JP2011529137A - 高強度・高靭性鋼合金 - Google Patents

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Abstract

【課題】公知の合金の欠点をかなりの程度解決することのできる高強度・高靭性合金を提供することを課題とする。また、非常に高い強度と破壊靭性とを有する、硬化され且つ焼き戻しされた合金製品を提供することを課題とする。
【解決手段】合金は、明細書中に記載の広範な重量パーセント範囲の組成を有し、該組成の残部には、同様の用途及び目的のために作られた市販等級の鋼合金中に見られる通常の不純物が含まれている。合金製品は、上記合金から作られて、約５００°Ｆ（２６０℃）〜約６００°Ｆ（３１６℃）の温度で焼き戻しすることにより更に特徴付けられている。

Description

本発明は、高強度・高靭性鋼合金に関するもので、より詳述すると、引張強さを低減させることなく、かなりの高温で焼き戻すことが可能なような合金に関するものである。また、本発明は、高強度・高靭性焼き戻し鋼製品に関するものである。
非常に高い強度と破壊靭性とを兼ね備えた特性を発揮する幾つかの時効硬化性マルテンサイト系鋼が知られている。それら公知の鋼のうちの或る鋼が、特許文献１及び２に開示されている。特許文献１に記載の鋼はＡＦ１４１０合金として知られ、特許文献２に記載の鋼は登録商標ＡＥＲＭＥＴを付して市販されている。これらの合金によって発揮される、非常に高い強度と靭性とを兼ね備えた特性は、それら合金の組成が、入手が可能である最も高価な合金形成元素の部類に通常属するニッケル，コバルト，モリブデン等の元素をかなり多量に含有していることに起因している。従って、これら鋼は、そのような元素を含んでいない他の合金と比較して、非常に高額で販売されている。
ごく最近、コバルトやモリブデンの如き添加物を混ぜ合わせることを必要せずに、高強度と高靭性とを兼ね備えた特性を発揮する鋼合金が開発された。そのような鋼の一つが特許文献３に開示されている。特許文献３に開示の鋼は、コバルトやモリブデンを含んでいない空気焼入れＣｕＮｉＣｒ鋼である。テストした結果、特許文献３に開示されている合金は、約９０ ｋｓｉ √ｉｎ．の破壊靭性と共に、約２８０ｋｓｉの引張強さを発揮するものであることが証明された。この合金は、強度と靭性とを兼ね備えた特性を達成するために、硬化され、焼き戻しされる。焼き戻し温度は、この合金の軟化と、それに対応した強度の喪失を避けるために、約４００°Ｆ（２０４℃）以下の温度に制限されている。
特許文献３に開示されている合金は、ステンレス鋼ではないので、耐腐食性を持たせるためにメッキを施さなければならない。この合金を航空宇宙産業分野で適用する場合の材料仕様によれば、メッキ処理中に吸着した水素を除去するために、メッキ処理後に、３７５°Ｆ（１９１℃）の温度で少なくとも２３時間この合金を加熱することが要求されている。水素は、この合金を脆化させ、この合金によって発揮される靭性に悪影響を及ぼすため、除去しなければならない。この合金は４００°Ｆ（２０４℃）の温度で焼き戻しされるため、２３時間に亘る３７５°Ｆ（１９１℃）の温度でのポスト−メッキ熱処理（ｐｏｓｔ−ｐｌａｔｉｎｇ ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）の結果、その合金から作られる部品を過剰焼き戻し（ｏｖｅｒｔｅｍｐｅｒｉｎｇ）させてしまうこととなるため、少なくとも２８０ｋｓｉの引張強さは発揮されない。少なくとも２８０ｋｓｉの引張強さと約９０ｋｓｉ √ｉｎ．の破壊靭性とを発揮させるために、硬化させ、焼き戻しさせることが可能で、硬化させ、焼き戻しさせた後に、約３７５°Ｆ（１９１℃）の温度で少なくとも２３時間加熱した時に強度と靭性とを兼ね備えた特性を維持することの可能なＣｕＮｉＣｒ合金を確保することが望まれている。
米国特許第４，７０６，５２５号 米国特許第５，０８７，４１５号 米国特許第７，０６７，０１９号
本発明は、上述した公知の合金の欠点をかなりの程度解決することのできる合金を提供することを課題とする。
