JP2003155540A - 熱間加工鋼対象物 - Google Patents
熱間加工鋼対象物Info
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- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
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- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/24—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
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- Control And Other Processes For Unpacking Of Materials (AREA)
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 高い材料硬さ及びそのような剛性特性の際
に、同時に著しく高められたレベルの粘性値を保証し、
かつ良好な熱伝導度の際に、高められた温度における改
善された耐磨耗性、及び強力な、場合によっては衝撃的
な負荷の際の部分の耐用年数の効果的な延長を提供す
る、熱間加工鋼対象物を提供する。 【解決手段】 対象物が、重量％において、 炭素（Ｃ） ０．４５１ないし０．５９８ けい
素（Ｓｉ） ０．１１ ないし０．２９ マンガン
（Ｍｎ） ０．１１ ないし０．３９ クロム（Ｃｒ）
４．２１ ないし４．９８ モリブデン（Ｍｏ）
２．８１ ないし３．２９ バナジウム（Ｖ） ０．４
１ ないし０．６９ 残りとして鉄（Ｆｅ）及び不純物
及び付随元素の組成を有する合金から形成されており、
かつ材料の１７０Ｊより大きい／に等しい衝撃曲げ加工
ＳＢＰの際及び１１Ｊより大きい／に等しい長手方向に
おけるノッチ衝撃加工シャルピＵの際に、５８ＨＲＣよ
り大きい／に等しいかたさを有する。
に、同時に著しく高められたレベルの粘性値を保証し、
かつ良好な熱伝導度の際に、高められた温度における改
善された耐磨耗性、及び強力な、場合によっては衝撃的
な負荷の際の部分の耐用年数の効果的な延長を提供す
る、熱間加工鋼対象物を提供する。 【解決手段】 対象物が、重量％において、 炭素（Ｃ） ０．４５１ないし０．５９８ けい
素（Ｓｉ） ０．１１ ないし０．２９ マンガン
（Ｍｎ） ０．１１ ないし０．３９ クロム（Ｃｒ）
４．２１ ないし４．９８ モリブデン（Ｍｏ）
２．８１ ないし３．２９ バナジウム（Ｖ） ０．４
１ ないし０．６９ 残りとして鉄（Ｆｅ）及び不純物
及び付随元素の組成を有する合金から形成されており、
かつ材料の１７０Ｊより大きい／に等しい衝撃曲げ加工
ＳＢＰの際及び１１Ｊより大きい／に等しい長手方向に
おけるノッチ衝撃加工シャルピＵの際に、５８ＨＲＣよ
り大きい／に等しいかたさを有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱間加工鋼対象
物、とくに高められた温度において金属及び合金を変形
するための工具に関する。高い温度において負荷にさら
される構成部分、とりわけ工具、例えば押出しダイ、鍛
造工具、圧力鋳造型、プレススタンパ、心棒等のため
に、場合によっては５５０°Ｃ及びそれ以上の温度にお
いて負荷にしたがって相応する機械的な材料特性を有
し、かつこれらの特性を長い使用時間にわたって維持す
る材料が必要である。
物、とくに高められた温度において金属及び合金を変形
するための工具に関する。高い温度において負荷にさら
される構成部分、とりわけ工具、例えば押出しダイ、鍛
造工具、圧力鋳造型、プレススタンパ、心棒等のため
に、場合によっては５５０°Ｃ及びそれ以上の温度にお
いて負荷にしたがって相応する機械的な材料特性を有
し、かつこれらの特性を長い使用時間にわたって維持す
る材料が必要である。
【０００２】
【従来の技術】しかしながら従来の技術によれば、５５
０°Ｃを越える温度範囲において熱間加工鋼のきわめて
高度な材料特性、及び粘性、極端な負荷の際のきわめて
わずかな塑性変形、高い磨耗抵抗、初期耐久性及び良好
な永続的耐久性は、同時に合金技術的な処置によって所
望の程度には達成することができない。したがって対象
物の所定の熱的及び機械的負荷の際、この対象物の化学
的組成及び熱処理は、それにより達成可能な材料特性の
プロファイルが要求にできるだけ近くなるように選択さ
れており、その際、しばしば対象物又は工具の一層短い
寿命を許容しなければならない。
０°Ｃを越える温度範囲において熱間加工鋼のきわめて
高度な材料特性、及び粘性、極端な負荷の際のきわめて
わずかな塑性変形、高い磨耗抵抗、初期耐久性及び良好
な永続的耐久性は、同時に合金技術的な処置によって所
望の程度には達成することができない。したがって対象
物の所定の熱的及び機械的負荷の際、この対象物の化学
的組成及び熱処理は、それにより達成可能な材料特性の
プロファイルが要求にできるだけ近くなるように選択さ
れており、その際、しばしば対象物又は工具の一層短い
寿命を許容しなければならない。
【０００３】材料の科学は、以前から、熱間加工鋼から
なる対象物の高められた温度における長時間使用特性を
改善し、かつ熱処理の際に高い高度における高い材料粘
性が達成されるので、それにより部分の衝撃的な負荷の
際にも破損の危険が、かつ塑性変形及び磨耗が最小にな
るという問題と対決している。その際、材料の初期耐久
性及び熱伝導度も考慮しなければならない。
