JP2004515654A - プラスチック成型工具用のスチール合金、ホルダー及びホルダー部品、及びホルダー及びホルダー部品用にタフ焼入れしたブランク - Google Patents
プラスチック成型工具用のスチール合金、ホルダー及びホルダー部品、及びホルダー及びホルダー部品用にタフ焼入れしたブランク Download PDFInfo
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Abstract
プラスチック成型工具用のホルダー及びホルダー部品に好適なスチール合金は重量％で以下を含む：
０．０６〜０．１５ Ｃ， ０．０７〜０．２２ Ｎ， 但しここでＣ＋Ｎの合計量は０．１６＜Ｃ＋Ｎ＜０．２６を満足させること，
０．１〜１．０ Ｓｉ，
０．１〜２．０ Ｍｎ，
１２．５〜１４．５ Ｃｒ，
０．８〜２．５ Ｎｉ，
０．１〜１．５ Ｍｏ，
オプションでｍａｘ． ０．７Ｖ，
スチールの機械加工性を向上させるためオプションでＳ，Ｃａ及びＯの元素のうちの１つ以上を以下の量とする：
ｍａｘ． ０．２５Ｓ，
ｍａｘ． ０．０１（１００ｐｐｍ）Ｃａ，
ｍａｘ． ０．０１（１００ｐｐｍ）Ｏ，
バランス；鉄及び不可避不純物
０．０６〜０．１５ Ｃ， ０．０７〜０．２２ Ｎ， 但しここでＣ＋Ｎの合計量は０．１６＜Ｃ＋Ｎ＜０．２６を満足させること，
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スチールの機械加工性を向上させるためオプションでＳ，Ｃａ及びＯの元素のうちの１つ以上を以下の量とする：
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バランス；鉄及び不可避不純物
Description
【０００１】
（技術分野）
本発明はスチール合金、特にプラスチック成型工具用のホルダー及びホルダー部品製造のためのスチール合金に関する。この発明はまたスチールから製造したホルダー及びホルダー部品、ならびにこれらホルダー及びホルダー部品製造用のスチール合金製のブランク（ｂｌａｎｋ）にも関する。
【０００２】
（背景技術）
プラスチック成型工具用のホルダー及びホルダー部品は道具セット中でプラスチック成型工具のためのクランプ及び／又は組立て成分として使用され、この道具でプラスチック製品がある種の成型法によってつくられる。考えられるホルダー部品のなかではボルスタープレート（ｂｏｌｓｔｅｒ ｐｌａｔｅ）や他の構造部分ならびに実際の成型工具を収納して保持できる大きなくぼみを有する重いブロックを掲げることができる。前記ホルダー及びホルダー部品はマルテンサイトステンレススチールを含む多種の異なるスチール合金でつくられる。出願人により製造され、登録商標名ＲＡＭＡＸＳの名で市販されているスチールはそのグループに属し、重量％で次の称呼組成を有する：
０．３３Ｃ， ０．３５Ｓｉ， １．３５Ｍｎ， １６．６Ｃｒ， ０．５５Ｎｉ， ０．１２Ｎ， ０．１２Ｓ， バランス；鉄及びスチール製造からの不純物。
最も類似している比較可能な標準化スチールはＡＩＳＩ４２０Ｆである。このタイプのスチールは十分な耐蝕性を有するが、望ましく均質性であるマルテンサイト微細構造を有せず、スチールのある種の偏析傾向によって説明できる残留、未焼戻しマルテンサイトによるフェライト及び硬化部（ｈａｒｄ ｓｐｏｔ）を含んでいる可能性がある。それ故、ホルダースチールに関する限り改善の要求が存在する。また同じスチールが、恐らく若干の組成の変更により、実際の成型工具用に役立つことも望ましい。
【０００３】
（発明の開示）
焼入れ及び焼戻し後、前述のスチールよりさらに均一な構造を有し、材料中に明らかにより高い硬度を有するフェライト及び／又は硬化部の実質上存在しないスチールを提供するのが本発明の目的である。
【０００４】
本発明はまた以下の効果のうち１つ又は幾つかを達成することを目標とする：
− 良好な機械加工性、
− 十分な耐蝕性、
− 少くとも３００ｍｍの厚さまで、そしてある場合では厚さ４００ｍｍまでさえあるプレートから作られるホルダーブロックの製造のために使用可能となることを考慮しての十分な焼入れ性、
− 十分な延性／靭性、
− タフ焼入れ（ｔｏｕｇｈ−ｈａｒｄｅｎｅｄ）状態で３０〜４２ＨＲＣ、好ましくは３８〜４０ＨＲＣの硬度、
− 少くとも実施態様にしたがって、研磨性に関する限り高い要望が掲げられている成型工具用にも使用できる良好な研磨性。
【０００５】
上述の目的は、スチールが添付の特許請求の範囲に記載の化学組成を有するならば達成できる。
【０００６】
個別の元素の重要性ならびにスチールのそれら元素の相互作用に関する限り、請求特許の保護を特定の理論に結びつけることなく以下のことが適用できると考えられる。
【０００７】
（発明を実施するための最良の形態）
炭素と窒素はスチールの硬度と延性に関して非常に重要な元素である。炭素はまた重要な焼入れ性促進元素でもある。しかしながら、炭素はクロミウムカーバイド（Ｍ７Ｃ３−炭化物）の形でクロムを固定するのでスチールの耐蝕性を悪くする可能性がある。したがってスチールは炭素をｍａｘ０．１５％、好ましくはｍａｘ０．１３％含んでもよい（本明細書では特に断らない限り常に重量％が適用される）。しかしながら、炭素はまたマルテンサイトの硬度に寄与するため焼戻したマルテンサイト中に窒素と一緒に溶解した元素として存在するなどの幾らか有利な効果も持っており、またオーステナイト安定剤としても働らくので構造中でフェライトに反対作用する。スチール中の炭素のｍｉｎ量は、それ故、０．０６％、好ましくは少くとも０．０７％とする。
【０００８】