本発明の一側面によれば、下記のような広範な及び好適な範囲の重量パーセント組成を有する高強度・高靭性鋼合金が得られる。
元 素 広範な範囲 好適な範囲
Ｃ ０．３５〜０．５５ ０．３７〜０．５０
Ｍｎ ０．６〜１．２ ０．７〜０．９
Ｓｉ ０．９〜２．５ １．３〜２．１
Ｐ 最大０．０１ 最大０．００５
Ｓ 最大０．００１ 最大０．０００５
Ｃｒ ０．７５〜２．０ １．２〜１．５
Ｎｉ ３．５〜７．０ ３．７〜４．５
Ｍｏ＋１／２Ｗ ０．４〜１．３ ０．５〜１．１
Ｃｕ ０．５〜０．６ ０．５〜０．６
Ｃｏ 最大０．０１ 最大０．０１
Ｖ＋（５／９）×Ｎｂ ０．２〜１．０ ０．２〜１．０
Ｆｅ 残部 残部
残部の中には、同様な用途及び目的のために製造された市販等級の鋼合金中に見られる通常の不純物が含まれている。ケイ素，銅及びバナジウムは、上記した重量パーセント範囲内で、２≦（％Ｓｉ＋％Ｃｕ）／（％Ｖ＋（５／９）×％Ｎｂ）≦１４となるようにバランスされる。
上掲表は、便宜的に要約したものであって、互いに組み合わせて用いられる各元素範囲の下限値及び上限値を限定するものでも又は単に互いに組み合わせてのみ用いられる元素の範囲を限定するものでもない。従って、或る元素について複数の範囲の一つ又はそれ以上を採用し、残りの元素については別の複数の範囲の一つ又はそれ以上を採用することができる。更に、或る元素について、広範な又は好適な組成範囲の下限値又は上限値のいずれか一方を採用し、別の好適な又は中間の組成範囲の上限値又は下限値のいずれか他方を採用することもできる。また、本発明による合金は、上述した及び本明細書を通じて説明する成分元素を含有し又は実質的に該成分元素から成るものであってもよい。本明細書を通じて、特に指摘していない限り、用語「パーセント」又は記号「％」は、重量又は質量パーセントを意味するものとする。
本発明の別の側面によれば、非常に高い強度と破壊靭性とを備えた、硬化され且つ焼き戻しされた鋼合金製品が得られる。この製品は、上述した広範囲の又は好適な範囲の重量パーセント組成を有する合金から作られる。本発明のこの側面による合金製品は、約５００°Ｆ（２６０℃）〜６００°Ｆ（３１６℃）の温度で焼き戻しすることにより更に特徴付けられる。
本発明による合金は、少なくとも約０．３５％の、好ましくは少なくとも約０．３７％の炭素を含有している。炭素は、この合金によって発揮される高強度と硬化能（ｈａｒｄｎｅｓｓ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）に寄与する。また、炭素は、この合金の焼き戻し耐性（ｔｅｍｐｅｒ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）にも有益である。しかし、炭素の量が多すぎると、この合金によって発揮される靭性に悪影響を及ぼす。従って、炭素は、約０．５５％以下、好ましくは約０．５０％以下、より好ましくは約０．４５％以下に制限される。
この合金を主として脱酸させるために、この合金中には、少なくとも約０．６％の、好ましくは少なくとも約０．７％の、より好ましくは少なくとも約０．８％のマンガンが存在する。マンガンはこの合金によって発揮される高強度にも利することが分かっている。マンガンが過剰に存在すると、硬化及び焼入れ中に望ましくない量の残留オーステナイトが生成される結果となるので、この合金によって発揮される高強度に悪影響を及ぼす。従って、この合金は、約１．２％以下の、好ましくは約０．９％以下のマンガンを含有している。
ケイ素は、この合金の焼入性及び焼き戻し耐性に有益である。従って、この合金は、少なくとも約０．９％の、好ましくは少なくとも約１．３％のケイ素を含有している。ケイ素の量が多すぎると、この合金の硬度，強度及び延性に悪影響を及ぼす。そのような悪影響を回避するために、この合金においては、ケイ素は、約２．５％以下、好ましくは約２．１％以下に制限される。