なる対象物の高められた温度における長時間使用特性を
改善し、かつ熱処理の際に高い高度における高い材料粘
性が達成されるので、それにより部分の衝撃的な負荷の
際にも破損の危険が、かつ塑性変形及び磨耗が最小にな
るという問題と対決している。その際、材料の初期耐久
性及び熱伝導度も考慮しなければならない。
【０００４】合金の０．５重量％の範囲における炭素濃
度及び３ないし５重量％Ｃｒのクロム含有量において形
成される特殊炭化物によって高められた温度において熱
処理された鋼対象物の初期耐久性又は機械的な特性の不
変の維持が引起こされることは、専門家にとって周知で
あり、その際、モリブデン−タングステン及びバナジウ
ム−含有はその熱耐久性をさらに高める。通常の熱間加
工鋼は、大体において重量％において０．３５ないし
０．６６５のＣ、２．０ないし７．０のＣｒ、１．５な
いし８．０のＭｏ及び／又は１．５ないし８．０のＷ及
び０．４ないし２．０のＶの含有量を有し、その際、バ
ナジウムは、一層多くのモリブデン又はとくに一層多く
のタングステン濃度によって置き換えてもよい。
度及び３ないし５重量％Ｃｒのクロム含有量において形
成される特殊炭化物によって高められた温度において熱
処理された鋼対象物の初期耐久性又は機械的な特性の不
変の維持が引起こされることは、専門家にとって周知で
あり、その際、モリブデン−タングステン及びバナジウ
ム−含有はその熱耐久性をさらに高める。通常の熱間加
工鋼は、大体において重量％において０．３５ないし
０．６６５のＣ、２．０ないし７．０のＣｒ、１．５な
いし８．０のＭｏ及び／又は１．５ないし８．０のＷ及
び０．４ないし２．０のＶの含有量を有し、その際、バ
ナジウムは、一層多くのモリブデン又はとくに一層多く
のタングステン濃度によって置き換えてもよい。
【０００５】良好な初期耐久性における熱間加工鋼の多
くの耐用年数、及び大きな直径を有する対象物の熱処理
の際の耐磨耗性も達成するために、ヨーロッパ特許第０
２４９８５５号明細書によれば、大体において重量％に
おいてＣ＝０．４２ないし０．５、Ｍｎ＝０．３５ない
し０．６、Ｓｉ＝０．８ないし１．２、Ｃｒ＝５．８な
いし６．２、Ｍｏ＝１．８５ないし１．９５、Ｖ＝０．
ないし０．９の鋼組成を利用することが提案される。Ａ
ＩＳＩタイプＨ１３による鋼と比較して、前記の合金組
成において、粘性、かたさ、剛性及び磨耗抵抗の改善が
達成される。しかしながら５８ＨＲＣを越えるかたさへ
の熱処理は、組織の粗粒子形成及び不利な粘性損失を引
起こす。
くの耐用年数、及び大きな直径を有する対象物の熱処理
の際の耐磨耗性も達成するために、ヨーロッパ特許第０
２４９８５５号明細書によれば、大体において重量％に
おいてＣ＝０．４２ないし０．５、Ｍｎ＝０．３５ない
し０．６、Ｓｉ＝０．８ないし１．２、Ｃｒ＝５．８な
いし６．２、Ｍｏ＝１．８５ないし１．９５、Ｖ＝０．
ないし０．９の鋼組成を利用することが提案される。Ａ
ＩＳＩタイプＨ１３による鋼と比較して、前記の合金組
成において、粘性、かたさ、剛性及び磨耗抵抗の改善が
達成される。しかしながら５８ＨＲＣを越えるかたさへ
の熱処理は、組織の粗粒子形成及び不利な粘性損失を引
起こす。
【０００６】とくに周期的な負荷の際の機械的な高温特
性を改善するために、冶金学的に製造されたコバルトを
含有する熱間加工鋼（米国特許第６０１５４４６号明細
書）も提案されている。
性を改善するために、冶金学的に製造されたコバルトを
含有する熱間加工鋼（米国特許第６０１５４４６号明細
書）も提案されている。
【０００７】オーストリア国特許第４０３０５８号明細
書によれば、金属及び合金の非切削熱間形成を行なう工
具のために、高められたアルミニウム含有量を有する熱
間加工鋼を利用することが公知である。この鋼は、一層
高い加工温度に対して完全に適しているが、５８ＨＲＣ
を越えるかたさ値の際、もろくなる傾向を有する。
書によれば、金属及び合金の非切削熱間形成を行なう工
具のために、高められたアルミニウム含有量を有する熱
間加工鋼を利用することが公知である。この鋼は、一層
高い加工温度に対して完全に適しているが、５８ＨＲＣ
を越えるかたさ値の際、もろくなる傾向を有する。
【０００８】３５Ｗ／ｍｋを越える熱伝導度を持たなけ
ればならない熱間加工工具のための材料として、ヨーロ
ッパ特許第０６３２１３９号明細書によれば、大体にお
いて重量％においてＣ＝０．３ないし０．５、Ｓｉ＜
０．９、Ｍ＜１．０、Ｃｒ＝２．０ないし４．０、Ｍｏ
＝３．５ないし７．０、０．３ないし１．５のＶ及び／
又はＴｉ及び／又はＮｂ、Ａｌ＝０．００５ないし０．
１からなる合金が提案され、それにより熱衝撃及び応力
割れ目を避けるために、工具表面の一層小さな負荷及び
工具における一層平らな温度勾配を達成するようにす
る。
ればならない熱間加工工具のための材料として、ヨーロ
ッパ特許第０６３２１３９号明細書によれば、大体にお
いて重量％においてＣ＝０．３ないし０．５、Ｓｉ＜
０．９、Ｍ＜１．０、Ｃｒ＝２．０ないし４．０、Ｍｏ
＝３．５ないし７．０、０．３ないし１．５のＶ及び／
又はＴｉ及び／又はＮｂ、Ａｌ＝０．００５ないし０．
１からなる合金が提案され、それにより熱衝撃及び応力
割れ目を避けるために、工具表面の一層小さな負荷及び
工具における一層平らな温度勾配を達成するようにす
る。
【０００９】ヨーロッパ特許第０９３９１４０号明細書
は、大体において重量％においてＣ＝０．２５ないし
０．７９、Ｃｒ＝１．１０ないし７．９５、Ｍｏ＝０．
５６ないし３．４９、Ｖ＝０．２６ないし１．４８、Ｆ
ｅ＝残りからなる熱間加工鋼を開示している。高い温度
において変形される材料の特性を改善するために、前記
の合金において不純物及び付随元素は制限されている。