窒素は合金システム（系）中の固化条件に影響を及ぼして炭化物（カーバイド）及び炭素窒化物（カーボナイトライド）の一層均一、均質な分布の提供に寄与し、そのため固化中炭化物の大きな凝集物が避けられるか又は減少する。延性／靭性に有利な効果を有するＭ（Ｃ，Ｎ）、すなわちバナジウム−窒化炭素、のためにＭ２３Ｃ６炭化物の割合も減少する。要約すると窒素は、作業中にさらに微細な分散相に分割できる小さな炭化物や窒化物を含む一層有利な固化方法を提供するのに貢献する。これらの理由から窒素は少くとも０．０７％、好ましくは少くとも０．０８％、しかし０．２２％以下、好ましくはｍａｘ０．１５％の量で存在させ、同時に炭素＋窒素の合計量として０．１６＜Ｃ＋Ｎ＜０．２６の条件を満足させる。好ましくは、Ｃ＋Ｎは少くとも０．１７％であるが、好適にはｍａｘ０．２３％とする。称呼ではスチールは０．２０〜０．２２（Ｃ＋Ｎ）を含む。焼入れ及び焼戻ししたスチールでは、窒素は固溶体中窒素−マルテンサイトの形で実質的にマルテンサイト中に溶解し、それ故望ましい硬度に寄与する。
【０００９】
要約すると、窒素の含量に関する限り、スチールのマトリクスのいわゆるＰＲＥ値を増加させることによって希望の耐蝕性に寄与させるため、マルテンサイトの硬度に寄与する焼戻したマルテンサイト中に溶解した元素として存在させるため、及び炭素と一緒に望ましい程度に炭素窒化物、Ｍ（Ｃ，Ｎ）を生成させるため、前記ｍｉｎ量で存在させるが、炭素＋窒素の量を最大にする前記ｍａｘ濃度、ここで炭素は硬度に貢献する最も重要な元素である、を超えないように存在させると云うことができる。
【００１０】
シリコンはスチールの炭素活性を増加させ、したがってより多くの１次炭化物が晶出する傾向を増加させる。これがスチールのシリコン含量が少いのが望ましい第１の理由である。さらにシリコンはフェライト安定化元素であり、これがシリコンの不利な特徴である。スチールはまたフェライト安定化元素のクロムとモリブデンをこれらの元素によって望ましい効果をあげるのに十分な量含む必要があり、同時にスチールは問題の使用に対して慣用のものよりは低い濃度の炭素を含んでいるので、シリコンの含量はスチールがそのマトリクス中にフェライトを含む原因とならないように限定する必要がある。それ故スチールはＳｉを１％、好ましくはｍａｘ０．７％、好適にはｍａｘ０．５％、そして最も好都合にはさらに低い含量のシリコンを超えて含んではならない。一般に、スチール中でフェライトの生成を回避するため、フェライト安定化元素はオーステナイト安定化元素に適合しなければならないと云うルールが適用される。しかしながら、シリコンは脱酸化処理からの残留物として存在するので、シリコンの最適含量は０．０５〜０．５％、通常０．１〜０．４％の範囲、称呼では約０．２〜０．３％である。
【００１１】
マンガンはオーステナイト及び焼入れ性を促進する元素であり（これがマンガンの有利な効能である）、またスチール中で無害な硫化マンガンを生成することにより硫黄を除去するのに使用できる。それ故マンガンは０．１％の最小量、好ましくは少くとも０．３％の量で存在させる。しかしながら、マンガンは燐と一緒になって分離（偏析）する傾向があり、これが焼戻し脆化を起させる。それ故マンガンは２％、好ましくはｍａｘ１．５％、最適にはｍａｘ１．３％の量を超えて存在してはならない。
【００１２】
クロムはスチールの主要な合金元素であり、耐蝕性の劣るスチールを銹させる湿気のある環境でしばしば使用されるプラスチック成型工具用のホルダー及びホルダー部品、ならびにプラスチック成型工具それ自身用に重要な特徴である不特性をスチールに与える実質的な責任がある。
【００１３】
クロムはまたスチールの最も重要な焼入れ性促進元素である。しかしながら、スチールは比較的炭素の含量が少いので炭化物の形で固定されるクロムの量も実質的に多くないため、スチールのクロム含量は１２．５％と低くてよく、それにもかかわらず望ましい耐蝕性を得ることができる。しかしながら、スチールが少くとも１３．０％のクロムを含むのが好ましい。上限は第１にクロムのフェライト生成傾向によって決められる。したがってスチールはｍａｘ１４．５％Ｃｒ、好ましくはｍａｘ１４．０％Ｃｒを超えて含んではならない。称呼では、スチールは１３．１〜１３．７％Ｃｒを含まねばならない。
【００１４】
ニッケルは、スチールに非常に高い焼入れ性を与えるため、最小量で０．８％、好ましくは１．０％以上の量でスチール中に存在させる必要がある。しかしながら、コストの理由から含有量はｍａｘ２．５％、好ましくはｍａｘ２．０％に制限する必要がある。称呼では、スチールは１．４〜１．８％又は約１．６％Ｎｉを含む。
【００１５】
本発明のスチールはまた、焼戻し耐性が増加する焼戻し操作と関連して、２次炭化物の析出による２次焼入れを引起させるため、オプションとして有効含量のバナジウムを含むことができる。バナジウムは（存在する場合）、ＭＣ・炭化物の析出により粒子成長抑制剤としても作用する。しかしながら、バナジウムの含量が高過ぎる場合は、スチールの固化中に大粒子の１次ＭＣ・窒素炭素物が生成する可能性があり、これはまた１次炭化物が焼入れ操作中に溶解しないＥＳＲ−熔融をスチールに実施する場合にも起る。望ましい２次焼入れの達成のためと粒子成長抑制に対して有利な貢献をさせるため、しかし同時にスチール中の大粒子の、不溶解の１次炭化物の生成を避けて、オプションのバナジウム含量は０．０７〜０．７％Ｖの範囲にする必要がある。好適な含量は０．１０〜０．３０％Ｖであり、称呼では約０．２％Ｖである。スチールはまた焼入れ性増進効果を与えるため、有効量のモリブデン、例えば少くとも０．１％を含むのが好ましい。少くとも１．０％量までのモリブデンはまた耐蝕性を増進させるが、含量がさらに多くても効果があるであろう。焼戻しのとき、モリブデンはまたスチールの焼戻し耐性を増加させるのに貢献し、これは好都合である。他方、モリブデンの含量が高過ぎると粒界炭化物の晶出と偏析（分離）の傾向を生じさせることにより不都合な炭化物構造の原因になる。この他に、モリブデンはフェライトを安定化させ、これは好ましくないことである。したがってスチールは、その好ましい効果を利用するためバランスした含量のモリブデンを含む必要があるが、同時に好ましくない効果を回避する必要もある。好ましくは、モリブデンの含量は１．７％を超えてはならない。最適量は０．１〜０．９％、恐らく０．４〜０．６％Ｍｏの範囲内にある。
【００１６】
通常、スチールは不純物レベルを超える量のタングステンを含まないが、１％までの量はあるいは許容されるかも知れない。