クロムは、この合金によって発揮される良好な焼入性，高強度及び焼き戻し耐性に寄与するので、この合金は少なくとも約０．７５％のクロムを含有している。好ましくは、この合金は少なくとも約１．０％の、より好ましくは少なくとも約１．２％のクロムを含有している。約２％より多いクロムがこの合金中に存在する場合には、本合金によって発揮される衝撃靭性及び延性に悪影響を及ぼす。好ましくは、この合金においては、クロムは、約１．５％以下、より好ましくは約１．３５％以下に制限される。
ニッケルは、本発明による合金によって発揮される良好な靭性に有益である。従って、この合金は、少なくとも約３．５％の、好ましくは少なくとも約３．７％のニッケルを含有している。ニッケルの量をより多くしても、有意義な効果を発揮することなく、むしろ合金のコスト高を招く。合金のコストが高くなることを制限するために、この合金においては、ニッケルは、約７％以下に、好ましくは約４．５％以下に制限される。
モリブデンは、この合金によって発揮される焼き戻し耐性に有益である炭化物形成元素である。モリブデンが存在することにより、この合金の焼き戻し温度に利するので、約５００°Ｆ（２６０℃）で二次硬化が達成される。また、モリブデンは、この合金によって発揮される強度及び破壊靭性にも寄与する。この合金が、少なくとも約０．４％の、好ましくは少なくとも約０．５％のモリブデンを含有している場合には、モリブデンによって発揮される利点が実現される。ニッケルと同様に、モリブデンは、より多量に付加しても、それに伴ってコスト高を招だけで、特性の上で有効な効果を増大させることがない。このため、この合金は、約１．３％以下の、好ましくは約１．１％以下のモリブデンを含有している。この合金においては、モリブデンの幾分か又は全てに代えてタングステンを含有していてもよい。モリブデンとタングステンとを存在させる場合には、タングステンは、２：１の基準に基づいてモリブデンの幾分かと置換させることができる。この合金が約０．０１％未満のモリブデンを含有している場合には、この合金によって発揮される焼き戻し耐性，強度及び靭性に利するために、約０．８〜約２．６％の、好ましくは約１．０〜２．２％のタングステンが含有される。
この合金は、好ましくは、この合金の焼入性及び衝撃靭性に寄与する少なくとも約０．５％の銅を含有している。銅の量が多すぎると、合金マトリックス中に望ましくない量の遊離した銅（ｆｒｅｅ ｃｏｐｐｅｒ）が析出される結果となり、この合金の破壊靭性に悪影響を及ぼす。従って、この合金中には約０．６％以下の銅が存在する。
バナジウムは、この合金によって発揮される高強度と良好な焼入性に寄与する。また、バナジウムは、炭化物形成元素で、この合金における結晶粒微細化に役立つと共にこの合金の焼き戻し耐性及び二次硬化に利する炭化物の生成を促進させる。それらの理由により、この合金は、好ましくは、少なくとも約０．２５％のバナジウムを含有している。バナジウムの量が多すぎると、合金中により多くの炭化物を形成して、合金マトリックス材料から炭素を激減させてしまうので、この合金の強度に悪影響を及ぼす。従って、この合金は約０．３５％以下のバナジウムを含有している。バナジウムと同様に、ニオブは、炭素と結合して、この合金の焼き戻し耐性及び焼入性に利するＭ４Ｃ３炭化物を形成するので、この合金においては、バナジウムの幾分か又は全てに代えてニオブを含有させることができる。バナジウムに加えてニオブを存在させる場合には、ニオブは、１．８：１の基準でバナジウムの幾分かと置換させることができる。バナジウムを約０．０１％以下に制限する場合には、この合金は約０．２〜約１．０％のニオブを含有している。
この合金は、硫黄の除去に役立つ合金の溶解中における添加物から残留する約０．００５％までの少量のカルシウムを含んでいてもよく、それにより、この合金によって発揮される破壊靭性に利する。
ケイ素，銅及びバナジウム並びに存在する場合にはニオブは、この合金を特徴付ける、強度と靭性とを兼ね備えた新規な特性に利するために、好ましくは、上述した重量パーセント範囲内でバランスされる。より詳述すると、比率（％Ｓｉ＋％Ｃｕ）／（％Ｖ＋（５／９）×％Ｎｂ）は、好ましくは約２〜１４、より好ましくは約６〜１２である。この合金中に存在するケイ素，銅及びバナジウムの量を上記した比率に従ってバランスさせた場合には、脆性相（ｂｒｉｔｔｌｅ ｐｈａｓｅ）及びトランプエレメントがこの合金の結晶粒界に生成されることを阻止することにより、その結晶粒界が強化される。