この処置によってＨＲＣ＝５６より小さなかたさへの材
料の熱処理の後に、耐熱性、熱粘性及び熱磨耗抵抗に対
する大きな値が達成でき、ただし５８ＨＲＣより大きな
対象物のかたさへの熱処理の際の高い温度におけるそれ
ぞれの機械的特性の強力なばらつきが確認された。
は、大体において重量％においてＣ＝０．２５ないし
０．７９、Ｃｒ＝１．１０ないし７．９５、Ｍｏ＝０．
５６ないし３．４９、Ｖ＝０．２６ないし１．４８、Ｆ
ｅ＝残りからなる熱間加工鋼を開示している。高い温度
において変形される材料の特性を改善するために、前記
の合金において不純物及び付随元素は制限されている。
この処置によってＨＲＣ＝５６より小さなかたさへの材
料の熱処理の後に、耐熱性、熱粘性及び熱磨耗抵抗に対
する大きな値が達成でき、ただし５８ＨＲＣより大きな
対象物のかたさへの熱処理の際の高い温度におけるそれ
ぞれの機械的特性の強力なばらつきが確認された。
【００１０】１．５ないし２．５容積％のタイプＭＣの
炭化物含有量により特徴づけられる粉末冶金学的に製造
された熱間加工鋼は、ＰＣＴ第ＷＯ００／２６４２７号
明細書により公知になている冷間加工のための工具をま
すます考慮すべき５８ないし５９ＨＲＣの材料かたさに
わたって、２．５ないし１．５容積％より高い及び低い
ＭＣ含有量は、衝撃曲げ粘性に不利に作用する。
炭化物含有量により特徴づけられる粉末冶金学的に製造
された熱間加工鋼は、ＰＣＴ第ＷＯ００／２６４２７号
明細書により公知になている冷間加工のための工具をま
すます考慮すべき５８ないし５９ＨＲＣの材料かたさに
わたって、２．５ないし１．５容積％より高い及び低い
ＭＣ含有量は、衝撃曲げ粘性に不利に作用する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】冶金学的な専門分野の
知的水準及びそれにより容易に推考される技術的な解決
策の発端を前提として、本発明の課題は 所定の従来の
技術の欠点を除去し、かつ高い材料かたさ及びそのよう
な剛性特性の際に、同時に著しく高められたレベルの粘
性値を保証し、かつ良好な熱伝導度の際に、高められた
温度における改善された耐磨耗性、及び強力な、場合に
よっては衝撃的な負荷の際の部分の耐用年数の効果的な
延長を提供する、熱間加工鋼対象物を提供することにあ
る。
知的水準及びそれにより容易に推考される技術的な解決
策の発端を前提として、本発明の課題は 所定の従来の
技術の欠点を除去し、かつ高い材料かたさ及びそのよう
な剛性特性の際に、同時に著しく高められたレベルの粘
性値を保証し、かつ良好な熱伝導度の際に、高められた
温度における改善された耐磨耗性、及び強力な、場合に
よっては衝撃的な負荷の際の部分の耐用年数の効果的な
延長を提供する、熱間加工鋼対象物を提供することにあ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この課題は、初めに述べ
たような対象物において次のようにして解決される。す
なわちこの対象物が、重量％において、 炭素（Ｃ） ０．４５１ないし０．５９８ けい素（Ｓｉ） ０．１１ ないし０．２９ マンガン（Ｍｎ） ０．１１ ないし０．３９ クロム（Ｃｒ） ４．２１ ないし４．９８ モリブデン（Ｍｏ）２．８１ ないし３．２９ バナジウム（Ｖ） ０．４１ ないし０．６９ 残りとして鉄（Ｆｅ）及び不純物及び付随元素の組成を
有するように形成されており、かつ材料の１７０Ｊより
大きい／に等しい衝撃曲げ加工ＳＢＰの際及び１１Ｊよ
り大きい／に等しい長手方向におけるノッチ衝撃加工シ
ャルピＵの際に、５８ＨＲＣより大きい／に等しいかた
さを有する。（衝撃曲げ加工ＳＢＰは、ＳＴＡＨＬ．Ｅ
ＩＳＥＮ−テストシート（ＳＥＰ）１３１４にしたがっ
て検出され、ノッチ衝撃加工は、ＤＩＮ ＥＮ １００
４５にしたがって行なわなければならない。）
たような対象物において次のようにして解決される。す
なわちこの対象物が、重量％において、 炭素（Ｃ） ０．４５１ないし０．５９８ けい素（Ｓｉ） ０．１１ ないし０．２９ マンガン（Ｍｎ） ０．１１ ないし０．３９ クロム（Ｃｒ） ４．２１ ないし４．９８ モリブデン（Ｍｏ）２．８１ ないし３．２９ バナジウム（Ｖ） ０．４１ ないし０．６９ 残りとして鉄（Ｆｅ）及び不純物及び付随元素の組成を
有するように形成されており、かつ材料の１７０Ｊより
大きい／に等しい衝撃曲げ加工ＳＢＰの際及び１１Ｊよ
り大きい／に等しい長手方向におけるノッチ衝撃加工シ
ャルピＵの際に、５８ＨＲＣより大きい／に等しいかた
さを有する。（衝撃曲げ加工ＳＢＰは、ＳＴＡＨＬ．Ｅ
ＩＳＥＮ−テストシート（ＳＥＰ）１３１４にしたがっ
て検出され、ノッチ衝撃加工は、ＤＩＮ ＥＮ １００
４５にしたがって行なわなければならない。）
【００１３】本発明によって達成される利点は、大体に
おいて次の点にある。すなわち合金技術によって、又は
鋼における炭素の及び炭化物を形成する元素のそれぞれ
計量された濃度によって、わずかな炭化物割合を有する
混合結晶硬化が可能である。その際、一層容易な炭素溶
解に相応して例えば１０８０°Ｃ又はそれより低い一層
低いオーステナイト化温度によって、５８ＨＲＣを越え
る値への硬化を行なうことができ、このことは、材料の
微粒子性を促進し、かつ高い材料粘性に関して有利に作
用する。換言すれば、熱処理の際に炭素及び特殊炭化物
及びモノ炭化物を形成する元素の狭い限界内の所定の濃
度によって、所望の混合結晶硬化能力が促進され、かつ
炭化物硬化及び一層荒い炭化物のかたさを上昇する分離
が、マトリクスかたさの負担でかなりの程度まで抑圧さ
れることがわかった。
おいて次の点にある。すなわち合金技術によって、又は