【００１７】
本発明のスチールは、機械加工操作によって大きなサイズのホルダーや成型工具を作製可能にするタフ・焼入れ状態で配送可能でなければならない。焼入れは、８５０〜１０００℃、好ましくは９００〜９７５℃、又は約９５０℃でオーステナイト化し、続いて油中又はポリマー浴中で冷却、真空炉中ガス又は空気中で冷却することにより行われる。機械加工操作に適する３０〜４２ＨＲＣ、好ましくは３８〜４１又は約４０ＨＲＣの硬度を有するタフ焼入れ材料の達成のための高温焼戻しは、５１０〜６５０℃、好ましくは５２０〜５４０℃の温度で少くとも１時間、好ましくはダブル焼戻し；２回２時間、により実施される。別の方法としてスチールは、３８〜４２又は約４０ＨＲＣの硬度を得るため、２００〜２７５℃、例えば約２５０℃で低温焼戻しすることもできる。
【００１８】
スチールはまた、望ましい実施態様にしたがって、タフ焼入れ状態でスチールの機械加工性を向上させるため、可能な限りカルシウムや酸素と共に有効量の硫黄を含む。機械加工性の向上と云う観点から最良の結果を得るため、スチールが意図的に加えられた量のカルシウムや酸素を含まない場合はスチールは少くとも０．０７％Ｓを含む必要があり、スチールが有効量のカルシウムと酸素を含む場合は少くとも０．０３５％を含む必要がある。スチールが一定含量の硫黄で意図的に合金化されているときは、スチールのｍａｘ硫黄含量は０．２５％である。好適な硫黄含量はこの場合０．１２％であろう。しかしながら、硫化しないスチールの変形も考えられる。この場合スチールは不純物レベルを超える硫黄を含まず、有効量のカルシウム及び／又は酸素を含むこともない。
【００１９】
したがってスチールは、３〜１００重量ｐｐｍのＣａ、好ましくは５〜７５ｐｐｍ Ｃａ、好適にはｍａｘ４０ｐｐｍ Ｃａ、及び１０〜１００ｐｐｍのＯとともに０．０３５〜０．２５％Ｓを含むことができると考えられ、そこで存在している硫化物を硫化カルシウムを生成させて球状にするためシリコン−カルシウム、ＣａＳｉ、として供給される前記カルシウムは、硫化物が延性を悪くする可能性のある、望ましくない細長い形となるのを妨げる。
【００２０】
本発明のスチールは、通常法で金属メルト（溶融物）をつくり、このメルトは本発明にしたがう化学組成を有する、このメルトを大きなインゴットに鋳込むか又はメルトを連続的に鋳造することによって慣用法により一定生産規模で製造できる。溶融金属の電極を鋳造し、次いでＥｌｅｃｔｒｏ−Ｓｌａｇ−Ｒｅｍｅｌｔｉｎｇ（ＥＳＲ）により電極を再溶融させることも可能である。メルトのガス噴霧化により粉末をつくり、次いでいわゆるＨＩＰｉｎｇと呼ばれる高温平衡圧縮を含む方法によって圧縮して粉末冶金法でインゴットを製造するか、又は代りにスプレー形成法によってインゴットを製造することも可能である。
【００２１】
本発明スチールのその他の特性ならびに特徴、及びホルダーや成型工具の製造に対する本スチールの有用性が、実施した実験と達成した結果の記載により以下にさらに詳しく説明される。説明には添付の図面が参照される。
【００２２】
（実施例）
実験室規模で製造されたスチールの試験：
図１は本発明スチールから製作可能な標準タイプのホルダーブロック１を示す。ブロック１には成型工具、通常プラスチック成型工具を収容する空隙２がある。ブロック１はかなりの大きさを有し、空隙２は大きくて深い。それ故、本発明の材料に多くの異なる要望事項（すなわち、かなりの厚さのブロックに関連しての十分な焼入れ性、ミルカッターやボーリング盤のような切削機械による良好な機械加工性能）があげられている。
材料
表Ｉの組成を有する１７ヶのＱ・インゴット（５０ｋｇ実験室熱処理物（ｈｅａｔ））を４ラウンド（回）で製造した。最初のラウンド（Ｑ９０４３〜Ｑ９０８０）では、幅広い範囲内の化学組成を有するインゴット、例えば比較的高含量の窒素を有する変形体がテストされた。最も興味ある特徴を有する合金がＱ９０６８（すなわち、炭素含量が凡そ０．１０％の中庸範囲内にあり、窒素が中程度の含量を有する合金）であることが明らかとなった。
【００２３】
第２のラウンド（Ｑ９１９２〜Ｑ９１３２）ではＱ９０６８によって得られた特徴の最適化を試みた。炭素含量を少しく変化させ、より細かい粒子サイズを得るためバナジウムを加え、また変形の１つに対してニッケル含量を減らした。
【００２４】
第３ラウンド（Ｑ９１２９〜Ｑ９１３９）では硫黄の含量を増加させた変形をテストした。
【００２５】
第４ラウンドでは炭素と窒素との間の関係を評価するため２つのスチール（Ｑ９１５３及びＱ９１５４）のみテストした。
【００２６】
Ｑ９０４３とＱ９０６３のスチールは参考材料である。Ｑ９０４３はＳＩＳ２３１４及びＡＩＳＩ４２０にしたがう組成を有し、一方、Ｑ９０６３はＷ．Ｎｒ．１．２３１６に相当する。
【００２７】
Ｑ・インゴットは６０×４０ｍｍサイズのロッドの形に鍛造し、その後ロッドをバーミキュライト中で冷却した。
【００２８】
【表１】
熱処理後の硬度
オーステナイト化温度に対する硬度の変化が図２Ａ及び図２Ｂに示されている。これらの図のチャートから、Ｑ９０４３、Ｑ９０６３、Ｑ９１０３、Ｑ９１０４及びＱ９１３５のような炭素含量の高いいくつかのスチールについてはオーステナイト化温度の上昇とともに硬度も上昇することが明らかである。これらの場合に適切なオーステナイト化温度は１０３０℃である。他のスチールについては、オーステナイト化温度の上昇とともに硬度が減少するか又は一定に留まる。この場合はオーステナイト化温度として９５０℃を選ぶ方がより適当であろう。
【００２９】
１０３０℃から焼入れされたスチールの焼戻し後の硬度が図３Ａ及び図３Ｂに示されており、一方、９５０℃から焼入れされたＱ・インゴット９１２９〜９１５４の各々についての焼戻し曲線の全部が図３Ｃのダイアグラムに示されている。この焼戻し曲線から、すべてのスチールが５２０〜６００℃の温度範囲での焼戻しにより４０ＨＲＣまで焼戻しできると云う結論を引き出すことができる。
【００３０】