この合金の残部は、実質的に、鉄と、市販等級の同様な合金及び鋼において見られる通常の不純物である。この点で、この合金は、約０．０１％以下の、好ましくは約０．００５％以下のリンと、約０．００１％以下の、好ましくは約０．０００５％以下の硫黄を含有しているのが好ましい。また、この合金は、約０．０１％以下のコバルトを含有しているのが好ましい。チタンは、脱酸添加物からの残留レベル程度に存在していてもよく、好ましくは、約０．０１％以下に制限される。
上記した重量パーセントの範囲内で、異なったレベルの引張強度を発揮させるべく各元素をバランスさせることができる。従って、例えば、約０．３８％のＣと、約０．８４％のＭｎと、約１．５１％のＳｉと、約１．２５％のＣｒと、約３．７８％のＮｉと、約０．５０％のＭｏと、約０．５５％のＣｕと、約０．２９％のＶとを含有し、残部が実質的に鉄である合金組成物が、約５００°Ｆ（２６０℃）の温度で３時間焼き戻しした後に、８０ｋｓｉ√ｉｎ．より大きいＫＩＣ破壊靭性と共に２９０ｋｓｉを越える引張強さを兼ね備えた特性を発揮するものであることが分かった。また、約０．４０％のＣと、約０．８４％のＭｎと、約１．９７％のＳｉと、約１．２６％のＣｒと、約３．７８％のＮｉと、約１．０１％のＭｏと、約０．５６％のＣｕと、約０．３０％のＶとを含有し、残部が実質的に鉄である合金組成物が、約５００°Ｆ（２６０℃）の温度で３時間焼き戻しした後に、６０ｋｓｉ√ｉｎ．より大きいＫＩＣ破壊靭性と共に３１０ｋｓｉを越える引張強さを兼ね備えた特性を発揮するものであることが分かった。更に、約０．５０％のＣと、約０．６９％のＭｎと、約１．３８％のＳｉと、約１．３０％のＣｒと、約３．９９％のＮｉと、約０．５０％のＭｏと、約０．５５％のＣｕと、約０．２９％のＶとを含有し、残部が実質的に鉄である合金組成物が、約３００°Ｆ（１４９℃）の温度で２時間半＋２時間半焼き戻しした後に、３０ｋｓｉ√ｉｎ．より大きいＫＩＣ破壊靭性と共に３４０ｋｓｉを越える引張強さを兼ね備えた特性を発揮するものであることが分かった。
本発明による合金を作るのに特別な溶解技術を必要としない。この合金は、好ましくは、真空誘導溶解法（ＶＩＭ）によって作られ、臨界的応用のために必要とされる場合には、真空アーク溶解法（ＶＡＲ）を用いて精錬される。この合金は空気中でアーク溶解させることもできる。空気中で溶解させた後に、この合金は、好ましくは、エレクトロスラグ再溶解法（ＥＳＲ）又はＶＡＲによって精錬される。
本発明の合金は、好ましくは、約２１００°Ｆ（１１４９℃）の温度から熱間加工して、ビレット及びバーの如き様々な中間形態製品に形成する。この合金は、好ましくは、約１５８５°Ｆ（８６３℃）〜約１６３５°Ｆ（８９１℃）の温度で約３０〜４５分オーステナイト化させることによる熱処理を施す。次に、この合金をオーステナイト温度から空冷又は油焼入れする。この合金は、好ましくは、−１００°Ｆ（−７３℃）又は−３２０°Ｆ（−１９６℃）まで深冷させた後に、空気中で温められる。また、この合金は、好ましくは、約５００°Ｆ（２６０℃）の温度で約３時間焼き戻ししてから、空冷される。更に、この合金は、強度と靭性とを兼ね備えた最適な特性が必要とされない場合には、６００°Ｆ（３１６℃）までの温度で焼き戻ししてもよい。
本発明よる合金は、広い範囲の応用分野において有益である。この合金が非常に高い強度と良好な破壊靭性とを兼ね備えているため、この合金は、工作機械の部品のみならず、ランディングギア（ｌａｎｄｉｎｇ ｇｅａｒ）等を含む、航空機用の構造部品のための材料として有益である。本発明による合金は、限定的ではないが、構造部材，ドライブシャフト，スプリング及びクランクシャフト等を含む自動車部品のための材料としても有益である。また、本発明による合金は、装甲板，シート及びバーとしても実用化することができる。
［実施例］