鋼における炭素の及び炭化物を形成する元素のそれぞれ
計量された濃度によって、わずかな炭化物割合を有する
混合結晶硬化が可能である。その際、一層容易な炭素溶
解に相応して例えば１０８０°Ｃ又はそれより低い一層
低いオーステナイト化温度によって、５８ＨＲＣを越え
る値への硬化を行なうことができ、このことは、材料の
微粒子性を促進し、かつ高い材料粘性に関して有利に作
用する。換言すれば、熱処理の際に炭素及び特殊炭化物
及びモノ炭化物を形成する元素の狭い限界内の所定の濃
度によって、所望の混合結晶硬化能力が促進され、かつ
炭化物硬化及び一層荒い炭化物のかたさを上昇する分離
が、マトリクスかたさの負担でかなりの程度まで抑圧さ
れることがわかった。
【００１４】本発明によれば、元素の相互作用に基づい
て、反応する元素の活性度にこれらを互いに同調するこ
とが重要である。マトリクス結晶の格子の支持のための
炭素の最小活性度、及び所定のクロム、モリブデン及び
バナジウムの濃度の際の炭素形成傾向を保証するため
に、少なくとも０．４５１重量％の炭素含有量は重要で
あるが、その際、０．５９８重量％より高い合金の炭素
含有量は、磨耗抵抗を促進するが、対象物のかたさ及び
粘性に不利に作用する作用を及ぼす。クロム含有量は、
共働的に４．２１と４．９８重量％の間の狭い限界内に
設定することができる。４．９８重量％より高いＣｒ濃
度は、熱間加工鋼の初期耐久性を低い温度の方へずらす
ことがあり、それに反して４．２１重量％より低いクロ
ム値は、特殊炭化物の形成の傾向の減少を引起こす。そ
の含有量によって決まる炭素に対するモリブデン及びバ
ナジウムの活性度は、熱処理の際のマトリクス硬化に関
して特別に重要である。Ｍｏは、Ｖに対して一種のマス
ク作用を有し、かつ少なくとも２．８１重量％の含有量
の際に、ＶＣモノ炭化物析出を、したがってマトリクス
ディプレッションを遅らせることがわかった。他方にお
いて３．２９重量％以上のモリブデン含有量の際、炭素
への親和性は、対象物のオーステナイト化の際にその溶
解が大幅に遅らせることができ、又は減少することがで
きるほど大きい。熱間加工鋼対象物の始動の際の二次か
たさの相応した発展のために、０．４１重量％のＶの最
小含有量が必要であり、０．６９重量％のＶより多い含
有量は、明らかになったように、鋼の熱伝導の減少に関
しても不利に作用することがあるモノ炭化物形成の傾向
を増加する。０．１１と０．２９重量％の間の濃度けい
素は、液状鋼の効果的な脱酸にとって重要である。０．
２９重量％より多くのＳｉ含有量は、考慮された適用温
度における材料粘性を悪化する。マンガンは、硫黄の結
合のために必要である。現代の脱硫法を利用する際、少
なくとも０．１１重量％によりマンガン含有量を低く維
持することが可能である。０．３９重量％より高いマン
ガン濃度は、とくに別の粒子限界活性元素によって鋼の
熱粘性を悪化することがある。
て、反応する元素の活性度にこれらを互いに同調するこ
とが重要である。マトリクス結晶の格子の支持のための
炭素の最小活性度、及び所定のクロム、モリブデン及び
バナジウムの濃度の際の炭素形成傾向を保証するため
に、少なくとも０．４５１重量％の炭素含有量は重要で
あるが、その際、０．５９８重量％より高い合金の炭素
含有量は、磨耗抵抗を促進するが、対象物のかたさ及び
粘性に不利に作用する作用を及ぼす。クロム含有量は、
共働的に４．２１と４．９８重量％の間の狭い限界内に
設定することができる。４．９８重量％より高いＣｒ濃
度は、熱間加工鋼の初期耐久性を低い温度の方へずらす
ことがあり、それに反して４．２１重量％より低いクロ
ム値は、特殊炭化物の形成の傾向の減少を引起こす。そ
の含有量によって決まる炭素に対するモリブデン及びバ
ナジウムの活性度は、熱処理の際のマトリクス硬化に関
して特別に重要である。Ｍｏは、Ｖに対して一種のマス
ク作用を有し、かつ少なくとも２．８１重量％の含有量
の際に、ＶＣモノ炭化物析出を、したがってマトリクス
ディプレッションを遅らせることがわかった。他方にお
いて３．２９重量％以上のモリブデン含有量の際、炭素
への親和性は、対象物のオーステナイト化の際にその溶
解が大幅に遅らせることができ、又は減少することがで
きるほど大きい。熱間加工鋼対象物の始動の際の二次か
たさの相応した発展のために、０．４１重量％のＶの最
小含有量が必要であり、０．６９重量％のＶより多い含
有量は、明らかになったように、鋼の熱伝導の減少に関
しても不利に作用することがあるモノ炭化物形成の傾向
を増加する。０．１１と０．２９重量％の間の濃度けい
素は、液状鋼の効果的な脱酸にとって重要である。０．
２９重量％より多くのＳｉ含有量は、考慮された適用温
度における材料粘性を悪化する。マンガンは、硫黄の結
合のために必要である。現代の脱硫法を利用する際、少
なくとも０．１１重量％によりマンガン含有量を低く維
持することが可能である。０．３９重量％より高いマン
ガン濃度は、とくに別の粒子限界活性元素によって鋼の
熱粘性を悪化することがある。
【００１５】前記の構成によれば、炭素、けい素、マン
ガン、クロム、モリブデン及びバナジウムのそれぞれの
濃度の共働的な選択が、熱処理によって５８ＨＲＣの高
いかたさ及び同時に高い傑出した粘性を有する熱間加工
鋼対象物を製造する前提をなしていることが理解でき
る。
ガン、クロム、モリブデン及びバナジウムのそれぞれの
濃度の共働的な選択が、熱処理によって５８ＨＲＣの高
いかたさ及び同時に高い傑出した粘性を有する熱間加工
鋼対象物を製造する前提をなしていることが理解でき
る。
【００１６】炭素とバナジウムの含有量の選択は、比の
値：Ｃの濃度によって割られたＶのものが０．８２ない
