JP2006316326A - Ultrahigh-strength anti-weathering steel and manufacturing method therefor - Google Patents

Ultrahigh-strength anti-weathering steel and manufacturing method therefor Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrahigh-strength anti-weathering steel which is excellent in all of strength, toughness, ductility, corrosion resistance and weathering resistance in comparison with conventional ultrahigh-strength steel, and can be cast in the air without needing a vacuum melting facility or a vacuum casting facility. <P>SOLUTION: The ultrahigh-strength stainless steel is cast in the air after having blent C, Si, Cr, Cu, Mo, Ni, Co and Fe; and has a yield strength of 1,585 MPa (230,000 psi) or higher, a tensile strength of 1,723 MPa (250,000 psi) or higher and an elongation of 6% or higher. The steel desirably further includes at least one component selected from the group consisting of V, W, N and a mixture of them. The steel preferably includes 0.16-0.23 wt.% C, 0.2-1.5 wt.% Si, 2-5 wt.% Cr, 0.2-2 wt.% Cu, 0.8-3 wt.% Mo, 7-12 wt.% Ni, 13-17 wt.% Co and the balance Fe. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、超高強度鋼に関し、詳しくは大気中鋳造が可能であり、従来の超高強度鋼に比べて強度、延性、靭性、耐食性が優れた超高強度鋼に関する。   The present invention relates to an ultra-high strength steel, and more particularly to an ultra-high strength steel that can be cast in the air and is superior in strength, ductility, toughness, and corrosion resistance compared to conventional ultra-high strength steel.

従来の超高強度鋼には種々の欠点があった。例えば、大部分のマルテンサイト鋼およびマルエージ鋼は、特に鋳造時の大気腐食耐性に欠けている。従来のマルエージ鋼は侵入元素や不純物元素を厳しく制限するために高純度原料を用いて真空中で溶解している。   Conventional ultra-high strength steel has various drawbacks. For example, most martensitic and marage steels lack atmospheric corrosion resistance, particularly during casting. Conventional maraging steel is melted in a vacuum using high-purity raw materials in order to strictly limit intruding elements and impurity elements.

マルエージ鋼等の超高強度析出硬化鋼は、チタンやアルミニウムのような反応性の高い必須成分を大気に晒さないように、溶解および鋳造を真空中で行って環境との反応を防止する。反応性元素の酸化を防止するために、溶解および鋳造中に大気との接触を極力回避する。反応性元素が酸化物として存在すると鋼の機械的性質が著しく劣化することが知られている。   Ultra high strength precipitation hardened steel such as maraging steel prevents melting and casting in a vacuum so as to prevent exposure to the environment so that essential components with high reactivity such as titanium and aluminum are not exposed to the atmosphere. In order to prevent oxidation of reactive elements, contact with the atmosphere is avoided as much as possible during melting and casting. It is known that when reactive elements are present as oxides, the mechanical properties of steel deteriorate significantly.

しかし、真空溶解や真空鋳造には費用がかかる。また、従来の超高強度鋼は必要な高純度を達成するために真空溶解と真空鋳造を何回も行なう必要があった。溶解および鋳造により得られた鋼は、所定の機械的性質を得るために十分に熱間加工する必要がある。熱間加工が必要なため、所定の形状および機械的性質を達成するために種々のダイが必要であり、製造コストと製造期間が増加する。更に、従来の超高強度鋼の多くは、耐食性を付与するために殆どの用途でクロムめっきやカドミウムめっきをする必要があった。   However, vacuum melting and vacuum casting are expensive. Further, the conventional ultra-high strength steel has to be subjected to vacuum melting and vacuum casting many times in order to achieve the required high purity. The steel obtained by melting and casting needs to be sufficiently hot worked to obtain the predetermined mechanical properties. Since hot working is required, various dies are required to achieve the predetermined shape and mechanical properties, which increases manufacturing costs and manufacturing time. Furthermore, many of the conventional ultra-high strength steels have to be plated with chromium or cadmium in most applications in order to impart corrosion resistance.

表1に、従来の超高強度マルエージ鋼の典型的な合金成分(wt%)を示す。   Table 1 shows typical alloy components (wt%) of conventional ultra-high strength maraging steel.

Figure 2006316326
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チタンとアルミニウムはマルエージ鋼の強度および硬さを高めるために必須の成分である。しかし、チタンおよびアルミニウムを用いた鋼は、脆化の原因となる化合物が生成しやすいため、上述のように大気中で溶解できない。そのため、チタンおよびアルミニウムを用いた超高強度鋼は真空溶解および真空鋳造をしなくてはならない。   Titanium and aluminum are essential components for increasing the strength and hardness of maraging steel. However, steel using titanium and aluminum cannot easily be dissolved in the atmosphere as described above because a compound that causes embrittlement is easily generated. Therefore, ultra high strength steel using titanium and aluminum must be vacuum melted and vacuum cast.

また、AISI4340、H11、300Mといった既存の超高強度鋼は、望みの靭性と屋外用途等のある程度の耐食性とを兼備する必要のある多くの高強度鋼用途で実用性を持つには靭性レベルが不十分であるし、大気腐食耐性も低い。その上、これらの鋼の製造に用いる合金成分が原因となって、鋼の溶接性が劣化するし、鋳造製品の機械的性質が熱間加工品に比べて劣っている。   Also, existing ultra-high strength steels such as AISI 4340, H11, and 300M have a toughness level to have practicality in many high-strength steel applications that need to have both desired toughness and some degree of corrosion resistance such as outdoor use. Insufficient and low atmospheric corrosion resistance. Moreover, due to the alloy components used in the production of these steels, the weldability of the steel is degraded and the mechanical properties of the cast product are inferior to those of the hot-worked product.

これに対して、超高強度マルエージ鋼は靭性および溶接性が優れていることが知られている。しかし、既に述べたように、マルエージ鋼は大気腐食に弱いし、それに関連して応力腐食割れにも弱い。なおかつ、マルエージ鋼は非常に高価でもある。   On the other hand, it is known that ultra-high strength maraging steel has excellent toughness and weldability. However, as already mentioned, maraging steels are vulnerable to atmospheric corrosion and associatedly stress corrosion cracking. Moreover, maraging steel is very expensive.

既に簡単に述べたように、超高強度マルエージ鋼を製造するための最も一般的なプロセスは、真空中での溶解・精錬サイクルを少なくとも1回行なう二重または三重溶解プロセスである。この溶解・精錬サイクル後に一般に鍛造および圧延を行なってシート材またはバー材とする。マルエージ鋼は熱間加工により製造した場合に最良の性質が得られる。マルエージ鋼は鋳造材でも良好な強度が得られることが知られているが、ネットシェイプ鋳造の場合は下記の表2に示すように延性が劣る(熱間加工後機械加工したものと比較)。   As already mentioned briefly, the most common process for producing ultra-high strength maraging steel is a double or triple melting process with at least one melting and refining cycle in vacuum. After this melting and refining cycle, forging and rolling are generally performed to obtain a sheet material or a bar material. Maraging steel has the best properties when manufactured by hot working. It is known that maraging steel can provide good strength even with a cast material, but in the case of net shape casting, the ductility is inferior as shown in Table 2 below (compared with the one machined after hot working).