評価するために、七つの３５−１ｂ．ＶＩＭヒートを作成した。それらヒートの重量パーセント組成については、下掲表Ｉ中に示した。全てのヒートを極めて清潔な原料（ｕｌｔｒａ−ｃｌｅａｎ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌｓ）を用いて溶解し、脱硫添加物としてカルシウムを用いた。それらヒートを４インチ・スクエアーのインゴット（４ ｉｎ． ｓｑｕａｒｅ ｉｎｇｏｔｓ）として鋳造した。それらインゴットを約２１００°Ｆ（１１４９℃）の開始温度から鍛造して２．２５インチ・スクエアーのバーにした。それらバーをカットして短い長さにし、それら短い長さのバーの半分を再び２１００°Ｆ（１１４９℃）の開始温度から更に鍛造して１インチ・スクエアーのバーにした。それら１インチ・スクエアーのバーを更に短い長さにカットし、約２１００°Ｆ（１１４９℃）の温度から３／４インチ・スクエアーのバーに鍛造した。
それら３／４インチ・スクエアーのバーと残りの２．２５インチ・スクエアーのバーとを１０５０°Ｆ（５６６℃）の温度で６時間焼きなまししてから、空気中で室温まで冷却した。各ヒートの３／４インチ・スクエアーのバーから、引張試験用の標準的な試料とシャルピーＶノッチ衝撃試験用の標準的な試料とを用意した。各ヒートの２．２５インチ・スクエアーのバーから、破壊靭性試験用の標準的なコンパクトテンションブロック（ｃｏｍｐａｃｔ ｔｅｎｓｉｏｎ ｂｌｏｃｋｓ）を用意した。これら試料の全てを１５８５°Ｆ（８６３℃）の温度で３０分熱処理してから、空冷した。次に、それら試験試料を−１００°Ｆ（−７３℃）の温度で１時間冷却して、空気中で室温まで温めた。次に、各ヒートの二つの試料を、４００°Ｆ（２０４℃），５００°Ｆ（２６０℃）及び６００°Ｆ（３１６℃）の三つの異なった温度の内の一つの温度で、それら各温度を３時間維持させた状態で、焼き戻しした。次に、その焼き戻しした試料を室温まで空冷させた。
［表Ｉ］
それら焼き戻しした試料に関する機械的シャルピーＶノッチ試験と破壊靭性試験との結果については、下掲の表ＩＩに記載した。同表ＩＩには、ｋｓｉで示した０．２％オフセット降伏強さ（Ｙ．Ｓ.）及び終局引張強さ（Ｕ．Ｔ.Ｓ．）と、伸び率（Ｅｌｏｎｇ．）と、面積の減少率（Ｒ．Ａ．）と、ｆｔ−１ｂｓで示したシャルピーＶノッチ衝撃エネルギー（ＣＶＮ Ｉ．Ｅ．）と、ｋｓｉ√ｉｎ．で示したＫＩＣ破壊靭性（ＫＩＣ）が記載されている。
［表ＩＩ］
表ＩＩに示したデータは、本発明による合金に従った重量パーセント組成を有するヒート１４８４が、５００°Ｆ（２６０℃）の温度で焼き戻しした後に、２８０ｋｓｉの引張強さと少なくとも９０ｋｓｉ√ｉｎ．の破壊靭性とを発揮する唯一の合金組成物であることを示している。
本願において用いた用語及び表現は、本発明を説明するために便宜的に用いたに過ぎないものであって、本発明を何ら制限するものではない。そのような用語及び表現を用いたからと言って、そのことに、本明細書において説明した本発明の特徴の何らかの均等物又はそれの一部を排除する意図はない。特許請求の範囲に記載した発明の要旨の範囲内において、様々な修正を加えることができることは明らかである。

Claims (86)

  1. 良好な焼き戻し耐性を有する高強度・高靭性鋼合金であって、重量パーセントにして、
    炭素 約０．３５〜０．５
    マンガン 約０．６〜１．２
    ケイ素 約０．９〜２．５
    リン 最大約０．０１
    硫黄 最大約０．００１
    クロム 約１．０〜１．５
    ニッケル 約３．５〜４．５
    モリブデン 約０．４〜１．３
    銅 約０．５〜０．６
    コバルト 最大約０．０１
    バナジウム 約０．２５〜０．３５
    を含有し、残部が鉄と通常の不純物であり、２≦（％Ｓｉ＋％Ｃｕ）／％Ｖ≦１４となるようにバランスされている高強度・高靭性鋼合金。
  2. 少なくとも約０．３７％の炭素を含有している、請求項１に記載の高強度・高靭性鋼合金。
  3. 約０．４５％以下の炭素を含有している、請求項２に記載の高強度・高靭性鋼合金。
  4. 少なくとも約１．３％のケイ素を含有している、請求項１に記載の高強度・高靭性鋼合金。
  5. 約２．１％以下のケイ素を含有している、請求項４に記載の高強度・高靭性鋼合金。
  6. 少なくとも約３．７％のニッケルを含有している、請求項１に記載の高強度・高靭性鋼合金。
