C 30min 550°C 60min 3x 58 G 1060°C 30min 550°C 60min 3x 59 1.2367 1100°C 30min 550°C/120min + 560°C/120min 56 ∼1.2885 1100°C 30min 550°C/120min + 560°C/120min 56 In order to be able to compare the mechanical properties of the materials with the different alloy compositions, an attempt was made to compensate the respective sample material to a hardness of 58 to 59 HRC. Specifically, this was done by measures indicated in Table 2, wherein oil was used as the quenching medium. stole hardening start Achieved hardness temperature Time temperature Time number A 1100 ° C 30 min 560 ° C 60min 3x 56 B 1060 ° C 30 min 560 ° C 60min 3x 59 C 1100 ° C 30 min 530 ° C 60min 3x 59 D 1100 ° C 30 min 560 ° C 60min 3x 56 e 1060 ° C 30 min 560 ° C 60min 3x 58 F 1060 ° C 30 min 550 ° C 60min 3x 58 G 1060 ° C 30 min 550 ° C 60min 3x 59 1.2367 1100 ° C 30 min 550 ° C / 120min + 560 ° C / 120min 56 ~1.2885 1100 ° C 30 min 550 ° C / 120min + 560 ° C / 120min 56

Die Werkstoffe gemäß DIN-Werkstoffnummern 1.2367 und 1.2885 waren auch durch Sondermaßnahmen nicht auf eine Härte von über 56 HRC zu vergüten.The materials according to DIN material numbers 1.2367 and 1.2885 were also by special measures not to a hardness of over 56 HRC to remunerate.

Die bei einer mechanischen Materialerprobung erhaltenen Werte der erfindungsgemäßen Legierung (B,E) und Vergleichswerkstoffe sind zahlenmäßig aus der Tabelle 3 ersichtlich. Stahl / Härte Schlagbiegearbeit A [J] RT Kerbschlagarbeit (ISO-U) KU [J] RT Kerbschlagarbeit (ISO-U) KU [J] 500°C A / 56HRc 147.8 9.6 - B / 57HRc 175.0 11.3 15.8 C / 59HRc 84.8 6.8 - D / 56HRc 133.5 8.3 - E / 58HRc 185.0 11.8 16.3 F / 58HRc 80.8 8.0 - G / 59HRc 91.0 6.9 - 1.2367/56HRc 116.8 11.5 16.8 ∼1.2885 / 56HRc 17.8 5.3 12.3 The values of the alloy (B, E) according to the invention and comparative materials obtained from mechanical material testing are shown numerically in Table 3. Steel / hardness Bending work A [J] RT Impact testing (ISO-U) KU [J] RT Impact energy (ISO-U) KU [J] 500 ° C A / 56HRc 147.8 9.6 - B / 57HRc 175.0 11.3 15.8 C / 59HRc 84.8 6.8 - D / 56HRc 133.5 8.3 - E / 58HRc 185.0 11.8 16.3 F / 58HRc 80.8 8.0 - G / 59HRc 91.0 6.9 - 1.2367 / 56HRc 116.8 11.5 16.8 ~1.2885 / 56HRc 17.8 5.3 12.3

Für eine anschauliche Gegenüberstellung wurden die bei der Erprobung erhaltenen Eigenschaftswerte grafisch als Balkendiagramm in Fig. 1, Fig, 2 und Fig. 3 dargestellt.For a vivid comparison, those obtained during the testing were Property values graphically as a bar graph in FIGS. 1, 2, and 3 shown.