Figure 2006316326
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そこで本発明の目的は、上記従来の超高強度鋼に比べて強度、靭性、延性、耐食性または耐候性を同時に向上させた超高強度鋼を新たに開発することである。更に、このような鋼を高価で時間のかかる真空溶解・真空鋳造を必要とせずに大気中で鋳造できるようにすることも目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to newly develop an ultra-high strength steel that simultaneously has improved strength, toughness, ductility, corrosion resistance, or weather resistance as compared with the conventional ultra-high strength steel. It is another object of the present invention to allow such steel to be cast in the atmosphere without requiring expensive and time-consuming vacuum melting / vacuum casting.

第1発明によれば、C、Si、Cr、Cu、Mo、Ni、Co、Feを配合して大気中鋳造した超高強度耐候性鋼であって、降伏強さ1585MPa(230,000psi)以上、引張強さ1723MPa(250,000psi)以上、伸び6%以上であることを特徴とする耐候性鋼が提供される。   According to the first invention, it is an ultra-high strength weather-resistant steel that is cast in the air containing C, Si, Cr, Cu, Mo, Ni, Co, and Fe, and has a yield strength of 1585 MPa (230,000 psi) or more. There is provided a weather resistant steel characterized by a tensile strength of 1723 MPa (250,000 psi) or more and an elongation of 6% or more.

望ましい一実施形態においては、V、W、Nおよびこれらの混合物から成る群から選択した少なくとも1種の成分を更に含む。他の望ましい実施形態においては、C:0.16〜0.23wt%、Si:0.2〜1.5wt%、Cr:2〜5wt%、Cu:0.2〜2wt%、Mo:0.8〜3wt%、Ni:7〜12wt%、Co:13〜17wt%、および残部:Feである。   In a desirable embodiment, it further comprises at least one component selected from the group consisting of V, W, N and mixtures thereof. In another desirable embodiment, C: 0.16-0.23 wt%, Si: 0.2-1.5 wt%, Cr: 2-5 wt%, Cu: 0.2-2 wt%, Mo: 0.2%. 8 to 3 wt%, Ni: 7 to 12 wt%, Co: 13 to 17 wt%, and the balance: Fe.

第2発明によれば、C:0.16〜0.23wt%、Si:0.2〜1.5wt%、Cr:2〜5wt%、Cu:0.2〜2wt%、Mo:0.8〜3wt%、Ni:7〜12wt%、Co:13〜17wt%、および残部:Feから実質的に成る超高強度耐候性鋼が提供される。望ましい実施形態においては、V、W、Nおよびこれらの混合物から成る群から選択した少なくとも1種の成分を更に含有する。   According to the second invention, C: 0.16-0.23 wt%, Si: 0.2-1.5 wt%, Cr: 2-5 wt%, Cu: 0.2-2 wt%, Mo: 0.8 There is provided an ultra high strength weathering steel consisting essentially of ~ 3 wt%, Ni: 7-12 wt%, Co: 13-17 wt%, and the balance: Fe. In a preferred embodiment, it further contains at least one component selected from the group consisting of V, W, N and mixtures thereof.

第3発明によれば、C:0.16〜0.23wt%、Si:0.2〜1.5wt%、Cr:2〜5wt%、Cu:0.2〜2wt%、Mo:0.8〜3wt%、Ni:7〜12wt%、Co:13〜17wt%、V:2wt%以下、W:2wt%以下、N:0.4wt%以下、および残部:Feを含んで成る耐候性鋼が提供される。望ましい実施形態においては、降伏強さ1585MPa(230,000psi)以上、引張強さ1723MPa(250,000psi)以上、伸び6%以上である。   According to the third invention, C: 0.16-0.23 wt%, Si: 0.2-1.5 wt%, Cr: 2-5 wt%, Cu: 0.2-2 wt%, Mo: 0.8 A weathering steel comprising -3 wt%, Ni: 7-12 wt%, Co: 13-17 wt%, V: 2 wt% or less, W: 2 wt% or less, N: 0.4 wt% or less, and the balance: Fe Provided. In a preferred embodiment, the yield strength is 1585 MPa (230,000 psi) or more, the tensile strength is 1723 MPa (250,000 psi) or more, and the elongation is 6% or more.

第4発明によれば、耐候性鋼の鋳造部材に、温度1038℃(1900°F)以上、圧力96MPa(14,000psi)以上で3〜5時間の熱間等方加圧を施す工程; 上記鋳造部材に、温度1093℃(2,000°F)以上で1〜6時間の均質化処理を施す工程; 上記鋳造部材に、温度871〜1149℃(1,600〜2,100°F)で1〜4時間保持した後に室温まで冷却する溶体化熱処理を施す工程; 上記鋳造部材に、温度−46℃(−50°F)以下に1〜8時間保持するサブゼロ処理を施す工程; および温度427〜538℃(800〜1000°F)で4〜5時間の時効処理を施す工程により作製した耐候性鋼製鋳造品が提供される。望ましい実施形態においては、C:0.16〜0.23wt%、Si:0.2〜1.5wt%、Cr:2〜5wt%、Cu:0.2〜2wt%、Mo:0.8〜3wt%、Ni:7〜12wt%、Co:13〜17wt%、および残部:Feを配合する工程; 上記配合した成分を溶解して耐候性鋼の溶湯を作成する工程; および上記耐候性鋼の溶湯を鋳造して上記鋳造部材を形成する工程により上記鋳造部材が形成される。   According to the fourth invention, a step of applying hot isostatic pressing for 3 to 5 hours at a temperature of 1038 ° C. (1900 ° F.) or higher and a pressure of 96 MPa (14,000 psi) or higher to a cast member made of weathering steel; A step of homogenizing the cast member at a temperature of 1093 ° C. (2,000 ° F.) or more for 1 to 6 hours; the cast member at a temperature of 871-1149 ° C. (1,600-2,100 ° F.) A solution heat treatment of holding for 1 to 4 hours and then cooling to room temperature; a step of subjecting the cast member to a subzero treatment of holding at a temperature of −46 ° C. (−50 ° F.) or lower for 1 to 8 hours; and a temperature of 427 A weather-resistant steel casting produced by a process of aging treatment at ˜538 ° C. (800 to 1000 ° F.) for 4 to 5 hours is provided. In a desirable embodiment, C: 0.16-0.23 wt%, Si: 0.2-1.5 wt%, Cr: 2-5 wt%, Cu: 0.2-2 wt%, Mo: 0.8- 3 wt%, Ni: 7 to 12 wt%, Co: 13 to 17 wt%, and the balance: a step of blending Fe; a step of melting the blended components to create a weatherable steel melt; and The cast member is formed by a process of casting the molten metal to form the cast member.