  7. 約４．２％以下のニッケルを含有している、請求項６に記載の高強度・高靭性鋼合金。
  8. 少なくとも約０．５％のモリブデンを含有している、請求項１に記載の高強度・高靭性鋼合金。
  9. 約１．１％以下のモリブデンを含有している、請求項８に記載の高強度・高靭性鋼合金。
  10. 少なくとも約１．２％のクロムを含有している、請求項１に記載の高強度・高靭性鋼合金。
  11. 約１．３５％以下のクロムを含有している、請求項１０に記載の高強度・高靭性鋼合金。
  12. ６≦（％Ｓｉ＋％Ｃｕ）／％Ｖ≦１２となるようにバランスされている、請求項１に記載の高強度・高靭性鋼合金。
  13. 良好な焼き戻し耐性を有する高強度・高靭性鋼合金であって、重量パーセントにして、
    炭素 約０．３７〜０．４５
    マンガン 約０．７〜０．９
    ケイ素 約１．３〜２．１
    リン 最大約０．００５
    硫黄 最大約０．０００５
    クロム 約１．２〜１．３５
    ニッケル 約３．７〜４．２
    モリブデン 約０．５〜１．１
    銅 約０．５〜０．６
    コバルト 最大約０．０１
    バナジウム 約０．２５〜０．３５
    を含有し、残部が鉄と通常の不純物であり、６≦（％Ｓｉ＋％Ｃｕ）／％Ｖ≦１２となるようにバランスされている高強度・高靭性鋼合金。
  14. 非常に高い強度と破壊靭性とを有する、硬化され且つ焼き戻しされた合金製品であって、該合金製品が、重量パーセントにして、
    炭素 約０．３５〜０．５
    マンガン 約０．６〜１．２
    ケイ素 約１．３〜２．５
    リン 最大約０．０１
    硫黄 最大約０．００１
    クロム 約１．０〜１．５
    ニッケル 約３．５〜４．５
    モリブデン 約０．４〜１．３
    銅 約０．５〜０．６
    コバルト 最大約０．０１
    バナジウム 約０．２５〜０．３５
    を含有し且つ残部が鉄と通常の不純物であると共に２≦（％Ｓｉ＋％Ｃｕ）／％Ｖ≦１４となるようにバランスされている合金を有し、約５００°Ｆ（２６０℃）〜約６００°Ｆ（３１６℃）の温度で焼き戻しされている合金製品。
  15. 前記合金が少なくとも約０．３７％の炭素を含有している、請求項１４に記載の合金製品。
  16. 前記合金が約０．４５％以下の炭素を含有している、請求項１５に記載の合金製品。
  17. 前記合金が少なくとも約１．３％のケイ素を含有している、請求項１４に記載の合金製品。
  18. 前記合金が約２．１％以下のケイ素を含有している、請求項１７に記載の合金製品。
  19. 前記合金が少なくとも約３．７％のニッケルを含有している、請求項１４に記載の合金製品。
  20. 前記合金が約４．２％以下のニッケルを含有している、請求項１９に記載の合金製品。
  21. 前記合金が少なくとも約０．５％のモリブデンを含有している、請求項１４に記載の合金製品。
  22. 前記合金が約１．１％以下のモリブデンを含有している、請求項２１に記載の合金製品。
  23. 前記合金が少なくとも約１．２％のクロムを含有している、請求項１４に記載の合金製品。
  24. 前記合金が約１．３５％以下のクロムを含有している、請求項２３に記載の合金製品。
  25. 前記合金が６≦（％Ｓｉ＋％Ｃｕ）／％Ｖ≦１２となるようにバランスされている、請求項１４に記載の合金製品。
  26. 非常に高い強度と破壊靭性とを有する、硬化され且つ焼き戻しされた合金製品であって、該合金製品が、重量パーセントにして、
    炭素 約０．３７〜０．４５
    マンガン 約０．７〜０．９
    ケイ素 約１．３〜２．１
    リン 最大約０．００５
    硫黄 最大約０．０００５
    クロム 約１．２〜１．３５
    ニッケル 約３．７〜４．２
    モリブデン 約０．５〜１．１
    銅 約０．５〜０．６
    コバルト 最大約０．０１
    バナジウム 約０．２５〜０．３５