Gemäß Fig. 1 und Fig. 2 weist die Legierung A gegenüber den erfindungsgemäßen Legierungen abgesenkte Härte- sowie Schlagbiegezähigkeits- und Kerbschlagwerte auf, weil offenbar durch den niedrigen Kohlenstoffgehalt keine ausreichende Matrixfestigkeit erreicht wurde. Hingegen besitzt das Material der Legierung C eine hohe Härte, jedoch eine sehr geringe Zähigkeit, was auf einen niedrigen Kohlenstoffgehalt in Verbindung mit einer hohen Molybdänkonzentration, also auf eine Matrixabreicherung, hinweist. Gleiches gilt in geringerem Ausmaß für die Legierung D, wobei offenbar der erhöhte Vanadingehalt den hohen Molybdängehalt hinsichtlich der Zähigkeit maskiert, jedoch geringe Härteeffizienz zeigt. Bei einer durchaus guten Härteannahme bei der Vergütebehandlung zeigt der Werkstoff der Legierung F die volle Wirkung hoher Molybdängehalte im Hinblick auf ein Absinken der Zähigkeitseigenschaften, insbesondere der Schlagbiegezähigkeit. Gleiches gilt im wesentlichen auch für den Werktoff aus der Legierung G. Der Stahl mit der Werkstoff-Nr. 1. 2367 ist nur auf niedrige Härtewerte vergütbar und besitzt auf Grund des erhöhten Chromgehaltes eine geringe Anlaßbeständigkeit; bei einer durchaus hohen Kerbschlagarbeit ist jedoch eine vergleichsweise geringe Schlagbiegezähigkeit bei RT des Materiales gegeben. Für den eine verbesserte Anlaßbeständigkeit aufweisenden Werkstoff Nr. 1.2885 wurde ein äußerst niedriges Eigenschaftsniveau ermittelt.According to FIG. 1 and FIG. 2, the alloy A is opposite to the invention Alloys lowered hardness as well as impact resistance and notched impact values because apparently due to the low carbon content is not sufficient Matrix strength has been achieved. On the other hand, the material of alloy C has one high hardness, but a very low toughness, indicating a low Carbon content in conjunction with a high molybdenum concentration, so on a matrix depletion, indicates. The same applies to a lesser extent for the Alloy D, where apparently the increased vanadium content is the high molybdenum content with respect to toughness but showing low hardness efficiency. At a quite good hardening assumption in the tempering treatment shows the material of Alloy F the full effect of high molybdenum levels in terms of sinking the toughness properties, in particular the impact resistance. same for essentially also for the work piece made of the alloy G. The steel with the Material number. 1. 2367 is only suitable for low hardness values and has Due to the increased chromium content, a low starting resistance; at a quite high impact energy, however, is a relatively small Impact resistance given at RT of the material. For the one improved Starting resistance material No. 1.2885 became extremely low Property level determined.

Eine Gegenüberstellung der Kerbschlagzähigkeit ( ISO-U) bei 500°C der erfindungsgemäßen Werkstoffe aus Legierung B und E und Materialien mit der Werkstoff Nr. 1.2367 und 1.2885 zeigt Fig. 3. Die geringe Härte nach DIN Normwerkstoffen fördert die Zähigkeit; unerwartet niedrige KU-Werte wurden für den Stahl mit der Werkstoff Nr. 1.2885 ermittelt.A comparison of notch impact strength (ISO-U) at 500 ° C of Materials according to the invention of alloy B and E and materials with the Material No. 1.2367 and 1.2885 Fig. 3. The low hardness according to DIN Standard materials promotes toughness; unexpectedly low KU values were reported for the Steel determined with the material no. 1.2885.

Dem Vergleich der Erprobungsergebnisse der Schlagbiegezähigkeit bei RT, der Kerbschlagarbeit ( ISO-U) bei RT und der Kerbschlagzähigkeit ( ISO-U) bei 500°C der untersuchten Werkstoffe ist entnehmbar, daß die erfindungsgemäß zusammengesetzten Materialien nach dem Vergüten eine hohe Härte von größer/gleich 58 HRC, ein überragend hohes Niveau der mechanischen Eigenschaften besitzen, wobei beim Vergüten vorteilhaft niedrige Härtetemperaturen anwendbar sind.The comparison of the test results of the impact resistance at RT, the Impact energy (ISO-U) at RT and notched impact strength (ISO-U) at 500 ° C the examined materials can be taken that the invention composite materials after tempering a high hardness of greater than or equal to 58 HRC, an exceedingly high level of mechanical Possess properties, with the annealing advantageously low curing temperatures are applicable.

Claims (8)