し１．３８であるようにすると有利である。狭い限界内
におけるこの比によって、形成にとって微妙にモノ炭化
物は、マトリクス含有量の希望に抑圧され、かつ混合結
晶硬化能力が優先される。
値：Ｃの濃度によって割られたＶのものが０．８２ない
し１．３８であるようにすると有利である。狭い限界内
におけるこの比によって、形成にとって微妙にモノ炭化
物は、マトリクス含有量の希望に抑圧され、かつ混合結
晶硬化能力が優先される。
【００１７】炭素含有量によって割られたクロム＋モリ
ブデン＋バナジウムの濃度の比が、１５．２と１８．４
の間にあると、熱間加工鋼対象物の初期耐久性を増加し
た際のかたさ上昇、熱磨耗耐性及び寿命の改善が達成で
きる。
ブデン＋バナジウムの濃度の比が、１５．２と１８．４
の間にあると、熱間加工鋼対象物の初期耐久性を増加し
た際のかたさ上昇、熱磨耗耐性及び寿命の改善が達成で
きる。
【００１８】全く驚くべきことに、モリブデンとタング
ステンは、その炭化物形成の傾向に関して交換可能とみ
なされるので、タングステンは、一次炭化物形成の傾向
を促進し、かつとくに溶離及び場合によっては粒子成長
を促進し、その際、熱間加工鋼の白熱による溶離分解
は、タングステンによって著しく減少する。それ故に本
発明によれば、熱間加工鋼対象物のタングステン含有量
が、０．１重量％より少ないようにする。
ステンは、その炭化物形成の傾向に関して交換可能とみ
なされるので、タングステンは、一次炭化物形成の傾向
を促進し、かつとくに溶離及び場合によっては粒子成長
を促進し、その際、熱間加工鋼の白熱による溶離分解
は、タングステンによって著しく減少する。それ故に本
発明によれば、熱間加工鋼対象物のタングステン含有量
が、０．１重量％より少ないようにする。
【００１９】熱間加工鋼対象物は、なるべく溶融物の硬
化の際に形成される０．４５容積％より少ない炭化物の
割合を有する。一方においてそれにより炭素に関する混
合結晶のディプレッションが防止され、かつそれ以上の
かたさ上昇が達成可能であると思われ、他方において明
らかになったように、熱間加工鋼材料の熱伝導度の上昇
が達成される。材料中における炭化物割合の減少による
熱伝導度の改善は、科学的にまだ保証されていないが、
炭化物の境界面運動学及び／又は特性に基づくことがで
きる。
化の際に形成される０．４５容積％より少ない炭化物の
割合を有する。一方においてそれにより炭素に関する混
合結晶のディプレッションが防止され、かつそれ以上の
かたさ上昇が達成可能であると思われ、他方において明
らかになったように、熱間加工鋼材料の熱伝導度の上昇
が達成される。材料中における炭化物割合の減少による
熱伝導度の改善は、科学的にまだ保証されていないが、
炭化物の境界面運動学及び／又は特性に基づくことがで
きる。
【００２０】本発明の別の構成において、高められた温
度における熱間加工鋼対象物の改善された利用特性のた
めに有利なように、不純物及び／又は付随元素の減少を
考慮することができる。これに関して考慮される元素の
個別及び総合濃度は、特許請求の範囲第６項及び特許請
求の範囲第９項の特徴部分に記載されている。
度における熱間加工鋼対象物の改善された利用特性のた
めに有利なように、不純物及び／又は付随元素の減少を
考慮することができる。これに関して考慮される元素の
個別及び総合濃度は、特許請求の範囲第６項及び特許請
求の範囲第９項の特徴部分に記載されている。
【００２１】窒素は、炭化物を形成する元素Ｃｒ、Ｍｏ
及びＶと安定な窒化物を形成し、それにより熱処理技術
的な欠点が生じることがあるので、０．０２５重量％を
有する合金の窒素含有量を上方に向かって制限すること
は、有利とわかった。
及びＶと安定な窒化物を形成し、それにより熱処理技術
的な欠点が生じることがあるので、０．０２５重量％を
有する合金の窒素含有量を上方に向かって制限すること
は、有利とわかった。
【００２２】とくに高い能力プロファイルを有する熱間
加工鋼対象物は、５００°Ｃの温度の際に、機械的な鋼
特性の一方又は両方の値が、次のものに等しいか又はそ
れより大きいときに、製造することができる： 衝撃曲げ加工：ＳＢ１８０Ｊ 長手方向におけるノッチ衝撃加工：シャルピＵ１４Ｊ及
びかたさが５９ＨＲＣ及びそれより大きい。
加工鋼対象物は、５００°Ｃの温度の際に、機械的な鋼
特性の一方又は両方の値が、次のものに等しいか又はそ
れより大きいときに、製造することができる： 衝撃曲げ加工：ＳＢ１８０Ｊ 長手方向におけるノッチ衝撃加工：シャルピＵ１４Ｊ及
びかたさが５９ＨＲＣ及びそれより大きい。
【００２３】機械的な特性を調節するための熱処理のた
めの硬化温度が、１０８０°Ｃより低く、とくに１０５
０°Ｃプラス／マイナス１０°Ｃであると、同時に高い
かたさ値の際に高い材料粘性に関して微粒子組織の決定
的な利点は、本発明にしたがって構成された合金におい
て得ることができる。
めの硬化温度が、１０８０°Ｃより低く、とくに１０５
０°Ｃプラス／マイナス１０°Ｃであると、同時に高い
かたさ値の際に高い材料粘性に関して微粒子組織の決定
的な利点は、本発明にしたがって構成された合金におい
て得ることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】次に本発明を例によって詳細に説
明する。表１に開発作業において研究されたいくつかの
材料の化学的組成が記載されている。
明する。表１に開発作業において研究されたいくつかの
材料の化学的組成が記載されている。
【００２５】
【００２６】表１において合金Ｂ及びＥによって示され
た材料は、本発明による組成を有し、１．２３６７及び
１．２８８５によって、ＤＩＮ−鋼−鉄−リストによる