第5発明によれば、耐候性鋼の鋳造部材を製造する方法であって、C:0.16〜0.23wt%、Si:0.2〜1.5wt%、Cr:2〜5wt%、Cu:0.2〜2wt%、Mo:0.8〜3wt%、Ni:7〜12wt%、Co:13〜17wt%、および残部:Feを配合する工程; 上記配合した成分を溶解して耐候性鋼の溶湯を作成する工程; および
上記耐候性鋼の溶湯を鋳造して上記鋳造部材を形成する工程を含んで成る方法が提供される。
According to the fifth aspect of the present invention, there is provided a method for producing a weathering steel cast member, wherein C: 0.16-0.23 wt%, Si: 0.2-1.5 wt%, Cr: 2-5 wt%, Cu: 0.2-2 wt%, Mo: 0.8-3 wt%, Ni: 7-12 wt%, Co: 13-17 wt%, and the balance: Fe is blended; A method is provided comprising the steps of: creating a molten steel; and casting the molten weatherable steel to form the cast member.

本発明は、超高強度耐候性鋼(以下「耐候性鋼」)およびその製造方法に関する。本発明の耐候性鋼は基本的な合金成分としてコバルト、ニッケル、クロム、銅、モリブデン、シリコン、および炭素を含有している。これらの合金成分を特定の構成とし且つ特定の熱処理を用いたことにより、従来の超高強度鋼に比べて強度、延性、靭性および大気腐食耐性が向上し且つ大気中で鋳造できる本発明の鋼が得られた。本発明の耐候性鋼は、真空溶解して鋳型へ直接鋳造すれば(インベストメント鋳造)、あるいはインゴットにして鍛造を施せば、靭性および疲労特性が更に高まる。   The present invention relates to ultra-high strength weathering steel (hereinafter “weathering steel”) and a method for producing the same. The weather resistant steel of the present invention contains cobalt, nickel, chromium, copper, molybdenum, silicon, and carbon as basic alloy components. By using these alloy components in a specific configuration and using a specific heat treatment, the steel of the present invention has improved strength, ductility, toughness and atmospheric corrosion resistance compared to conventional ultra-high strength steel and can be cast in the air. was gotten. If the weather resistant steel of the present invention is melted in vacuum and directly cast into a mold (investment casting), or if it is forged as an ingot, the toughness and fatigue characteristics are further enhanced.

本発明の耐候性鋼の大きな特徴は、チタンおよび/またはアルミニウムのような反応性元素の使用を意図的に避けつつ、優れた特性を達成できた点にある。典型的なマルエージ鋼の製造には硬さを確保するためにこれらの元素を用いることが一般的である。したがって、これらの元素の使用を意図的に避けつつ高い硬さレベルを達成できたことは、従来技術からは予期できない驚異的なことである。   A major feature of the weathering steel of the present invention is that excellent properties can be achieved while intentionally avoiding the use of reactive elements such as titanium and / or aluminum. In producing typical maraging steel, these elements are generally used to ensure hardness. Therefore, the fact that a high hardness level can be achieved while intentionally avoiding the use of these elements is a surprising phenomenon that cannot be expected from the prior art.

これらの反応性元素を意図的に排除したことにより本発明の耐候性鋼は大気溶解が可能になった。他の合金元素を厳格に選択し且つ全体の成分バランスを調整したことによって望みの機械的性質が達成できた。このように反応性元素に変えて他の元素を用いたことにより、非反応性環境中で溶解および鋳造のサイクルを繰り返す必要がなくなったので、低廉かつ短時間で耐候性鋼を製造できるようになった。   By intentionally excluding these reactive elements, the weathering steel of the present invention can be dissolved in the atmosphere. The desired mechanical properties could be achieved by rigorously selecting other alloying elements and adjusting the overall component balance. By using other elements instead of reactive elements in this way, it is no longer necessary to repeat the melting and casting cycle in a non-reactive environment, so that weatherproof steel can be manufactured in a low cost and in a short time. became.

耐候性鋼は下記元素:Fe、Ni、Mo、Co、Cr、C、SiおよびCuから構成することができる。上述したように、本発明鋼をマルエージ鋼等の従来の超高強度鋼と峻別する大きな特徴は、反応性元素であるチタンおよびアルミニウムの使用を意図的に排除したことである。   The weathering steel can be composed of the following elements: Fe, Ni, Mo, Co, Cr, C, Si and Cu. As described above, a major feature of distinguishing the steel of the present invention from conventional ultra-high strength steel such as maraging steel is that the use of reactive elements titanium and aluminum is intentionally excluded.

本発明の耐候性鋼の合金成分の含有量を表3に示す。いずれの値も概数である。   Table 3 shows the contents of the alloy components of the weather resistant steel of the present invention. Both values are approximate numbers.

Figure 2006316326
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残部は実質的に鉄、任意の添加元素、および市販マルエージ鋼に含有される通常の不純物である。例えば、本発明の耐候性鋼は微量成分として、S:0.01wt%以下、P:0.01wt%以下、N:0.04wt%以下を含有しても良い。   The balance is essentially normal impurities contained in iron, optional additive elements, and commercial maraging steel. For example, the weather resistant steel of the present invention may contain S: 0.01 wt% or less, P: 0.01 wt% or less, and N: 0.04 wt% or less as a trace component.

Cは、強度向上と熱処理時の焼入れ性向上のために添加する。C含有量は0.16〜0.23wt%である。Siは、製造時の鋳造性および流動性を高めるために添加する。Si含有量は0.2〜1.5wt%である。Crは、耐食性、強度、焼入れ性を高めるために添加する。Cr含有量は2〜5wt%である。   C is added to improve strength and improve hardenability during heat treatment. The C content is 0.16 to 0.23 wt%. Si is added to improve castability and fluidity during production. The Si content is 0.2 to 1.5 wt%. Cr is added to enhance corrosion resistance, strength, and hardenability. The Cr content is 2 to 5 wt%.

Cuは、耐食性および耐候性を高めるために添加し、Cr、Ni、Moとの共存下で耐食性を高める。Cu含有量は0.2〜2wt%である。Moは、焼入れ性を高めるために添加する。Mo含有量は0.8〜3wt%である。Niは、強度および靭性を高めるために添加する。Ni含有量は7〜12wt%である。Coは、強度を高めるために添加する。Co含有量は13〜17wt%である。   Cu is added to enhance corrosion resistance and weather resistance, and enhances corrosion resistance in the presence of Cr, Ni, and Mo. Cu content is 0.2 to 2 wt%. Mo is added to improve hardenability. Mo content is 0.8-3 wt%. Ni is added to increase the strength and toughness. The Ni content is 7 to 12 wt%. Co is added to increase the strength. Co content is 13-17 wt%.