  1. Hot-work tool-steel article, particularly tool for transforming metals and alloys at an elevated temperature, which is formed of an alloy of a composition, in percent per weight, of carbon (C) 0.451 to 0.598 silicon (Si) 0.11 to 0.29 manganese (Mn) 0.11 to 0.39 chromium (Cr) 4.21 to 4.98 molybdenum (Mo) 2.81 to 3.29 vanadium (V) 0.41 to 0.69 optionally tungsten (W) less than 0.1 optionally nitrogen (N) up to 0.025 optionally nickel (Ni) up to 0.15 in maximum optionally cobalt (Co) up to 0.1 in maximum optionally copper (Cu) up to 0.1 in maximum
    wherein a sum concentration of (Ni + Co + Cu) amounts to 0.25 in maximum, iron (Fe) as well as inevitable impurities form the balance, and the hardness in annealed condition is greater than or equal to 58 HRC, at a impact flexure energy SMP of greater than or equal to 170 J, and notched-bar impact energy in longitudinal direction Charpy-U of the material is greater than or equal to 11 J.
  2. Hot-work tool-steel article according to claim 1, characterised in that the ratio of concentration of V divided by that of C is 0.82 to 1.38. VC = 0.82 to 1.38
  3. Hot-work tool-steel article according to claim 1 or 2, characterised in that the ratio of the concentrations of (Cr + Mo + V) divided by that of C of the alloy is 15.2 to 18.4. Cr+Mo+V C = 15.2 to 18.4
  4. Hot-work tool-steel article according to any of claims 1 to 3, characterised in that the proportion of carbides, which have formed in the melt during solidification, is less than 0.45 % by volume.
  5. Hot-work tool-steel article according to any of claims 1 to 4, characterised in that one or a plurality of impurity or metalloid elements of the alloy are in individual and/or sum concentrations, in percent per weight, which show a maximum value of sulphur (S) = 0.005 phosphorus (P) = 0.007 (S + P) = 0.010 aluminium (Al) = 0.02 magnesium (Mg) = 0.001 calcium (Ca) = 0.001 (Al + Mg + Ca) = 0.02
  6. Hot-work tool-steel article according to any of claims 1 to 5, characterised in that at a temperature of 500°C, one or both value(s) of the mechanical steel properties is (are) equal or higher than:
    Impact flexure energy: SBP 180 J
    notched-bar impact energy in longitudinal direction: Charpy-U 14 J
    and hardness is 59 HRC or more.
  7. Hot-work tool-steel article according to any of claims 1 to 6, characterised in that one or a plurality of impurity or metalloid elements of the alloy are in individual and/or sum concentrations, in percent per weight, which show a maximum value of arsenic (As) = 0.005 bismuth (Bi) = 0.003 tin (Sn) = 0.005 zinc (Zn) = 0.002 antimony (Sb) = 0.002 boron (B) = 0.002 (As+Bi+Sn+Zn+Sb+B) = 0.009
  8. Hot-work tool-steel article according to any of claims 1 to 7, characterised in that the annealing temperature for thermally annealing to set the mechanical properties is lower than 1080°C, particularly 1050°C plus/minus 10°C.
EP02450181A 2001-10-03 2002-08-27 Hot-work tool-steel article Expired - Lifetime EP1300482B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SI200230254T SI1300482T1 (en) 2001-10-03 2002-08-27 Hot-work tool-steel article

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT15652001 2001-10-03
AT0156501A AT410447B (en) 2001-10-03 2001-10-03 HOT STEEL SUBJECT

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1300482A1 EP1300482A1 (en) 2003-04-09
EP1300482B1 true EP1300482B1 (en) 2005-12-21

Family

ID=3688360

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP02450181A Expired - Lifetime EP1300482B1 (en) 2001-10-03 2002-08-27 Hot-work tool-steel article

Country Status (10)

Country Link
US (1) US6773662B2 (en)
EP (1) EP1300482B1 (en)
JP (1) JP3867272B2 (en)
AT (2) AT410447B (en)
CA (1) CA2405278C (en)
DE (1) DE50205334D1 (en)
DK (1) DK1300482T3 (en)
ES (1) ES2254638T3 (en)
PT (1) PT1300482E (en)
SI (1) SI1300482T1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8557056B2 (en) 2006-08-09 2013-10-15 Rovalma, S.A. Process for setting the thermal conductivity of a steel, tool steel, in particular hot-work steel, and steel object

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2488790C (en) * 2002-06-13 2012-06-19 Uddeholm Tooling Aktiebolag Steel and mould tool for plastic materials made of the steel
WO2004042475A1 (en) * 2002-11-07 2004-05-21 Asahi Glass Company, Limited Resist composition
US7685907B2 (en) * 2004-08-13 2010-03-30 Vip Tooling, Inc. Method for manufacturing extrusion die tools
US20100199738A1 (en) * 2004-08-13 2010-08-12 Vip Tooling, Inc., (An Indiana Corporation) Modular extrusion die tools
JP5029942B2 (en) * 2006-01-30 2012-09-19 日立金属株式会社 Hot work tool steel with excellent toughness
AT506790B1 (en) * 2008-11-20 2009-12-15 Boehler Edelstahl Gmbh & Co Kg HOT STEEL ALLOY
AT507597B1 (en) 2008-12-05 2010-09-15 Boehler Edelstahl Gmbh & Co Kg STEEL ALLOY FOR MACHINE COMPONENTS
AT507215B1 (en) * 2009-01-14 2010-03-15 Boehler Edelstahl Gmbh & Co Kg WEAR-RESISTANT MATERIAL
IT1401998B1 (en) 2010-09-30 2013-08-28 Danieli Off Mecc CUTTING SHEET OF LAMINATED PRODUCTS AND ITS PRODUCTION PROCESS
EP2682491B1 (en) 2011-03-03 2018-07-04 Hitachi Metals, Ltd. Hot work tool steel having excellent toughness, and process of producing same
EP3050986B1 (en) 2013-09-27 2019-07-31 Hitachi Metals, Ltd. High-speed-tool steel and method for producing same
CN103993239A (en) * 2014-04-23 2014-08-20 中建材宁国新马耐磨材料有限公司 Mine wet mill liner and making method thereof
DE102018113600A1 (en) * 2018-06-07 2019-12-12 Voestalpine Böhler Edelstahl Gmbh & Co Kg Method for producing an article from a hot-work tool steel
CN112024798B (en) * 2020-08-25 2022-05-31 无锡继平锻造有限公司 Forging and machining process of rear pipe forging for special ship
CN113584394A (en) * 2021-08-05 2021-11-02 安徽安簧机械股份有限公司 Hot-forging die steel and preparation method thereof, and piston forging forming die and preparation method thereof