タフ・焼入れ後の適切な硬度は約４０ＨＲＣである。次の表ＩＩに、各異なるスチールに前記硬度を与える熱処理が掲げられている。
【００３１】
【表２】
焼入れ性
表ＩＩに示されているオーステナイト化温度から焼入れ後の硬度、この温度からサンプルが異なる速度で冷却されているのが図４の焼入れ性曲線に示されている。
衝撃靭性テスト
非切欠きテストサンプルの衝撃靭性テスト（各スチールの４〜６ヶのテストロッドの平均値）を室温で実施した。異なるスチールに対して用いた熱処理と冷却速度が表ＩＩＩに示されている。その結果が図５にバーチャートにより開示されている。このチャートから、Ｑ９０６７、９０６８、９０６９、９１２９、９１３１、９１３２及びＱ９１５３のような幾つかの変形が極めて高い延性、＞３５０Ｊ、を有すること、またテストロッドは破断しなかったこと、しかしまた、例えばＱ９１５４のスチールを含む幾つかの別のスチールが、１８０〜２００ＪレベルにあるＱ９０６３および９０４３の参考スチールよりもかなり良好な延性を有することを認めることができる。
【００３２】
【表３】
腐蝕テスト
スチールの耐蝕性評価のため、表ＩＶに示したスチールに対して最初のテストラウンドで臨界電流密度、Ｉｃｒ、に関して分極曲線を成立させた。この測定方法に関する限り、Ｉｃｒが低いほど耐蝕性がよいと云うのが法則である。調査はテストサンプルが異なる冷却速度にされた２つのテストシリーズで実施された。最初のシリーズの熱処理が表ＩＶに示されている。
【００３３】
【表４】
この最初のテストラウンドからの結果は図６Ａのバーチャートから明らかである。このバーチャートから参考材料、Ｑ９０６３、よりも５つのスチール、すなわちＱ９０６８、Ｑ９０７０、Ｑ９１２９、Ｑ９１３２及びＱ９１５３の方が、より良好な耐蝕性を有していたことが明らかである。
【００３４】
２番目のテストラウンドではさらにゆっくりした冷却速度ｔ８／５が用いられた（表Ｖ及び図６Ｂ参照）。
【００３５】
【表５】
図６Ｂは最良の耐蝕性がＱ９０６３、９１２９、９１５３及び９１５４のサンプルに対して認められたことを示している。
ディスカッション
本発明の序言の開示において多数の発明の目的があげられた。良好な機械加工性の他に、スチールは良好な延性、良好な耐蝕性、及び良好な焼入れ性を持たねばならない。良好な加工性とは別に、Ｑ９０６３のスチールよりも良好な延性、耐蝕性と焼入れ性をスチールに持たせるのが本発明の目的であると云うことができる。４種のスチール、すなわち比較的類似の組成を有するＱ９０６８、Ｑ９１２９、Ｑ９１５３及びＱ９１５４が上述の基準を満たす、但しＱ９１５４は窒素の含量が高く炭素含量が低い。これらの経験をベースとして最適の組成は以下のようではないかと推測できる：
すなわち、０．１０Ｃ， ０．０７５Ｎ， ０．１６Ｓｉ， １．１Ｍｎ， １３．１Ｃｒ， ０．１３Ｖ， １．８Ｎｉ， ０．５Ｍｏ， バランス：鉄及び不可避不純物。
代りのものとしては、０．０６Ｃ及び０．１４Ｎｉを含むが残りの成分については前述と同じ組成のスチールであろうと思われる。別の代案（好適には称呼組成と考えてもよい）は次の組成であると考えられる： ０．１２Ｃ， ０．２０Ｓｉ， １．３０Ｍｎ， ０．１０Ｓ， １３．４Ｃｒ， １．６０Ｎｉ， ０．５０Ｍｏ， ０．２０Ｖ， ０．１０Ｎ， 鉄及び不可避不純物（バランス）； 及び／又は０．１４Ｃ， ０．１８Ｓｉ， １．３０Ｍｎ， ０．１０Ｓ， １３．５Ｃｒ， １．６７Ｎｉ， ０．５０Ｍｏ， ０．２２Ｖ， ０．１０Ｎ， 鉄及び不可避不純物（バランス）。
【００３６】
生産規模でのスチールの製造：
溶融した金属の３５トン熱処理物（ｈｅａｔ）を電弧炉で製造した。メルト（溶融物）はタッピングの前には次の化学組成であった： ０．１５Ｃ， ０．１８Ｓｉ， ０．０２０Ｐ， ０．０８Ｓ， １３．６０Ｃｒ， １．６０Ｎｉ， ０．４８Ｍｏ， ０．２０Ｖ， ０．０８３Ｎ， 鉄及び不可避不純物（バランス）。メルトからインゴットが製造され、さらにジメンションの異なるフラットなロッドの形に鍛造された。鍛造は何ら問題を起さなかった。鍛造したロッドは、９５０℃でオーステナイト化、保持時間２時間、空気中で急速冷却、５４０℃で２×２時間焼戻しすることによって約３８０ＨＢの硬度にタフ焼入れされた。このようにしてタフ焼入れされたロッドが最終規格に機械加工された。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明のスチールから製作できる標準設計のホルダーブロックを示す図である。
【図２Ａ】
いわゆるＱ・インゴット（５０ｋｇ実験室熱処理物）の形で製造された、焼入れ後ではあるが焼戻し前の最初のセットのスチールの硬度と、３０分の保持時間でのオーステナイト化温度との関係を示す図である。
【図２Ｂ】
Ｑ・インゴットとして製造された他の番号の試験スチールに対する図２Ａに該当するグラフを示す図である。
【図３Ａ】
１０３０℃から焼入れされた最初のセットのスチールに対する焼戻し曲線を示す図である。
【図３Ｂ】
図３Ａの焼戻し曲線の焼戻し温度範囲５００〜５５０℃をより大きなスケールで示す図である。
【図３Ｃ】
硬度とオーステナイト化温度の関係が図２Ｂに示され、さらにテストされたスチールの、焼戻し温度範囲５００〜５５０℃内の焼戻し曲線を示す図である。
【図４】
上記のようにテストされたスチールに対する焼入れ性曲線を表わす図である。
【図５】
上述スチールの衝撃靭性テストの結果を示す図である。
【図６Ａ】
腐蝕テストサンプルが真空炉内でオーステナイト化温度から２つの異なる冷却速度で徐々に冷却され、そのあと約４０ＨＲＣまで高温焼戻しされたときに測定された臨界電流密度、Ｉｃｒを例示するバーチャートである。
【図６Ｂ】
別なサンプルについての図６Ａに該当するバーチャートである。
（技術分野）
本発明はスチール合金、特にプラスチック成型工具用のホルダー及びホルダー部品製造のためのスチール合金に関する。この発明はまたスチールから製造したホルダー及びホルダー部品、ならびにこれらホルダー及びホルダー部品製造用のスチール合金製のブランク（ｂｌａｎｋ）にも関する。
【０００２】