    を含有し且つ残部が鉄と通常の不純物であると共に６≦（％Ｓｉ＋％Ｃｕ）／％Ｖ≦１２となるようにバランスされている合金を有し、約５００°Ｆ（２６０℃）〜約６００°Ｆ（３１６℃）の温度で焼き戻しされている合金製品。
  27. 良好な焼き戻し耐性を有する高強度・高靭性鋼合金であって、重量パーセントにして、
    Ｃ 約０．３５〜０．５５
    Ｍｎ 約０．６〜１．２
    Ｓｉ 約０．９〜２．５
    Ｐ 最大約０．０１
    Ｓ 最大約０．００１
    Ｃｒ 約０．７５〜２．０
    Ｎｉ 約３．５〜７．０
    Ｍｏ＋１／２Ｗ 約０．４〜１．３
    Ｃｕ 約０．５〜０．６
    Ｃｏ 最大約０．０１
    Ｖ＋（５／９）×Ｎｂ 約０．２〜１．０
    を含有し且つ残部が鉄と通常の不純物であると共に２≦（％Ｓｉ＋％Ｃｕ）／（％Ｖ＋（５／９）×％Ｎｂ≦１４となるようにバランスされている高強度・高靭性鋼合金。
  28. 少なくとも約０．３７％の炭素を含有している、請求項２７に記載の高強度・高靭性鋼合金。
  29. 約０．４５％以下の炭素を含有している、請求項２８に記載の高強度・高靭性鋼合金。
  30. 少なくとも約１．３％のケイ素を含有している、請求項２７に記載の高強度・高靭性鋼合金。
  31. 約２．１％以下のケイ素を含有している、請求項３０に記載の高強度・高靭性鋼合金。
  32. 少なくとも約３．７％のニッケルを含有している、請求項２７に記載の高強度・高靭性鋼合金。
  33. 約４．２％以下のニッケルを含有している、請求項３２に記載の高強度・高靭性鋼合金。
  34. 少なくとも約０．５％のモリブデンを含有している、請求項２７に記載の高強度・高靭性鋼合金。
  35. 約１．１％以下のモリブデンを含有している、請求項３４に記載の高強度・高靭性鋼合金。
  36. 少なくとも約１．２％のクロムを含有している、請求項２７に記載の高強度・高靭性鋼合金。
  37. 約１．３５％以下のクロムを含有している、請求項３６に記載の高強度・高靭性鋼合金。
  38. ６≦（％Ｓｉ＋％Ｃｕ）／（％Ｖ＋（５／９）×％Ｎｂ≦１２となるようにバランスされている、請求項１に記載の高強度・高靭性鋼合金。
  39. 良好な焼き戻し耐性を有する高強度・高靭性鋼合金であって、重量パーセントにして、
    Ｃ 約０．３７〜０．５０
    Ｍｎ 約０．７〜０．９
    Ｓｉ 約１．３〜２．１
    Ｐ 最大約０．００５
    Ｓ 最大約０．０００５
    Ｃｒ 約１．０〜１．５
    Ｎｉ 約３．７〜４．５
    Ｍｏ＋１／２Ｗ 約０．５〜１．１
    Ｃｕ 約０．５〜０．６
    Ｃｏ 最大約０．０１
    Ｖ＋（５／９）×Ｎｂ 約０．２〜１．０
    を含有し且つ残部が鉄と通常の不純物であると共に６≦（％Ｓｉ＋％Ｃｕ）／（％Ｖ＋（５／９）×％Ｎｂ）≦１２となるようにバランスされている高強度・高靭性鋼合金。
  40. 非常に高い強度と破壊靭性とを有する、硬化され且つ焼き戻しされた合金製品であって、該合金製品が、重量パーセントにして、
    Ｃ 約０．３５〜０．５５
    Ｍｎ 約０．６〜１．２
    Ｓｉ 約１．３〜２．５
    Ｐ 最大約０．０１
    Ｓ 最大約０．００１
    Ｃｒ 約０．７５〜２．０
    Ｎｉ 約３．５〜７．０
    Ｍｏ＋１／２Ｗ 約０．４〜１．３
    Ｃｕ 約０．５〜０．６
    Ｃｏ 最大約０．０１
    Ｖ＋（５／９）×Ｎｂ 約０．２〜１．０
    を含有し且つ残部が鉄と通常の不純物であると共に２≦（％Ｓｉ＋％Ｃｕ）／（％Ｖ＋（５／９）×％Ｎｂ）≦１４となるようにバランスされている合金を有し、約５００°Ｆ（２６０℃）〜約６００°Ｆ（３１６℃）の温度で焼き戻しされている合金製品。
  41. 前記合金が少なくとも約０．３７％の炭素を含有している、請求項４０に記載の合金製品。
  42. 前記合金が約０．４５％以下の炭素を含有している、請求項４１に記載の合金製品。
  43. 前記合金が少なくとも約１．３％のケイ素を含有している、請求項４０に記載の合金製品。
  44. 前記合金が約２．１％以下のケイ素を含有している、請求項４３に記載の合金製品。