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3092491A (en) * 1957-05-02 1963-06-04 Crucible Steel Co America High strength alloy steel for atmospheric and elevated temperature service
US4853181A (en) * 1986-06-18 1989-08-01 Wert David E Hot work tool steel
JP3257649B2 (en) * 1993-05-13 2002-02-18 日立金属株式会社 High toughness high speed steel member and method of manufacturing the same
DE4321433C1 (en) 1993-06-28 1994-12-08 Thyssen Stahl Ag Use of hot work steel
AT403058B (en) 1995-03-23 1997-11-25 Boehler Edelstahl IRON BASED ALLOY FOR USE AT HIGHER TEMPERATURE AND TOOLS MADE OF THIS ALLOY
PT814172E (en) * 1996-06-17 2003-01-31 Hanspeter Hau A TOOL FOR HOT WORKING TOOLS FOR METALLURGICAL SPRAY AND PROCESS FOR THEIR PRODUCTION
JPH10273756A (en) * 1997-03-31 1998-10-13 Daido Steel Co Ltd Cold tool made of casting, and its production
EP0939140B1 (en) * 1998-02-27 2002-05-08 Böhler Edelstahl GmbH &amp; Co KG. Steel for use at high temperatures
SE512970C2 (en) 1998-10-30 2000-06-12 Erasteel Kloster Ab Steel, the use of the steel, the product made of the steel and the way of making the steel

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8557056B2 (en) 2006-08-09 2013-10-15 Rovalma, S.A. Process for setting the thermal conductivity of a steel, tool steel, in particular hot-work steel, and steel object
EP3228724A1 (en) 2006-08-09 2017-10-11 Rovalma, S.A. Method for setting the thermal conductivity of a steel, tool steel, in particular hot-work steel, and steel object

Also Published As

Publication number Publication date
JP3867272B2 (en) 2007-01-10
SI1300482T1 (en) 2006-04-30
DE50205334D1 (en) 2006-01-26
PT1300482E (en) 2006-05-31
JP2003155540A (en) 2003-05-30
US6773662B2 (en) 2004-08-10
CA2405278A1 (en) 2003-04-03
AT410447B (en) 2003-04-25
ATE313650T1 (en) 2006-01-15
DK1300482T3 (en) 2006-04-18
EP1300482A1 (en) 2003-04-09
ATA15652001A (en) 2002-09-15
ES2254638T3 (en) 2006-06-16
CA2405278C (en) 2007-07-31
US20030098097A1 (en) 2003-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1300482B1 (en) Hot-work tool-steel article
EP2253398B1 (en) Wear-resistant material
DE3650515T2 (en) High-strength heat-resistant ferritic steel with a high chromium content
EP3168312B1 (en) Engineering steel with bainitic structure, forged part produced therefrom and method for making a forged part
AT410448B (en) COLD WORK STEEL ALLOY FOR THE POWDER METALLURGICAL PRODUCTION OF PARTS
DE69003202T2 (en) High-strength, heat-resistant, low-alloy steels.
DE69423930T2 (en) Martensitic stainless steel with improved machinability
DE69814896T2 (en) STEEL AND HEAT-TREATED TOOL MADE IN AN INTEGRATED POWDER METALLURGICAL PROCESS AND THE USE OF SUCH STEEL FOR TOOLS
EP3323902B1 (en) Steel material containing hard particles prepared by powder metallurgy, method for producing a component from such a steel material and component produced from the steel material
DE3041565C2 (en)
EP1249511B1 (en) High speed steel with good high temperature strength manufactured by powder metallurgy
EP3850114A1 (en) Corrosion-resistant and precipitation-hardening steel, method for producing a steel component, and steel component
DE2800444C2 (en) Use of a Cr-Mo steel
AT393642B (en) USE OF AN IRON BASED ALLOY FOR THE POWDER METALLURGICAL PRODUCTION OF PARTS WITH HIGH CORROSION RESISTANCE, HIGH WEAR RESISTANCE AND HIGH TENSITY AND PRESSURE STRENGTH, ESPECIALLY FOR THE PROCESS
EP3412790A1 (en) Precipitation hardening steel and use of such a steel for thermoforming tools
DE69018064T2 (en) Wire for dot matrix printers.
EP3323903B1 (en) Steel material prepared by powder metallurgy, method for producing a component from such a steel material and component produced from the steel material
EP0897018A1 (en) Duplex stainless steel with high tensile strength and good corrosion properties
EP0632139A1 (en) Application of a hot working steel
AT412000B (en) Cold-worked steel with greater strength and increased ductility, used for, e.g., pressing tools and forgings, has specified composition
EP0733719A1 (en) Iron base alloy for use at high temperature
EP3225702A1 (en) Steel with reduced density and method for producing a steel flat or long product made from such steel
EP1445339B1 (en) Alloy and article with high heat resistance and high heat stability
EP1382704B1 (en) Cold work steel with high wear resistance
DE102018113442A1 (en) Precipitation hardening steel and use of such a steel for hot forming tools