合金元素V、W、Nは任意成分である。Vの添加により、硬さが向上し、同じ硬さレベルでの靭性が向上する。V添加量は2wt%以下である。Wの添加により、強度および硬さが向上する。W添加量は2wt%以下である。Nの添加により、オーステナイト相が安定化し、かつ強度が付加される。N添加量は0.04wt%以下である。   Alloy elements V, W, and N are optional components. The addition of V improves the hardness and improves the toughness at the same hardness level. V addition amount is 2 wt% or less. Addition of W improves strength and hardness. The amount of W added is 2 wt% or less. The addition of N stabilizes the austenite phase and adds strength. N addition amount is 0.04 wt% or less.

本発明の耐候性鋼は、従来のマルエージ鋼などの析出硬化型超高強度鋼に用いられていたアルミニウムおよび/またはチタンといった反応性の高い元素の代わりに、悪影響の少ない元素を用いたことにより、大気腐食に対する抵抗力が高まった。高反応性元素を低反応性元素に意図的に代替し、同時に、CおよびSiのレベルを最適化したことにより、本発明の耐候性鋼は大気中で溶解および鋳造しても安定性および鋳造性(流動性)が極めて優れている。   The weather-resistant steel of the present invention is obtained by using an element having a small adverse effect instead of a highly reactive element such as aluminum and / or titanium used in precipitation hardening type ultra-high strength steel such as conventional maraging steel. Increased resistance to atmospheric corrosion. By deliberately replacing highly reactive elements with less reactive elements and at the same time optimizing the levels of C and Si, the weathering steel of the present invention is stable and cast even when dissolved and cast in the atmosphere. The property (fluidity) is extremely excellent.

望ましい実施形態においては、本発明の耐候性鋼はインベストメント鋳造により所望形状に鋳造される。望ましくは、本発明の耐候性鋼は、従来のマルエージ鋼とは異なり、非反応性環境中で行なう必要の無い1回の溶解・鋳造サイクルで製造される。本発明の耐候性鋼は、容易に複雑形状に大気鋳造できる。   In a preferred embodiment, the weathering steel of the present invention is cast into the desired shape by investment casting. Desirably, the weathering steel of the present invention is manufactured in a single melting and casting cycle that does not need to be performed in a non-reactive environment, unlike conventional maraging steels. The weathering steel of the present invention can be easily cast into a complex shape in the atmosphere.

大気溶解を用いることが望ましいが、保護雰囲気を用いてもよい。例えば、Arを液体または気体の状態で、溶製中の溶湯表面に供給すると、鋳造性を高めることができる。また、鋳造時に凝固開始から10分程度までの期間に、冷却シェルを缶で覆って冷却シェルの周囲の空気を遮断してやると、鋳肌の品質が良くなる。ただし、これに限定する必要はない。   Although it is desirable to use air dissolution, a protective atmosphere may be used. For example, if Ar is supplied in a liquid or gas state to the surface of the molten metal being melted, the castability can be improved. Moreover, if the cooling shell is covered with a can and the air around the cooling shell is shut off during the period from the start of solidification to about 10 minutes during casting, the quality of the casting surface is improved. However, it is not necessary to limit to this.

本発明の耐候性鋼は機械的性質として一般に、(i)降伏強さ1585MPa(230,000psi)以上、望ましくは1757〜2067MPa(255,000〜300,000psi)、(ii)引張強さ1723MPa(250,000psi)以上、望ましくは1757〜2205MPa(255,000〜320,000psi)、(iii)伸び6%以上、望ましくは10〜14%である。これら機械的性質に加えて、本発明の耐候性鋼は、鋳造性、流動性、溶接性、および大気腐食耐性が優れている。   The weather resistant steel of the present invention generally has mechanical properties such as (i) yield strength of 1585 MPa (230,000 psi) or more, preferably 1757-2067 MPa (255,000-300,000 psi), (ii) tensile strength 1723 MPa ( 250,000 psi) or more, preferably 1757-2205 MPa (255,000-320,000 psi), (iii) elongation of 6% or more, preferably 10-14%. In addition to these mechanical properties, the weathering steel of the present invention is excellent in castability, fluidity, weldability, and atmospheric corrosion resistance.

本発明の耐候性鋼は、上記範囲内で特定の用途に合わせて、強度、靭性、伸びおよび耐食性の各レベルを調整することができる。合金元素の種類および/または含有量を選択することにより、特性レベルを種々に変えることができる。   The weather resistant steel of the present invention can adjust each level of strength, toughness, elongation and corrosion resistance in accordance with a specific application within the above range. By selecting the type and / or content of the alloy element, the characteristic level can be varied.

前述したように、本発明の耐候性鋼は大気環境中で溶解および鋳造することができる。すなわち大気中で、溶解し、注湯し、望みの形状に鋳造することができる。鋳造後の典型的な処理プロセスは、(a)高温・高圧圧密化、(b)均質加熱処理、(c)溶体化熱処理、(d)冷却、および(e)時効である。   As described above, the weathering steel of the present invention can be melted and cast in an atmospheric environment. That is, it can be melted and poured in the atmosphere and cast into a desired shape. Typical treatment processes after casting are (a) high temperature / high pressure consolidation, (b) homogeneous heat treatment, (c) solution heat treatment, (d) cooling, and (e) aging.

高温・高圧圧密化工程は、熱間等方加圧(HIP)により行なうことが望ましい。HIP工程では、インベストメント鋳造部材を特別な圧力容器に入れて、96MPa(14,000psi)以上の不活性ガス圧力下において所定温度に加熱する。高温・高圧により、鋳造部材内のボイド、気泡、引け巣等の内部欠陥を潰す。これにより鋳造部材の内部欠陥が低減し機械的性質が向上する。   The high temperature / high pressure consolidation step is preferably performed by hot isostatic pressing (HIP). In the HIP process, the investment cast member is placed in a special pressure vessel and heated to a predetermined temperature under an inert gas pressure of 96 MPa (14,000 psi) or more. Internal defects such as voids, bubbles, and shrinkage cavities in cast members are crushed by high temperature and pressure. This reduces the internal defects of the cast member and improves the mechanical properties.