（背景技術）
プラスチック成型工具用のホルダー及びホルダー部品は道具セット中でプラスチック成型工具のためのクランプ及び／又は組立て成分として使用され、この道具でプラスチック製品がある種の成型法によってつくられる。考えられるホルダー部品のなかではボルスタープレート（ｂｏｌｓｔｅｒ ｐｌａｔｅ）や他の構造部分ならびに実際の成型工具を収納して保持できる大きなくぼみを有する重いブロックを掲げることができる。前記ホルダー及びホルダー部品はマルテンサイトステンレススチールを含む多種の異なるスチール合金でつくられる。出願人により製造され、登録商標名ＲＡＭＡＸＳの名で市販されているスチールはそのグループに属し、重量％で次の称呼組成を有する：
０．３３Ｃ， ０．３５Ｓｉ， １．３５Ｍｎ， １６．６Ｃｒ， ０．５５Ｎｉ， ０．１２Ｎ， ０．１２Ｓ， バランス；鉄及びスチール製造からの不純物。
最も類似している比較可能な標準化スチールはＡＩＳＩ４２０Ｆである。このタイプのスチールは十分な耐蝕性を有するが、望ましく均質性であるマルテンサイト微細構造を有せず、スチールのある種の偏析傾向によって説明できる残留、未焼戻しマルテンサイトによるフェライト及び硬化部（ｈａｒｄ ｓｐｏｔ）を含んでいる可能性がある。それ故、ホルダースチールに関する限り改善の要求が存在する。また同じスチールが、恐らく若干の組成の変更により、実際の成型工具用に役立つことも望ましい。
【０００３】
（発明の開示）
焼入れ及び焼戻し後、前述のスチールよりさらに均一な構造を有し、材料中に明らかにより高い硬度を有するフェライト及び／又は硬化部の実質上存在しないスチールを提供するのが本発明の目的である。
【０００４】
本発明はまた以下の効果のうち１つ又は幾つかを達成することを目標とする：
− 良好な機械加工性、
− 十分な耐蝕性、
− 少くとも３００ｍｍの厚さまで、そしてある場合では厚さ４００ｍｍまでさえあるプレートから作られるホルダーブロックの製造のために使用可能となることを考慮しての十分な焼入れ性、
− 十分な延性／靭性、
− タフ焼入れ（ｔｏｕｇｈ−ｈａｒｄｅｎｅｄ）状態で３０〜４２ＨＲＣ、好ましくは３８〜４０ＨＲＣの硬度、
− 少くとも実施態様にしたがって、研磨性に関する限り高い要望が掲げられている成型工具用にも使用できる良好な研磨性。
【０００５】
上述の目的は、スチールが添付の特許請求の範囲に記載の化学組成を有するならば達成できる。
【０００６】
個別の元素の重要性ならびにスチールのそれら元素の相互作用に関する限り、請求特許の保護を特定の理論に結びつけることなく以下のことが適用できると考えられる。
【０００７】
（発明を実施するための最良の形態）
炭素と窒素はスチールの硬度と延性に関して非常に重要な元素である。炭素はまた重要な焼入れ性促進元素でもある。しかしながら、炭素はクロミウムカーバイド（Ｍ７Ｃ３−炭化物）の形でクロムを固定するのでスチールの耐蝕性を悪くする可能性がある。したがってスチールは炭素をｍａｘ０．１５％、好ましくはｍａｘ０．１３％含んでもよい（本明細書では特に断らない限り常に重量％が適用される）。しかしながら、炭素はまたマルテンサイトの硬度に寄与するため焼戻したマルテンサイト中に窒素と一緒に溶解した元素として存在するなどの幾らか有利な効果も持っており、またオーステナイト安定剤としても働らくので構造中でフェライトに反対作用する。スチール中の炭素のｍｉｎ量は、それ故、０．０６％、好ましくは少くとも０．０７％とする。
【０００８】
窒素は合金システム（系）中の固化条件に影響を及ぼして炭化物（カーバイド）及び炭素窒化物（カーボナイトライド）の一層均一、均質な分布の提供に寄与し、そのため固化中炭化物の大きな凝集物が避けられるか又は減少する。延性／靭性に有利な効果を有するＭ（Ｃ，Ｎ）、すなわちバナジウム−窒化炭素、のためにＭ２３Ｃ６炭化物の割合も減少する。要約すると窒素は、作業中にさらに微細な分散相に分割できる小さな炭化物や窒化物を含む一層有利な固化方法を提供するのに貢献する。これらの理由から窒素は少くとも０．０７％、好ましくは少くとも０．０８％、しかし０．２２％以下、好ましくはｍａｘ０．１５％の量で存在させ、同時に炭素＋窒素の合計量として０．１６＜Ｃ＋Ｎ＜０．２６の条件を満足させる。好ましくは、Ｃ＋Ｎは少くとも０．１７％であるが、好適にはｍａｘ０．２３％とする。称呼ではスチールは０．２０〜０．２２（Ｃ＋Ｎ）を含む。焼入れ及び焼戻ししたスチールでは、窒素は固溶体中窒素−マルテンサイトの形で実質的にマルテンサイト中に溶解し、それ故望ましい硬度に寄与する。
【０００９】
要約すると、窒素の含量に関する限り、スチールのマトリクスのいわゆるＰＲＥ値を増加させることによって希望の耐蝕性に寄与させるため、マルテンサイトの硬度に寄与する焼戻したマルテンサイト中に溶解した元素として存在させるため、及び炭素と一緒に望ましい程度に炭素窒化物、Ｍ（Ｃ，Ｎ）を生成させるため、前記ｍｉｎ量で存在させるが、炭素＋窒素の量を最大にする前記ｍａｘ濃度、ここで炭素は硬度に貢献する最も重要な元素である、を超えないように存在させると云うことができる。
【００１０】
シリコンはスチールの炭素活性を増加させ、したがってより多くの１次炭化物が晶出する傾向を増加させる。これがスチールのシリコン含量が少いのが望ましい第１の理由である。さらにシリコンはフェライト安定化元素であり、これがシリコンの不利な特徴である。スチールはまたフェライト安定化元素のクロムとモリブデンをこれらの元素によって望ましい効果をあげるのに十分な量含む必要があり、同時にスチールは問題の使用に対して慣用のものよりは低い濃度の炭素を含んでいるので、シリコンの含量はスチールがそのマトリクス中にフェライトを含む原因とならないように限定する必要がある。それ故スチールはＳｉを１％、好ましくはｍａｘ０．７％、好適にはｍａｘ０．５％、そして最も好都合にはさらに低い含量のシリコンを超えて含んではならない。一般に、スチール中でフェライトの生成を回避するため、フェライト安定化元素はオーステナイト安定化元素に適合しなければならないと云うルールが適用される。しかしながら、シリコンは脱酸化処理からの残留物として存在するので、シリコンの最適含量は０．０５〜０．５％、通常０．１〜０．４％の範囲、称呼では約０．２〜０．３％である。