材料番号を有する試料が特徴を示されており、その際、
後者の試料は、炭素含有量に関して前記の限界の外にあ
る。
た材料は、本発明による組成を有し、１．２３６７及び
１．２８８５によって、ＤＩＮ−鋼−鉄−リストによる
材料番号を有する試料が特徴を示されており、その際、
後者の試料は、炭素含有量に関して前記の限界の外にあ
る。
【００２７】種々の合金組成を有する材料の機械的特性
を比較研究することができるようにするために、それぞ
れの試料材料を５８ないし５９ＨＲＣのかたさに熱処理
することが実験された。詳細にはこのことは、表２に記
載された処置によって行なわれ、その際、焼き入れ媒体
として油が利用された。
を比較研究することができるようにするために、それぞ
れの試料材料を５８ないし５９ＨＲＣのかたさに熱処理
することが実験された。詳細にはこのことは、表２に記
載された処置によって行なわれ、その際、焼き入れ媒体
として油が利用された。
【００２８】
【００２９】ＤＩＮ材料番号１．２３６７及び１．２８
８５による材料は、特殊処置によっても５６ＨＲＣを越
えるかたさに熱処理することができなかった。
８５による材料は、特殊処置によっても５６ＨＲＣを越
えるかたさに熱処理することができなかった。
【００３０】機械的な材料試験の際に得られた本発明に
よる合金（Ｂ、Ｅ）及び比較材料の値は、数値的に表３
から明らかである。
よる合金（Ｂ、Ｅ）及び比較材料の値は、数値的に表３
から明らかである。
【００３１】
【００３２】明確な対照のために、試験の際に得られた
特性値を棒グラフとして図１、図２及び図３にグラフ的
に示す。
特性値を棒グラフとして図１、図２及び図３にグラフ的
に示す。
【００３３】図１及び図２によれば、合金Ａは、明らか
にわずかな炭素含有量によって十分なマトリクス剛性が
達成されないので、本発明による合金に対して低下した
かたさ及び衝撃曲げ粘性及びノッチ衝撃値を有する。そ
れに対して合金Ｃの材料は、大きなかたさを有するが、
きわめて小さな粘性を有し、このことは、高いモリブデ
ン濃度に関連するわずかな炭素含有量を、したがってマ
トリクスディプレッションを指摘している。同じこと
は、一層わずかな程度において合金Ｄに当てはまり、そ
の際、明らかに高められたバナジウム含有量は、粘性に
関して高いモリブデン含有量をマスクしているが、わず
かなかたさ効率を示している。熱処理の際の全く良好な
かたさ想定の際、合金Ｆの材料は、粘性特性、とくに衝
撃曲げ粘性の低下に関して多くのモリブデン含有量の完
全な作用を示している。同じことは、大体において合金
Ｇの材料にも当てはまる。材料Ｎｏ．１．２３６７を有
する鋼は、低いかたさ製品に熱処理できるだけであり、
かつ多くのクロム含有量に基づいてわずかな初期耐久性
を有するが；全く高いノッチ衝撃加工の際に、材料のＲ
Ｔにおける比較的わずかな衝撃曲げ粘性が得られる。改
善された初期耐久性を有する材料Ｎｏ．１．２８８５に
対して、きわめて低い特性レベルが検出された。
にわずかな炭素含有量によって十分なマトリクス剛性が
達成されないので、本発明による合金に対して低下した
かたさ及び衝撃曲げ粘性及びノッチ衝撃値を有する。そ
れに対して合金Ｃの材料は、大きなかたさを有するが、
きわめて小さな粘性を有し、このことは、高いモリブデ
ン濃度に関連するわずかな炭素含有量を、したがってマ
トリクスディプレッションを指摘している。同じこと
は、一層わずかな程度において合金Ｄに当てはまり、そ
の際、明らかに高められたバナジウム含有量は、粘性に
関して高いモリブデン含有量をマスクしているが、わず
かなかたさ効率を示している。熱処理の際の全く良好な
かたさ想定の際、合金Ｆの材料は、粘性特性、とくに衝
撃曲げ粘性の低下に関して多くのモリブデン含有量の完
全な作用を示している。同じことは、大体において合金
Ｇの材料にも当てはまる。材料Ｎｏ．１．２３６７を有
する鋼は、低いかたさ製品に熱処理できるだけであり、
かつ多くのクロム含有量に基づいてわずかな初期耐久性
を有するが；全く高いノッチ衝撃加工の際に、材料のＲ
Ｔにおける比較的わずかな衝撃曲げ粘性が得られる。改
善された初期耐久性を有する材料Ｎｏ．１．２８８５に
対して、きわめて低い特性レベルが検出された。
【００３４】図３は、合金Ｂ及びＥからなる本発明によ
る材料と材料Ｎｏ．１．２３６７及び１．２８８５を有
する材料との５００°Ｃにおけるノッチ衝撃粘性（ＩＳ
Ｏ−Ｕ）の対照を示している。ＤＩＮ規格材料によるわ
ずかなかたさは、粘性を促進し；材料Ｎｏ．１．２８８
５を有する鋼に対して、予想できないほど低いＫＵ値が
検出された。
る材料と材料Ｎｏ．１．２３６７及び１．２８８５を有
する材料との５００°Ｃにおけるノッチ衝撃粘性（ＩＳ
Ｏ−Ｕ）の対照を示している。ＤＩＮ規格材料によるわ
ずかなかたさは、粘性を促進し；材料Ｎｏ．１．２８８
５を有する鋼に対して、予想できないほど低いＫＵ値が
検出された。
【００３５】研究された材料のＲＴにおける衝撃曲げ粘
性、ＲＴにおけるノッチ衝撃加工（ＩＳＯ−Ｕ）及び５
００°Ｃにおけるノッチ衝撃粘性（ＩＳＯ−Ｕ）の試験
結果の比較から、本発明により構成された材料は、熱処
理の後に、５８ＨＲＣより大きい／に等しい大きなかた
さ、驚くほど高いレベルの機械的特性を有することを引
出すことができ、その際、熱処理の際に有利なように低
い硬化温度を適用することができる。
性、ＲＴにおけるノッチ衝撃加工（ＩＳＯ−Ｕ）及び５
００°Ｃにおけるノッチ衝撃粘性（ＩＳＯ−Ｕ）の試験
結果の比較から、本発明により構成された材料は、熱処
理の後に、５８ＨＲＣより大きい／に等しい大きなかた
さ、驚くほど高いレベルの機械的特性を有することを引
出すことができ、その際、熱処理の際に有利なように低