鋳造部材の望ましいHIP条件は、圧力103MPa(15,000psi)、温度1038℃(1,900°F)以上であり、より望ましくは1038℃〜1232℃(1,900°F〜2,250°F)であり、アルゴンガス等の不活性ガスを充填したチャンバー内で行なう。圧力チャンバーにアルゴンガスを所定圧力まで充填した後にチャンバーを加熱する。チャンバー内の温度を所望温度まで上昇させると、チャンバー内の圧力が所望レベルにまで上昇する。この所望温度に3〜5時間程度保持した後に、鋳造部材を室温まで冷却する。HIP処理後、適当な手段により欠陥閉鎖を検査する。   Desirable HIP conditions for the cast member are a pressure of 103 MPa (15,000 psi), a temperature of 1038 ° C. (1,900 ° F.) or more, more preferably 1038 ° C. to 1232 ° C. (1,900 ° F. to 2,250 ° F.). And in a chamber filled with an inert gas such as argon gas. After filling the pressure chamber with argon gas to a predetermined pressure, the chamber is heated. When the temperature in the chamber is increased to a desired temperature, the pressure in the chamber is increased to a desired level. After maintaining the desired temperature for about 3 to 5 hours, the cast member is cooled to room temperature. After HIP processing, check for defect closure by appropriate means.

均質化熱処理は、中性雰囲気中で、温度範囲1093℃〜1218℃(2,000°F〜2,225°F)、保持時間1〜6時間で行なう。均質化熱処理工程により、HIPサイクル中に生じたミクロ組織変化を回復させ且つ成分偏析を最少化する。   The homogenization heat treatment is performed in a neutral atmosphere at a temperature range of 1093 ° C. to 1218 ° C. (2,000 ° F. to 2,225 ° F.) and a holding time of 1 to 6 hours. The homogenized heat treatment process recovers the microstructural changes that occur during the HIP cycle and minimizes component segregation.

溶体化熱処理工程は、中性雰囲気中で温度範囲871℃〜1149℃(1,600°F〜2,100°F)で1〜4時間の保持後に、ガスを用いたファン冷却により室温まで急冷する。溶体化熱処理工程は、上記温度での保持によりミクロ組織をオーステナイト状態にした後、急冷によりマルテンサイトに変態させる。   The solution heat treatment step is carried out in a neutral atmosphere at a temperature range of 871 ° C. to 1149 ° C. (1,600 ° F. to 2,100 ° F.) for 1 to 4 hours and then rapidly cooled to room temperature by cooling with a fan using a gas. To do. In the solution heat treatment step, the microstructure is made into an austenite state by holding at the above temperature, and then transformed into martensite by rapid cooling.

冷却工程は、室温の鋳造部材を溶体化完了から24時間以内に、−46℃(−50°F)以下、望ましくは−68℃〜−73℃(−90°F〜−100°F)に1〜4時間保持するサブゼロ処理により、オーステナイトからマルテンサイトへの変態を完全に行なわせる。時効処理工程は、温度範囲427℃〜538℃(800°F〜1,000°F)で1〜6時間の保持を行うことにより、前述の機械的性質を望みの組み合わせ状態にする。   In the cooling step, the cast member at room temperature is brought to −46 ° C. (−50 ° F.) or less, preferably −68 ° C. to −73 ° C. (−90 ° F. to −100 ° F.) within 24 hours from the completion of solution treatment. The transformation from austenite to martensite is performed completely by sub-zero treatment for 1 to 4 hours. In the aging treatment step, the above-mentioned mechanical properties are brought into a desired combination state by holding for 1 to 6 hours in a temperature range of 427 ° C. to 538 ° C. (800 ° F. to 1,000 ° F.).

下記の表4に、本発明の耐候性鋼を製造するための処理条件として、望ましい条件、より望ましい条件、最も望ましい条件を示した。表中の各値は概数である。   Table 4 below shows desirable conditions, more desirable conditions, and most desirable conditions as treatment conditions for producing the weathering steel of the present invention. Each value in the table is an approximate number.

Figure 2006316326
Figure 2006316326

本発明の方法により、本発明の実施例として耐候性鋼サンプルを製造した。これらを下記の表5中で、RNR−2、RNR−3、RNR−4、RNR−5、RNR−6およびRNR−2Lで表示した。合金成分を表5に示したように配合し、大気中にて溶解、注湯、鋳造して鋳造部材を得た。   According to the method of the present invention, a weathering steel sample was produced as an example of the present invention. These are indicated in Table 5 below as RNR-2, RNR-3, RNR-4, RNR-5, RNR-6 and RNR-2L. The alloy components were blended as shown in Table 5, and melted, poured and cast in the atmosphere to obtain a cast member.

得られた鋳造部材に、温度1163℃(2,125°F)、圧力103MPa(15,000psi)、3時間のHIP処理を施した。HIP処理後に、1163℃〜1204℃(2,125°F〜2,200°F)の範囲内の温度で4時間保持する均質化熱処理を行い、次いで温度1038℃(1,900°F)で保持時間1.5時間の溶体化熱処理を行った。溶体化熱処理後に、ガスを用いたファン冷却で室温まで急冷し、次いで温度−73℃(−100°F)に1〜3時間保持するサブゼロ処理を行なって残留オーステナイトをマルテンサイトに変態させた。次いで、温度510℃(950°F)で4〜6時間保持する時効処理を行なって所望の機械的性質を得た。   The obtained cast member was subjected to HIP treatment for 3 hours at a temperature of 1163 ° C. (2,125 ° F.) and a pressure of 103 MPa (15,000 psi). After the HIP treatment, a homogenization heat treatment is performed for 4 hours at a temperature within the range of 1163 ° C. to 1204 ° C. (2,125 ° F. to 2,200 ° F.), and then at a temperature of 1038 ° C. (1,900 ° F.). Solution heat treatment was performed for a holding time of 1.5 hours. After the solution heat treatment, it was rapidly cooled to room temperature by cooling with a fan using a gas, and then subzero treatment was performed at a temperature of −73 ° C. (−100 ° F.) for 1 to 3 hours to transform residual austenite into martensite. Next, an aging treatment was performed at a temperature of 510 ° C. (950 ° F.) for 4 to 6 hours to obtain desired mechanical properties.

表5に、上記により得られた本発明サンプルの機械的性質を示す。   Table 5 shows the mechanical properties of the samples of the present invention obtained as described above.

Figure 2006316326
Figure 2006316326

上記のように本発明の耐候性鋼サンプルは、従来の超高強度ステンレス鋼の真空溶解・熱間加工材と同等の降伏強さと引張強さを備えている。しかし本発明の耐候性鋼サンプルは大気溶解・大気鋳造によるインべストメント鋳造材である。   As described above, the weathering steel sample of the present invention has yield strength and tensile strength equivalent to those of a conventional ultra-high strength stainless steel vacuum-melting / hot-working material. However, the weathering steel sample of the present invention is an investment casting material produced by atmospheric melting and atmospheric casting.

下記の表6に、上記の本発明の耐候性鋼サンプルの物理的/機械的性質のデータを従来鋼と比較して示す。   Table 6 below shows the physical / mechanical property data of the above weather resistant steel samples of the present invention compared to conventional steel.