【００１１】
マンガンはオーステナイト及び焼入れ性を促進する元素であり（これがマンガンの有利な効能である）、またスチール中で無害な硫化マンガンを生成することにより硫黄を除去するのに使用できる。それ故マンガンは０．１％の最小量、好ましくは少くとも０．３％の量で存在させる。しかしながら、マンガンは燐と一緒になって分離（偏析）する傾向があり、これが焼戻し脆化を起させる。それ故マンガンは２％、好ましくはｍａｘ１．５％、最適にはｍａｘ１．３％の量を超えて存在してはならない。
【００１２】
クロムはスチールの主要な合金元素であり、耐蝕性の劣るスチールを銹させる湿気のある環境でしばしば使用されるプラスチック成型工具用のホルダー及びホルダー部品、ならびにプラスチック成型工具それ自身用に重要な特徴である不特性をスチールに与える実質的な責任がある。
【００１３】
クロムはまたスチールの最も重要な焼入れ性促進元素である。しかしながら、スチールは比較的炭素の含量が少いので炭化物の形で固定されるクロムの量も実質的に多くないため、スチールのクロム含量は１２．５％と低くてよく、それにもかかわらず望ましい耐蝕性を得ることができる。しかしながら、スチールが少くとも１３．０％のクロムを含むのが好ましい。上限は第１にクロムのフェライト生成傾向によって決められる。したがってスチールはｍａｘ１４．５％Ｃｒ、好ましくはｍａｘ１４．０％Ｃｒを超えて含んではならない。称呼では、スチールは１３．１〜１３．７％Ｃｒを含まねばならない。
【００１４】
ニッケルは、スチールに非常に高い焼入れ性を与えるため、最小量で０．８％、好ましくは１．０％以上の量でスチール中に存在させる必要がある。しかしながら、コストの理由から含有量はｍａｘ２．５％、好ましくはｍａｘ２．０％に制限する必要がある。称呼では、スチールは１．４〜１．８％又は約１．６％Ｎｉを含む。
【００１５】
本発明のスチールはまた、焼戻し耐性が増加する焼戻し操作と関連して、２次炭化物の析出による２次焼入れを引起させるため、オプションとして有効含量のバナジウムを含むことができる。バナジウムは（存在する場合）、ＭＣ・炭化物の析出により粒子成長抑制剤としても作用する。しかしながら、バナジウムの含量が高過ぎる場合は、スチールの固化中に大粒子の１次ＭＣ・窒素炭素物が生成する可能性があり、これはまた１次炭化物が焼入れ操作中に溶解しないＥＳＲ−熔融をスチールに実施する場合にも起る。望ましい２次焼入れの達成のためと粒子成長抑制に対して有利な貢献をさせるため、しかし同時にスチール中の大粒子の、不溶解の１次炭化物の生成を避けて、オプションのバナジウム含量は０．０７〜０．７％Ｖの範囲にする必要がある。好適な含量は０．１０〜０．３０％Ｖであり、称呼では約０．２％Ｖである。スチールはまた焼入れ性増進効果を与えるため、有効量のモリブデン、例えば少くとも０．１％を含むのが好ましい。少くとも１．０％量までのモリブデンはまた耐蝕性を増進させるが、含量がさらに多くても効果があるであろう。焼戻しのとき、モリブデンはまたスチールの焼戻し耐性を増加させるのに貢献し、これは好都合である。他方、モリブデンの含量が高過ぎると粒界炭化物の晶出と偏析（分離）の傾向を生じさせることにより不都合な炭化物構造の原因になる。この他に、モリブデンはフェライトを安定化させ、これは好ましくないことである。したがってスチールは、その好ましい効果を利用するためバランスした含量のモリブデンを含む必要があるが、同時に好ましくない効果を回避する必要もある。好ましくは、モリブデンの含量は１．７％を超えてはならない。最適量は０．１〜０．９％、恐らく０．４〜０．６％Ｍｏの範囲内にある。
【００１６】
通常、スチールは不純物レベルを超える量のタングステンを含まないが、１％までの量はあるいは許容されるかも知れない。
【００１７】
本発明のスチールは、機械加工操作によって大きなサイズのホルダーや成型工具を作製可能にするタフ・焼入れ状態で配送可能でなければならない。焼入れは、８５０〜１０００℃、好ましくは９００〜９７５℃、又は約９５０℃でオーステナイト化し、続いて油中又はポリマー浴中で冷却、真空炉中ガス又は空気中で冷却することにより行われる。機械加工操作に適する３０〜４２ＨＲＣ、好ましくは３８〜４１又は約４０ＨＲＣの硬度を有するタフ焼入れ材料の達成のための高温焼戻しは、５１０〜６５０℃、好ましくは５２０〜５４０℃の温度で少くとも１時間、好ましくはダブル焼戻し；２回２時間、により実施される。別の方法としてスチールは、３８〜４２又は約４０ＨＲＣの硬度を得るため、２００〜２７５℃、例えば約２５０℃で低温焼戻しすることもできる。
【００１８】
スチールはまた、望ましい実施態様にしたがって、タフ焼入れ状態でスチールの機械加工性を向上させるため、可能な限りカルシウムや酸素と共に有効量の硫黄を含む。機械加工性の向上と云う観点から最良の結果を得るため、スチールが意図的に加えられた量のカルシウムや酸素を含まない場合はスチールは少くとも０．０７％Ｓを含む必要があり、スチールが有効量のカルシウムと酸素を含む場合は少くとも０．０３５％を含む必要がある。スチールが一定含量の硫黄で意図的に合金化されているときは、スチールのｍａｘ硫黄含量は０．２５％である。好適な硫黄含量はこの場合０．１２％であろう。しかしながら、硫化しないスチールの変形も考えられる。この場合スチールは不純物レベルを超える硫黄を含まず、有効量のカルシウム及び／又は酸素を含むこともない。
【００１９】
したがってスチールは、３〜１００重量ｐｐｍのＣａ、好ましくは５〜７５ｐｐｍ Ｃａ、好適にはｍａｘ４０ｐｐｍ Ｃａ、及び１０〜１００ｐｐｍのＯとともに０．０３５〜０．２５％Ｓを含むことができると考えられ、そこで存在している硫化物を硫化カルシウムを生成させて球状にするためシリコン−カルシウム、ＣａＳｉ、として供給される前記カルシウムは、硫化物が延性を悪くする可能性のある、望ましくない細長い形となるのを妨げる。