い硬化温度を適用することができる。
【図１】本発明及び従来の技術による合金の機械的な特
性を示すグラフである。
性を示すグラフである。
【図２】本発明及び従来の技術による合金の機械的な特
性を示すグラフである。
性を示すグラフである。
【図３】本発明及び従来の技術による合金の機械的な特
性を示すグラフである。
性を示すグラフである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ヘルベルト・シユヴアイゲル
オーストリア国ヴアルトベルク・シヤイプ
スグラーベン13
Claims (10)
- 【請求項１】 熱間加工鋼対象物が、重量％において、 炭素（Ｃ） ０．４５１ないし０．５９８ けい素（Ｓｉ） ０．１１ ないし０．２９ マンガン（Ｍｎ） ０．１１ ないし０．３９ クロム（Ｃｒ） ４．２１ ないし４．９８ モリブデン（Ｍｏ） ２．８１ ないし３．２９ バナジウム（Ｖ） ０．４１ ないし０．６９ 残りとして鉄（Ｆｅ）及び不純物及び付随元素 の組成を有する合金から形成されており、かつ材料の１
７０Ｊより大きい／に等しい衝撃曲げ加工ＳＢＰの際及
び１１Ｊより大きい／に等しい長手方向におけるノッチ
衝撃加工シャルピＵの際に、５８ＨＲＣより大きい／に
等しいかたさを有することを特徴とする、熱間加工鋼対
象物、とくに高められた温度において金属及び合金を変
形するための工具。 - 【請求項２】 比の値：合金のＣの濃度によって割られ
たＶのものが０．８２ないし１．３８である Ｃ／Ｖ＝０．８２ないし１．３８ ことを特徴とする、請求項１に記載の熱間加工鋼対象
物。 - 【請求項３】 合金のＣによって割られたＣｒ＋Ｍｏ＋
Ｖの濃度の比の値が１５．２ないし１８．４である （Ｃｒ＋Ｍｏ＋Ｖ）／Ｃ＝１５．２ないし１８．４ ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の熱間加工鋼
対象物。 - 【請求項４】 合金のタングステン含有量が、０．１重
量％より少ない Ｗ＜１ ことを特徴とする、請求項１ないし３の１つに記載の熱
間加工鋼対象物。 - 【請求項５】 溶融物の硬化の際に形成される炭化物の
割合が０．４５容積％より少ないことを特徴とする、請
求項１ないし４の１つに記載の熱間加工鋼対象物。 - 【請求項６】 合金の１つ又は複数の不純物又は付随元
素が、重量％において次の最大値を有する個別及び／又
は総合濃度を有する 硫黄（Ｓ） ＝０．００５ りん（Ｐ） ＝０．００７ （Ｓ＋Ｐ） ＝０．０１０ ニッケル（Ｎｉ） ＝０．１５ コバルト（Ｃｏ） ＝０．１ 銅（Ｃｕ） ＝０．１ （ＮＩ＋Ｃｏ＋Ｃｕ）＝０．２５ アルミニウム（Ａｌ）＝０．０２ マグネシウム（Ｍｇ）＝０．００１ カルシウム（Ｃａ） ＝０．００１ （Ａｌ＋Ｍｇ＋Ｃａ）＝０．０２ ことを特徴とする、請求項１ないし５の１つに記載の熱
間加工鋼対象物。 - 【請求項７】 合金の窒素（Ｎ）含有量が０．０２５重
量％より少ないＮ＜０．０２５重量％ことを特徴とす
る、請求項１ないし６の１つに記載の熱間加工鋼対象
物。 - 【請求項８】 ５００°Ｃの温度の際に、機械的な鋼特
性の一方又は両方の値が、次のものに等しいか又はそれ
より大きい： 衝撃曲げ加工：ＳＢ１８０Ｊ 長手方向におけるノッチ衝撃加工：シャルピＵ１４Ｊ及
びかたさが５９ＨＲＣ及びそれより大きいことを特徴と
する、請求項１ないし７の１つに記載の熱間加工鋼対象
物。 - 【請求項９】 合金の１つ又は複数の不純物又は付随元
素が、重量％において次の最大値を有する個別及び／又
は総合濃度を有する ひ素（Ａｓ） ＝０．００５ ビスマス（Ｂｉ） ＝０．００３ すず（Ｓｎ） ＝０．００５ 亜鉛（Ｚｎ） ＝０．００２ アンチモン（Ｓｂ） ＝０．００２ ほう素（Ｂ） ＝０．００２ （Ａｓ＋Ｂｉ＋Ｓｎ＋Ｚｎ＋Ｓｂ＋Ｂ）＝０．００９ ことを特徴とする、請求項１ないし８の１つに記載の熱
間加工鋼対象物。 - 【請求項１０】 機械的な材料特性を調節するための熱
処理のための硬化温度が、１０８０°Ｃより低く、とく
に１０５０°Ｃプラス／マイナス１０°Ｃであることを
特徴とする、請求項１ないし９の１つに記載の熱間加工
鋼対象物。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT0156501A AT410447B (de) | 2001-10-03 | 2001-10-03 | Warmarbeitsstahlgegenstand |
| AT1565/2001 | 2001-10-03 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
ID=3688360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| EP (1) | EP1300482B1 (ja) |
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| AT (2) | AT410447B (ja) |
| CA (1) | CA2405278C (ja) |
| DE (1) | DE50205334D1 (ja) |
| DK (1) | DK1300482T3 (ja) |
| ES (1) | ES2254638T3 (ja) |
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| SI (1) | SI1300482T1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004042475A1 (ja) * | 2002-11-07 | 2004-05-21 | Asahi Glass Company, Limited | レジスト組成物 |