Figure 2006316326
Figure 2006316326

上記の特性データによると、本発明の耐候性鋼は降伏強さおよび引張強さが従来鋼より優れており、同時に、伸びおよび耐食性が従来鋼と同等である。   According to the above characteristic data, the weathering steel of the present invention is superior in yield strength and tensile strength to the conventional steel, and at the same time, the elongation and corrosion resistance are equivalent to the conventional steel.

したがって、本発明の耐候性鋼は、大気鋳造可能であり、前述した従来の超高強度鋼の欠点を解消した。本発明の耐候性鋼は従来のマルテンサイト鋼およびマルエージ鋼より大気腐食耐性が優れており、大部分の熱間加工硬化ステンレス鋼や時効硬化ステンレス鋼よりも機械的性質のバランスが良く、降伏強さ1585MPa(230,000psi)、引張強さ1723MPa(250,000psi)、伸び10%以上、絞り35%以上である。   Therefore, the weather-resistant steel of the present invention can be cast in the atmosphere, and has solved the disadvantages of the conventional ultra-high strength steel described above. The weather resistant steel of the present invention is more resistant to atmospheric corrosion than conventional martensitic and maraging steels, has a better balance of mechanical properties and yield strength than most hot work hardened and age hardened stainless steels. 1585 MPa (230,000 psi), tensile strength 1723 MPa (250,000 psi), elongation 10% or more, aperture 35% or more.

本発明の耐候性鋼は、流動性および鋳造性が優れているので、複雑な形状の薄肉材の鋳造が可能である。本発明の耐候性鋼は、他のマルエージ鋼より反応性が低いので、大気溶解・大気鋳造が可能であり、複数回の真空溶解および熱間加工を必要とせずにバランスの良い機械的性質が得られる。反応性が低いので、鋳型との反応やポロシティーの生成が少ない。また、インべストメント鋳造により直接にニアネットシェープ鋳造できる。従来のマルエージ鋼より大幅に廉価であり入手し易い。高純度原料を必要とせずに、望ましい機械的性質が得られる。リサイクルが容易なため、コストが低減し、環境への負荷も小さい。低合金マルテンサイト鋼(4140、300M)よりも溶接性が良い。大部分の用途においてクロムめっきやカドミウムめっきが不要なので、従来の超高強度鋼に比べて環境負荷が少ない。   Since the weather resistant steel of the present invention is excellent in fluidity and castability, it is possible to cast a thin material having a complicated shape. The weather-resistant steel of the present invention is less reactive than other maraging steels, so it can be melted in the atmosphere and cast in air, and has well-balanced mechanical properties without the need for multiple times of vacuum melting and hot working. can get. Since the reactivity is low, there is little reaction with the template and generation of porosity. Also, near net shape casting can be performed directly by investment casting. It is much cheaper and easier to obtain than conventional maraging steel. Desired mechanical properties are obtained without the need for high purity raw materials. Recycling is easy, reducing costs and reducing environmental impact. It has better weldability than low alloy martensitic steel (4140, 300M). Because most applications do not require chrome plating or cadmium plating, they have less environmental impact than conventional ultra-high strength steel.

本発明の耐候性鋼は溶解工程が1回でよいので、製造コストが大幅に低減する。大気溶解および大気鋳造でう複雑形状品が製造できるので、真空鋳造炉のための設備投資が必要ない。大気鋳造できるので、真空溶解する場合に比べて生産性(時間当たり製造量)が大幅に向上する。納期が短縮し、製造サイクルタイムが速く、製造コストが安い。製造工程が簡潔であり、製造スループットおよびサイクルタイム(準備時間と運転時間)が高速であるから、在庫を低減できる。熱間加工を必要とせずに良好な特性が得られるので、所定の形状および機械的性質を得るための一連のダイが不要である。用途により更に良好な性質が必要な場合には、コストをかけて熱間加工および真空溶解することができる。   Since the weathering steel of the present invention requires only one melting step, the manufacturing cost is greatly reduced. Since it is possible to manufacture complex shaped products that can be melted and cast by air, there is no need for capital investment for vacuum casting furnaces. Since it can be cast in the air, productivity (manufactured amount per hour) is greatly improved compared to vacuum melting. Short delivery time, fast production cycle time, and low production cost. Since the manufacturing process is simple and the manufacturing throughput and cycle time (preparation time and operation time) are high, inventory can be reduced. Since good properties are obtained without the need for hot working, a series of dies for obtaining a predetermined shape and mechanical properties is not required. If even better properties are required depending on the application, hot processing and vacuum melting can be performed at a high cost.

以上、特定のサンプルを示して説明したが、本発明はこれに限定する必要はなく、個々の製品用途に応じて種々に化学組成を調整できる。また、開示した温度、時間、圧力等はほんの一例であり、本発明の範囲内で種々の変更が可能である。   As mentioned above, although the specific sample was shown and demonstrated, this invention does not need to be limited to this, A chemical composition can be adjusted variously according to each product use. Further, the disclosed temperature, time, pressure, and the like are merely examples, and various modifications can be made within the scope of the present invention.

Claims (29)