【００２０】
本発明のスチールは、通常法で金属メルト（溶融物）をつくり、このメルトは本発明にしたがう化学組成を有する、このメルトを大きなインゴットに鋳込むか又はメルトを連続的に鋳造することによって慣用法により一定生産規模で製造できる。溶融金属の電極を鋳造し、次いでＥｌｅｃｔｒｏ−Ｓｌａｇ−Ｒｅｍｅｌｔｉｎｇ（ＥＳＲ）により電極を再溶融させることも可能である。メルトのガス噴霧化により粉末をつくり、次いでいわゆるＨＩＰｉｎｇと呼ばれる高温平衡圧縮を含む方法によって圧縮して粉末冶金法でインゴットを製造するか、又は代りにスプレー形成法によってインゴットを製造することも可能である。
【００２１】
本発明スチールのその他の特性ならびに特徴、及びホルダーや成型工具の製造に対する本スチールの有用性が、実施した実験と達成した結果の記載により以下にさらに詳しく説明される。説明には添付の図面が参照される。
【００２２】
（実施例）
実験室規模で製造されたスチールの試験：
図１は本発明スチールから製作可能な標準タイプのホルダーブロック１を示す。ブロック１には成型工具、通常プラスチック成型工具を収容する空隙２がある。ブロック１はかなりの大きさを有し、空隙２は大きくて深い。それ故、本発明の材料に多くの異なる要望事項（すなわち、かなりの厚さのブロックに関連しての十分な焼入れ性、ミルカッターやボーリング盤のような切削機械による良好な機械加工性能）があげられている。
材料
表Ｉの組成を有する１７ヶのＱ・インゴット（５０ｋｇ実験室熱処理物（ｈｅａｔ））を４ラウンド（回）で製造した。最初のラウンド（Ｑ９０４３〜Ｑ９０８０）では、幅広い範囲内の化学組成を有するインゴット、例えば比較的高含量の窒素を有する変形体がテストされた。最も興味ある特徴を有する合金がＱ９０６８（すなわち、炭素含量が凡そ０．１０％の中庸範囲内にあり、窒素が中程度の含量を有する合金）であることが明らかとなった。
【００２３】
第２のラウンド（Ｑ９１９２〜Ｑ９１３２）ではＱ９０６８によって得られた特徴の最適化を試みた。炭素含量を少しく変化させ、より細かい粒子サイズを得るためバナジウムを加え、また変形の１つに対してニッケル含量を減らした。
【００２４】
第３ラウンド（Ｑ９１２９〜Ｑ９１３９）では硫黄の含量を増加させた変形をテストした。
【００２５】
第４ラウンドでは炭素と窒素との間の関係を評価するため２つのスチール（Ｑ９１５３及びＱ９１５４）のみテストした。
【００２６】
Ｑ９０４３とＱ９０６３のスチールは参考材料である。Ｑ９０４３はＳＩＳ２３１４及びＡＩＳＩ４２０にしたがう組成を有し、一方、Ｑ９０６３はＷ．Ｎｒ．１．２３１６に相当する。
【００２７】
Ｑ・インゴットは６０×４０ｍｍサイズのロッドの形に鍛造し、その後ロッドをバーミキュライト中で冷却した。
【００２８】
【表１】
オーステナイト化温度に対する硬度の変化が図２Ａ及び図２Ｂに示されている。これらの図のチャートから、Ｑ９０４３、Ｑ９０６３、Ｑ９１０３、Ｑ９１０４及びＱ９１３５のような炭素含量の高いいくつかのスチールについてはオーステナイト化温度の上昇とともに硬度も上昇することが明らかである。これらの場合に適切なオーステナイト化温度は１０３０℃である。他のスチールについては、オーステナイト化温度の上昇とともに硬度が減少するか又は一定に留まる。この場合はオーステナイト化温度として９５０℃を選ぶ方がより適当であろう。
【００２９】
１０３０℃から焼入れされたスチールの焼戻し後の硬度が図３Ａ及び図３Ｂに示されており、一方、９５０℃から焼入れされたＱ・インゴット９１２９〜９１５４の各々についての焼戻し曲線の全部が図３Ｃのダイアグラムに示されている。この焼戻し曲線から、すべてのスチールが５２０〜６００℃の温度範囲での焼戻しにより４０ＨＲＣまで焼戻しできると云う結論を引き出すことができる。
【００３０】
タフ・焼入れ後の適切な硬度は約４０ＨＲＣである。次の表ＩＩに、各異なるスチールに前記硬度を与える熱処理が掲げられている。
【００３１】
【表２】
表ＩＩに示されているオーステナイト化温度から焼入れ後の硬度、この温度からサンプルが異なる速度で冷却されているのが図４の焼入れ性曲線に示されている。
衝撃靭性テスト
非切欠きテストサンプルの衝撃靭性テスト（各スチールの４〜６ヶのテストロッドの平均値）を室温で実施した。異なるスチールに対して用いた熱処理と冷却速度が表ＩＩＩに示されている。その結果が図５にバーチャートにより開示されている。このチャートから、Ｑ９０６７、９０６８、９０６９、９１２９、９１３１、９１３２及びＱ９１５３のような幾つかの変形が極めて高い延性、＞３５０Ｊ、を有すること、またテストロッドは破断しなかったこと、しかしまた、例えばＱ９１５４のスチールを含む幾つかの別のスチールが、１８０〜２００ＪレベルにあるＱ９０６３および９０４３の参考スチールよりもかなり良好な延性を有することを認めることができる。
【００３２】
【表３】
スチールの耐蝕性評価のため、表ＩＶに示したスチールに対して最初のテストラウンドで臨界電流密度、Ｉｃｒ、に関して分極曲線を成立させた。この測定方法に関する限り、Ｉｃｒが低いほど耐蝕性がよいと云うのが法則である。調査はテストサンプルが異なる冷却速度にされた２つのテストシリーズで実施された。最初のシリーズの熱処理が表ＩＶに示されている。
【００３３】
【表４】
【００３４】
２番目のテストラウンドではさらにゆっくりした冷却速度ｔ８／５が用いられた（表Ｖ及び図６Ｂ参照）。
【００３５】
【表５】
ディスカッション
本発明の序言の開示において多数の発明の目的があげられた。良好な機械加工性の他に、スチールは良好な延性、良好な耐蝕性、及び良好な焼入れ性を持たねばならない。良好な加工性とは別に、Ｑ９０６３のスチールよりも良好な延性、耐蝕性と焼入れ性をスチールに持たせるのが本発明の目的であると云うことができる。４種のスチール、すなわち比較的類似の組成を有するＱ９０６８、Ｑ９１２９、Ｑ９１５３及びＱ９１５４が上述の基準を満たす、但しＱ９１５４は窒素の含量が高く炭素含量が低い。これらの経験をベースとして最適の組成は以下のようではないかと推測できる：