| JP2007224418A (ja) * | 2006-01-30 | 2007-09-06 | Hitachi Metals Ltd | 靭性に優れた熱間工具鋼 |
| WO2012118053A1 (ja) | 2011-03-03 | 2012-09-07 | 日立金属株式会社 | 靭性に優れた熱間工具鋼およびその製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
| AU2003224591C1 (en) * | 2002-06-13 | 2009-08-13 | Uddeholms Ab | Steel and mould tool for plastic materials made of the steel |
| 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 |
| EP1887096A1 (de) | 2006-08-09 | 2008-02-13 | Rovalma, S.A. | Warmarbeitsstahl |
| AT506790B1 (de) * | 2008-11-20 | 2009-12-15 | Boehler Edelstahl Gmbh & Co Kg | Warmarbeitsstahl-legierung |
| AT507597B1 (de) * | 2008-12-05 | 2010-09-15 | Boehler Edelstahl Gmbh & Co Kg | Stahllegierung für maschinenkomponenten |
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| IT1401998B1 (it) | 2010-09-30 | 2013-08-28 | Danieli Off Mecc | Cesoia di taglio di prodotti laminati e relativo processo di produzione |
| CN105579604A (zh) | 2013-09-27 | 2016-05-11 | 日立金属株式会社 | 高速工具钢及其制造方法 |
| CN103993239A (zh) * | 2014-04-23 | 2014-08-20 | 中建材宁国新马耐磨材料有限公司 | 一种矿山湿法磨机衬板及其制备方法 |
| DE102018113600A1 (de) * | 2018-06-07 | 2019-12-12 | Voestalpine Böhler Edelstahl Gmbh & Co Kg | Verfahren zum Herstellen eines Gegenstandes aus einem Warmarbeitsstahl |
| CN112024798B (zh) * | 2020-08-25 | 2022-05-31 | 无锡继平锻造有限公司 | 一种特殊船用后管体锻件的锻造及其机械加工工艺 |
| CN113584394A (zh) * | 2021-08-05 | 2021-11-02 | 安徽安簧机械股份有限公司 | 一种热锻模具钢及其制备方法、活塞锻造成型模具及其制备方法 |
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| DE4321433C1 (de) | 1993-06-28 | 1994-12-08 | Thyssen Stahl Ag | Verwendung eines Warmarbeitsstahls |
| AT403058B (de) | 1995-03-23 | 1997-11-25 | Boehler Edelstahl | Eisenbasislegierung zur verwendung bei erhöhter temperatur und werkzeug aus dieser legierung |
| ES2181827T3 (es) | 1996-06-17 | 2003-03-01 | Hau Hanspeter | Acero polvometalurgico resistente al calor y procedimiento para su fabricacion. |
| JPH10273756A (ja) * | 1997-03-31 | 1998-10-13 | Daido Steel Co Ltd | 鋳物製冷間工具およびその製造方法 |
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-
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- 2001-10-03 AT AT0156501A patent/AT410447B/de not_active IP Right Cessation
-
2002
- 2002-08-16 JP JP2002274052A patent/JP3867272B2/ja not_active Expired - Lifetime
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- 2002-08-27 DE DE50205334T patent/DE50205334D1/de not_active Expired - Lifetime
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