C、Si、Cr、Cu、Mo、Ni、Co、Feを配合して大気中鋳造した超高強度耐候性鋼であって、降伏強さ1585MPa以上、引張強さ1723MPa以上、伸び6%以上であることを特徴とする耐候性鋼。   C, Si, Cr, Cu, Mo, Ni, Co, Fe is an ultra-high-strength weathering steel cast in air with a yield strength of 1585 MPa or more, tensile strength of 1723 MPa or more, and elongation of 6% or more Weather-resistant steel characterized by being. 請求項1において、降伏強さ1757〜2067MPa、引張強さ1757〜2205MPa、伸び10〜14%であることを特徴とする耐候性鋼。   The weathering steel according to claim 1, which has a yield strength of 1757 to 2067 MPa, a tensile strength of 1757 to 2205 MPa, and an elongation of 10 to 14%. 請求項1において、V、W、Nおよびこれらの混合物から成る群から選択した少なくとも1種の成分を更に含むことを特徴とする耐候性鋼。   The weathering steel according to claim 1, further comprising at least one component selected from the group consisting of V, W, N and mixtures thereof. 請求項1において、
C:0.16〜0.23wt%、
Si:0.2〜1.5wt%、
Cr:2〜5wt%、
Cu:0.2〜2wt%、
Mo:0.8〜3wt%、
Ni:7〜12wt%、
Co:13〜17wt%、および
残部:Fe
であることを特徴とする耐候性鋼。
In claim 1,
C: 0.16-0.23 wt%,
Si: 0.2 to 1.5 wt%,
Cr: 2 to 5 wt%
Cu: 0.2-2 wt%
Mo: 0.8-3 wt%
Ni: 7-12 wt%,
Co: 13-17 wt%, and the balance: Fe
A weather-resistant steel characterized by
請求項1において、AlおよびTiを実質的に含有しないことを特徴とする耐候性鋼。   The weathering steel according to claim 1, which is substantially free of Al and Ti. 請求項1において、
C :0.17〜0.22wt%、
Si:0.3〜1.2wt%、
Cr:2.5〜4wt%、
Cu:0.5〜1.5wt%、
Mo:1〜2wt%、
Ni:8〜10.5wt%、
Co:14〜16wt%
であることを特徴とする耐候性鋼。
In claim 1,
C: 0.17 to 0.22 wt%,
Si: 0.3-1.2 wt%
Cr: 2.5-4 wt%
Cu: 0.5 to 1.5 wt%,
Mo: 1 to 2 wt%,
Ni: 8 to 10.5 wt%,
Co: 14-16 wt%
A weather-resistant steel characterized by
請求項6において、V、W、Nおよびこれらの混合物から成る群から選択した少なくとも1種の成分を更に含有することを特徴とする耐候性鋼。   The weatherproof steel according to claim 6, further comprising at least one component selected from the group consisting of V, W, N, and a mixture thereof. 請求項1において、
C :0.18〜0.21wt%、
Si:0.5〜0.9wt%、
Cr:3〜4wt%、
Cu:0.7〜1.5wt%、
Mo:1.3〜1.7wt%、
Ni:9〜10.5wt%、
Co:14〜15.5wt%
であることを特徴とする耐候性鋼。
In claim 1,
C: 0.18 to 0.21 wt%
Si: 0.5 to 0.9 wt%,
Cr: 3 to 4 wt%
Cu: 0.7 to 1.5 wt%,
Mo: 1.3 to 1.7 wt%,
Ni: 9 to 10.5 wt%,
Co: 14 to 15.5 wt%
A weather-resistant steel characterized by
請求項8において、V、W、Nおよびこれらの混合物から成る群から選択した少なくとも1種の成分を更に含有することを特徴とする耐候性鋼。   The weatherproof steel according to claim 8, further comprising at least one component selected from the group consisting of V, W, N, and a mixture thereof. 下記の成分:
C :0.16〜0.23wt%、
Si:0.2〜1.5wt%、
Cr:2〜5wt%、
Cu:0.2〜2wt%、
Mo:0.8〜3wt%、
Ni:7〜12wt%、
Co:13〜17wt%、および
残部:Fe
から実質的に成る超高強度耐候性鋼。
The following ingredients:
C: 0.16-0.23 wt%
Si: 0.2 to 1.5 wt%,
Cr: 2 to 5 wt%
Cu: 0.2-2 wt%
Mo: 0.8-3 wt%
Ni: 7-12 wt%,
Co: 13-17 wt%, and the balance: Fe
An ultra-high strength weatherproof steel consisting essentially of.
請求項10において、V、W、Nおよびこれらの混合物から成る群から選択した少なくとも1種の成分を更に含有することを特徴とする耐候性鋼。   The weatherproof steel according to claim 10, further comprising at least one component selected from the group consisting of V, W, N, and a mixture thereof. 請求項10において、降伏強さ1585MPa以上、引張強さ1723MPa以上、伸び6%以上であることを特徴とする耐候性鋼。   The weather-resistant steel according to claim 10, which has a yield strength of 1585 MPa or more, a tensile strength of 1723 MPa or more, and an elongation of 6% or more. 下記の成分:
C :0.16〜0.23wt%、
Si:0.2〜1.5wt%、
Cr:2〜5wt%、
Cu:0.2〜2wt%、
Mo:0.8〜3wt%、
Ni:7〜12wt%、
Co:13〜17wt%、
V :2wt%以下、
W :2wt%以下、
N :0.4wt%、および
残部:Fe
を含んで成る耐候性鋼。
The following ingredients:
C: 0.16-0.23 wt%
Si: 0.2 to 1.5 wt%,
Cr: 2 to 5 wt%
Cu: 0.2-2 wt%
Mo: 0.8-3 wt%
Ni: 7-12 wt%,
Co: 13-17 wt%,
V: 2 wt% or less,
W: 2 wt% or less,
N: 0.4 wt%, and the balance: Fe
Weatherproof steel comprising.
請求項13において、降伏強さ1585MPa以上、引張強さ1723MPa以上、伸び6%以上であることを特徴とする耐候性鋼。   The weathering steel according to claim 13, wherein the weathering steel has a yield strength of 1585 MPa or more, a tensile strength of 1723 MPa or more, and an elongation of 6% or more. 下記の工程:
耐候性鋼の鋳造部材に、温度1038℃以上、圧力96MPa以上で3〜5時間の熱間等方加圧を施す工程、
上記鋳造部材に、温度1093℃以上で1〜6時間の均質化処理を施す工程、
上記鋳造部材に、温度871〜1149℃で1〜4時間保持した後に室温まで冷却する溶体化熱処理を施す工程、
上記鋳造部材に、温度−46℃以下に1〜8時間保持するサブゼロ処理を施す工程、および
温度427〜538℃で4〜5時間の時効処理を施す工程
により作製した耐候性鋼製鋳造品。
The following steps:
A step of applying hot isostatic pressing for 3 to 5 hours at a temperature of 1038 ° C. or higher and a pressure of 96 MPa or higher to a weathering steel cast member;
A step of homogenizing the cast member at a temperature of 1093 ° C. or more for 1 to 6 hours;
A step of subjecting the cast member to a solution heat treatment that is held at a temperature of 871-1149 ° C. for 1-4 hours and then cooled to room temperature;
A weather-resistant steel casting produced by subjecting the cast member to a sub-zero treatment for holding at a temperature of −46 ° C. or lower for 1 to 8 hours, and an aging treatment at a temperature of 427 to 538 ° C. for 4 to 5 hours.
請求項15において、上記熱間等方加圧工程の前に、下記の工程:
C :0.16〜0.23wt%、
Si:0.2〜1.5wt%、
Cr:2〜5wt%、
Cu:0.2〜2wt%、
Mo:0.8〜3wt%、
Ni:7〜12wt%、
Co:13〜17wt%、および
残部:Fe
を配合する工程、
上記配合した成分を溶解して耐候性鋼の溶湯を作成する工程、および
上記耐候性鋼の溶湯を鋳造して上記鋳造部材を形成する工程
により上記鋳造部材が形成されることを特徴とする鋳造品。
In claim 15, prior to the hot isostatic pressing step, the following steps:
C: 0.16-0.23 wt%
Si: 0.2 to 1.5 wt%,
Cr: 2 to 5 wt%
Cu: 0.2-2 wt%
Mo: 0.8-3 wt%
Ni: 7-12 wt%,
Co: 13-17 wt%, and the balance: Fe
A step of blending,