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE SK TR

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL LT LV MK RO SI

17P Request for examination filed

Effective date: 20030512

AKX Designation fees paid

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE SK TR

AXX Extension fees paid

Extension state: SI

Payment date: 20030512

17Q First examination report despatched

Effective date: 20040416

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: SI

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20051221

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20051221

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: NV

Representative=s name: HANS RUDOLF GACHNANG PATENTANWALT

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

REF Corresponds to:

Ref document number: 50205334

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20060126

Kind code of ref document: P

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20060321

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20060321

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 20060223

REG Reference to a national code

Ref country code: SE

Ref legal event code: TRGR

Ref country code: DK

Ref legal event code: T3

REG Reference to a national code

Ref country code: PT

Ref legal event code: SC4A

Effective date: 20060316

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FG2A

Ref document number: 2254638

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: T3

ET Fr: translation filed
REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FD4D

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20060831

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20060922

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: EE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20051221

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20060827

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20051221

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SK

Payment date: 20090821

Year of fee payment: 8

Ref country code: PT

Payment date: 20090811

Year of fee payment: 8

Ref country code: FI

Payment date: 20090814

Year of fee payment: 8

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Payment date: 20090915

Year of fee payment: 8

BERE Be: lapsed

Owner name: *BOHLER EDELSTAHL G.M.B.H.

Effective date: 20100831

REG Reference to a national code

Ref country code: PT

Ref legal event code: MM4A

Free format text: LAPSE DUE TO NON-PAYMENT OF FEES

Effective date: 20110228

REG Reference to a national code

Ref country code: SK

Ref legal event code: MM4A

Ref document number: E 398

Country of ref document: SK

Effective date: 20100827

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20100827

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20110228

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20100827

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20100831

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: NV

Representative=s name: GACHNANG AG PATENTANWAELTE, CH

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 15

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 16

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 17

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Payment date: 20210826

Year of fee payment: 20

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Payment date: 20210820

Year of fee payment: 20

Ref country code: AT

Payment date: 20210803

Year of fee payment: 20

Ref country code: CH

Payment date: 20210902

Year of fee payment: 20

Ref country code: FR

Payment date: 20210825

Year of fee payment: 20

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Payment date: 20210901

Year of fee payment: 20

Ref country code: DK

Payment date: 20210827

Year of fee payment: 20

Ref country code: GB

Payment date: 20210827

Year of fee payment: 20

Ref country code: TR

Payment date: 20210816

Year of fee payment: 20

Ref country code: SE

Payment date: 20210827

Year of fee payment: 20

Ref country code: DE

Payment date: 20210827

Year of fee payment: 20

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R071

Ref document number: 50205334

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: DK

Ref legal event code: EUP

Expiry date: 20220827

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

Ref country code: NL

Ref legal event code: MK

Effective date: 20220826

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FD2A

Effective date: 20220902

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: PE20

Expiry date: 20220826

REG Reference to a national code

Ref country code: SE

Ref legal event code: EUG

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: MK07

Ref document number: 313650

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20220827

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF EXPIRATION OF PROTECTION

Effective date: 20220826

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF EXPIRATION OF PROTECTION

Effective date: 20220828