すなわち、０．１０Ｃ， ０．０７５Ｎ， ０．１６Ｓｉ， １．１Ｍｎ， １３．１Ｃｒ， ０．１３Ｖ， １．８Ｎｉ， ０．５Ｍｏ， バランス：鉄及び不可避不純物。
代りのものとしては、０．０６Ｃ及び０．１４Ｎｉを含むが残りの成分については前述と同じ組成のスチールであろうと思われる。別の代案（好適には称呼組成と考えてもよい）は次の組成であると考えられる： ０．１２Ｃ， ０．２０Ｓｉ， １．３０Ｍｎ， ０．１０Ｓ， １３．４Ｃｒ， １．６０Ｎｉ， ０．５０Ｍｏ， ０．２０Ｖ， ０．１０Ｎ， 鉄及び不可避不純物（バランス）； 及び／又は０．１４Ｃ， ０．１８Ｓｉ， １．３０Ｍｎ， ０．１０Ｓ， １３．５Ｃｒ， １．６７Ｎｉ， ０．５０Ｍｏ， ０．２２Ｖ， ０．１０Ｎ， 鉄及び不可避不純物（バランス）。
【００３６】
生産規模でのスチールの製造：
溶融した金属の３５トン熱処理物（ｈｅａｔ）を電弧炉で製造した。メルト（溶融物）はタッピングの前には次の化学組成であった： ０．１５Ｃ， ０．１８Ｓｉ， ０．０２０Ｐ， ０．０８Ｓ， １３．６０Ｃｒ， １．６０Ｎｉ， ０．４８Ｍｏ， ０．２０Ｖ， ０．０８３Ｎ， 鉄及び不可避不純物（バランス）。メルトからインゴットが製造され、さらにジメンションの異なるフラットなロッドの形に鍛造された。鍛造は何ら問題を起さなかった。鍛造したロッドは、９５０℃でオーステナイト化、保持時間２時間、空気中で急速冷却、５４０℃で２×２時間焼戻しすることによって約３８０ＨＢの硬度にタフ焼入れされた。このようにしてタフ焼入れされたロッドが最終規格に機械加工された。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明のスチールから製作できる標準設計のホルダーブロックを示す図である。
【図２Ａ】
いわゆるＱ・インゴット（５０ｋｇ実験室熱処理物）の形で製造された、焼入れ後ではあるが焼戻し前の最初のセットのスチールの硬度と、３０分の保持時間でのオーステナイト化温度との関係を示す図である。
【図２Ｂ】
Ｑ・インゴットとして製造された他の番号の試験スチールに対する図２Ａに該当するグラフを示す図である。
【図３Ａ】
１０３０℃から焼入れされた最初のセットのスチールに対する焼戻し曲線を示す図である。
【図３Ｂ】
図３Ａの焼戻し曲線の焼戻し温度範囲５００〜５５０℃をより大きなスケールで示す図である。
【図３Ｃ】
硬度とオーステナイト化温度の関係が図２Ｂに示され、さらにテストされたスチールの、焼戻し温度範囲５００〜５５０℃内の焼戻し曲線を示す図である。
【図４】
上記のようにテストされたスチールに対する焼入れ性曲線を表わす図である。
【図５】
上述スチールの衝撃靭性テストの結果を示す図である。
【図６Ａ】
腐蝕テストサンプルが真空炉内でオーステナイト化温度から２つの異なる冷却速度で徐々に冷却され、そのあと約４０ＨＲＣまで高温焼戻しされたときに測定された臨界電流密度、Ｉｃｒを例示するバーチャートである。
【図６Ｂ】
別なサンプルについての図６Ａに該当するバーチャートである。
Claims (21)
- 重量％で以下を含む化学組成であることを特徴とするスチール合金：
０．０６〜０．１５ Ｃ，
０．１６＜Ｃ＋Ｎ＜０．２６，
０．１〜１．０ Ｓｉ，
０．１〜２．０ Ｍｎ，
１２．５〜１４．５ Ｃｒ，
０．８〜２．５ Ｎｉ，
０．１〜１．５ Ｍｏ，
任意にバナジウムをｍａｘ０．７Ｖ以下，
スチールの機械加工性を向上させるため元素Ｓ，Ｃ及びＯのうち任意の１つ又は２つ以上の元素の次の量以下，
ｍａｘ０．２５Ｓ，
ｍａｘ０．０１（１００ｐｐｍ）Ｃａ，
ｍａｘ０．０１（１００ｐｐｍ）Ｏ，
バランス；鉄及び不可避不純物。 - スチール合金が０．０７〜０．１３Ｃを含む請求項１記載のスチール合金。
- スチール合金が０．０８〜０．１５Ｎを含む請求項１記載のスチール合金。
- Ｃ＋Ｎの合計量が次の条件を満たす請求項１ないし３のいずれか１項に記載のスチール合金：
０．１７＜Ｃ＋Ｎ＜０．２３ - スチール合金が０．１〜０．７Ｓｉ、好ましくはｍａｘ０．５Ｓｉを含む、請求項１に記載のスチール合金。
- スチール合金が０．１〜０．４Ｓｉを含む、請求項５に記載のスチール合金。
- スチール合金がｍａｘ１．５Ｍｎ、好ましくはｍａｘ１．３Ｍｎを含む、請求項１記載のスチール合金。
- スチール合金が１３．０〜１４．０Ｃｒを含む、請求項１記載のスチール合金。
- スチール合金が１３．１〜１３．７Ｃｒを含む、請求項８に記載のスチール合金。
- スチール合金が１．０〜２．０Ｎｉを含む、請求項１に記載のスチール合金。
- スチール合金が１．４〜１．８Ｎｉを含む、請求項１０に記載のスチール合金。
- スチール合金が０．１〜０．９Ｍｏを含む、請求項１に記載のスチール合金。
- スチール合金が０．４〜０．６Ｍｏを含む、請求項１２に記載のスチール合金。
- スチール合金が少くとも０．０７Ｖを含む、請求項１に記載のスチール合金。
- スチール合金が少くとも０．１０Ｖを含む、請求項１４に記載のスチール合金。
- スチール合金が０．１０〜０．３０Ｖを含む、請求項１５に記載のスチール合金。
- スチール合金がｍａｘ０．１５Ｓを含む、請求項１に記載のスチール合金。
- スチール合金が０．０８〜０．１２Ｓを含む、請求項１７に記載のスチール合金。
- スチール合金が不純物濃度を超えるＳ、Ｃａ又はＯを含まない、請求項１に記載のスチール合金。
- スチール合金が次の組成を含む、請求項１ないし１９のいずれか１項に記載のスチール合金：
０．０６〜０．１３ Ｃ，
０．０８〜０．１５ Ｎ，
０．１〜０．４，好ましくは０．２〜０．３ Ｓｉ，
０．２〜１．３ Ｍｎ，
１２．５〜１３．６ Ｃｒ，
０．１〜０．３ Ｖ，
０．２〜０．８ Ｍｏ，
１．４〜１．８ Ｎｉ。 - 請求項１ないし２０のいずれか１項に記載のスチール合金からなることを特徴とする、プラスチック成型工具用のホルダー及びホルダー部品。
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