Casting characterized in that the cast member is formed by a step of melting the blended components to create a melt of weathering steel, and a step of casting the melt of the weathering steel to form the cast member Goods.
請求項16において、上記配合工程で、V、W、Nおよびこれらの混合物から成る群から選択した少なくとも1種の成分を更に添加することを特徴とする鋳造品。   The cast product according to claim 16, wherein at least one component selected from the group consisting of V, W, N, and a mixture thereof is further added in the blending step. 請求項16において、上記溶解工程および鋳造工程が大気環境中で行なわれることを特徴とする鋳造品。   The cast product according to claim 16, wherein the melting step and the casting step are performed in an atmospheric environment. 請求項15において、上記時効処理工程後の上記鋳造部材が、降伏強さ1585MPa以上、引張強さ1723MPa以上、伸び6%以上であることを特徴とする鋳造品。   16. The cast product according to claim 15, wherein the cast member after the aging treatment step has a yield strength of 1585 MPa or more, a tensile strength of 1723 MPa or more, and an elongation of 6% or more. 請求項15において、上記熱間等方加圧が1093〜1227℃で行なわれ、上記均質化熱処理が1177〜1216℃で行なわれ、上記溶体化熱処理が982〜1066℃で行なわれ、上記サブゼロ処理が−79〜−59℃で行なわれ、上記時効処理が482〜538℃で行なわれることを特徴とする鋳造品。   The hot isostatic pressing is performed at 1093 to 1227 ° C, the homogenization heat treatment is performed at 1177 to 1216 ° C, the solution heat treatment is performed at 982 to 1066 ° C, and the sub-zero treatment is performed. Is performed at -79 to -59 ° C, and the aging treatment is performed at 482 to 538 ° C. 請求項15において、上記熱間等方加圧工程の前に、下記の工程:
C :0.17〜0.22wt%、
Si:0.3〜1.2wt%、
Cr:2.5〜4wt%、
Cu:0.5〜1.5wt%、
Mo:1〜2wt%、
Ni:8〜10.5wt%、
Co:14〜16wt%、および
残部:Fe
を配合する工程、
上記配合した成分を溶解して耐候性鋼の溶湯を作成する工程、および
上記耐候性鋼の溶湯を鋳造して上記鋳造部材を形成する工程
により上記鋳造部材が形成されることを特徴とする鋳造品。
In claim 15, prior to the hot isostatic pressing step, the following steps:
C: 0.17 to 0.22 wt%,
Si: 0.3-1.2 wt%
Cr: 2.5-4 wt%
Cu: 0.5 to 1.5 wt%,
Mo: 1 to 2 wt%,
Ni: 8 to 10.5 wt%,
Co: 14 to 16 wt%, and balance: Fe
A step of blending,
Casting characterized in that the cast member is formed by a step of melting the blended components to create a melt of weathering steel, and a step of casting the melt of the weathering steel to form the cast member Goods.
請求項21において、上記配合工程で、V、W、Nおよびこれらの混合物から成る群から選択した少なくとも1種の成分を更に添加することを特徴とする鋳造品。   The cast product according to claim 21, wherein at least one component selected from the group consisting of V, W, N and a mixture thereof is further added in the blending step. 請求項21において、上記溶解工程および鋳造工程が大気環境中で行なわれることを特徴とする鋳造品。   The cast product according to claim 21, wherein the melting step and the casting step are performed in an atmospheric environment. 請求項23において、上記時効処理工程後の上記鋳造部材が、降伏強さ1585MPa以上、引張強さ1723MPa以上、伸び6%以上であることを特徴とする鋳造品。   24. The cast product according to claim 23, wherein the cast member after the aging treatment step has a yield strength of 1585 MPa or more, a tensile strength of 1723 MPa or more, and an elongation of 6% or more. 耐候性鋼の鋳造部材を製造する方法であって、下記の工程:
C :0.16〜0.23wt%、
Si:0.2〜1.5wt%、
Cr:2〜5wt%、
Cu:0.2〜2wt%、
Mo:0.8〜3wt%、
Ni:7〜12wt%、
Co:13〜17wt%、および
残部:Fe
を配合する工程、
上記配合した成分を溶解して耐候性鋼の溶湯を作成する工程、および
上記耐候性鋼の溶湯を鋳造して上記鋳造部材を形成する工程
を含んで成る方法。
A method for producing a cast member of weathering steel comprising the following steps:
C: 0.16-0.23 wt%
Si: 0.2 to 1.5 wt%,
Cr: 2 to 5 wt%
Cu: 0.2-2 wt%
Mo: 0.8-3 wt%
Ni: 7-12 wt%,
Co: 13-17 wt%, and the balance: Fe
A step of blending,
A method comprising the steps of: melting the blended components to create a weatherable steel melt; and casting the weatherable steel melt to form the cast member.
請求項25において、上記配合工程で、V、W、Nおよびこれらの混合物から成る群から選択した少なくとも1種の成分を更に添加することを特徴とする方法。   26. The method according to claim 25, wherein at least one component selected from the group consisting of V, W, N and a mixture thereof is further added in the blending step. 請求項25において、上記溶解工程および鋳造工程が大気環境中で行なわれることを特徴とする方法。   26. The method according to claim 25, wherein the melting step and the casting step are performed in an atmospheric environment. 請求項25において、更に下記の工程:
上記鋳造部材に、温度1038℃以上、圧力96MPa以上で3〜5時間の熱間等方加圧を施す工程、
上記鋳造部材に、温度1149℃以上で1〜6時間の均質化処理を施す工程、
上記鋳造部材に、温度871〜1149℃で1〜4時間保持した後に室温まで冷却する溶体化熱処理を施す工程、
上記鋳造部材に、温度−46℃以下に1〜4時間保持するサブゼロ処理を施す工程、および
温度427〜538℃で4〜5時間の時効処理を施す工程
を含むことを特徴とする方法。
26. The process of claim 25, further comprising:
A step of applying hot isostatic pressing for 3 to 5 hours at a temperature of 1038 ° C. or higher and a pressure of 96 MPa or higher to the cast member;
A step of homogenizing the cast member for 1 to 6 hours at a temperature of 1149 ° C. or higher;
A step of subjecting the cast member to a solution heat treatment that is held at a temperature of 871-1149 ° C. for 1-4 hours and then cooled to room temperature;
A method comprising: subjecting the cast member to a sub-zero treatment for holding at a temperature of −46 ° C. or lower for 1 to 4 hours; and subjecting the cast member to an aging treatment at a temperature of 427 to 538 ° C. for 4 to 5 hours.
請求項28において、上記時効処理工程後の上記鋳造部材が、降伏強さ1585MPa以上、引張強さ1723MPa以上、伸び6%以上であることを特徴とする方法。   The method according to claim 28, wherein the cast member after the aging treatment step has a yield strength of 1585 MPa or more, a tensile strength of 1723 MPa or more, and an elongation of 6% or more.
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