  45. 前記合金が少なくとも約３．７％のニッケルを含有している、請求項４０に記載の合金製品。
  46. 前記合金が約４．２％以下のニッケルを含有している、請求項４５に記載の合金製品。
  47. 前記合金が少なくとも約０．５％のモリブデンを含有している、請求項４０に記載の合金製品。
  48. 前記合金が約１．１％以下のモリブデンを含有している、請求項４７に記載の合金製品。
  49. 前記合金が少なくとも約１．２％のクロムを含有している、請求項４０に記載の合金製品。
  50. 前記合金が約１．３５％以下のクロムを含有している、請求項４９に記載の合金製品。
  51. 前記合金が６≦（％Ｓｉ＋％Ｃｕ）／（％Ｖ＋（５／９）×％Ｎｂ≦１２となるようにバランスされている、請求項４０に記載の合金製品。
  52. 非常に高い強度と破壊靭性とを有する、硬化され且つ焼き戻しされた合金製品であって、該合金製品が、重量パーセントにして、
    Ｃ 約０．３７〜０．５０
    Ｍｎ 約０．７〜０．９
    Ｓｉ 約１．３〜２．１
    Ｐ 最大約０．００５
    Ｓ 最大約０．０００５
    Ｃｒ 約１．０〜１．５
    Ｎｉ 約３．７〜４．５
    Ｍｏ＋１／２Ｗ 約０．５〜１．１
    Ｃｕ 約０．５〜０．６
    Ｃｏ 最大約０．０１
    Ｖ＋（５／９）×Ｎｂ 約０．２〜１．０
    を含有し且つ残部が鉄と通常の不純物であると共に６≦（％Ｓｉ＋％Ｃｕ）／（％Ｖ＋（５／９）×％Ｎｂ）≦１２となるようにバランスされている合金を有し、約５００°Ｆ（２６０℃）〜約６００°Ｆ（３１６℃）の温度で焼き戻しされている合金製品。
  53. 良好な焼き戻し耐性を有する高強度・高靭性鋼合金であって、重量パーセントにして、
    Ｃ 約０．３５〜０．５０
    Ｍｎ 約０．６〜１．２
    Ｓｉ 約０．９〜２．５
    Ｐ 最大約０．０１
    Ｓ 最大約０．００１
    Ｃｒ 約０．７５〜２．０
    Ｎｉ 約３．５〜７．０
    Ｍｏ 最大約０．０１
    Ｗ 約０．８〜２．６
    Ｃｕ 約０．５〜０．６
    Ｃｏ 最大約０．０１
    Ｎｂ 約０．２〜１．０
    Ｖ 最大約０．０１
    を含有し且つ残部が鉄と通常の不純物であると共に２≦（％Ｓｉ＋％Ｃｕ）／％Ｎｂ≦１４となるようにバランスされている高強度・高靭性鋼合金。
  54. 少なくとも約０．３７％の炭素を含有している、請求項５３に記載の高強度・高靭性鋼合金。
  55. 約０．４５％以下の炭素を含有している、請求項５４に記載の高強度・高靭性鋼合金。
  56. 少なくとも約１．３％のケイ素を含有している、請求項５３に記載の高強度・高靭性鋼合金。
  57. 約２．１％以下のケイ素を含有している、請求項５６に記載の高強度・高靭性鋼合金。
  58. 少なくとも約３．７％のニッケルを含有している、請求項５３に記載の高強度・高靭性鋼合金。
  59. 約４．２％以下のニッケルを含有している、請求項５８に記載の高強度・高靭性鋼合金。
  60. 少なくとも約０．５％のモリブデンを含有している、請求項５９に記載の高強度・高靭性鋼合金。
  61. 約１．１％以下のモリブデンを含有している、請求項６０に記載の高強度・高靭性鋼合金。
  62. 少なくとも約１．０％のタングステンを含有している、請求項５３に記載の高強度・高靭性鋼合金。
  63. 約２．２％以下のタングステンを含有している、請求項６２に記載の高強度・高靭性鋼合金。
  64. 少なくとも約１．０％のクロムを含有している、請求項５３に記載の高強度・高靭性鋼合金。
  65. 約１．５％以下のクロムを含有している、請求項６４に記載の高強度・高靭性鋼合金。
  66. 少なくとも約０．２％のニオブを含有している、請求項５３に記載の高強度・高靭性鋼合金。
  67. 約１．０％以下のニオブを含有している、請求項６６に記載の高強度・高靭性鋼合金。
  68. ６≦（％Ｓｉ＋％Ｃｕ）／％Ｎｂ≦１２となるようにバランスされている、請求項５３に記載の高強度・高靭性鋼合金。
  69. 良好な焼き戻し耐性を有する高強度・高靭性鋼合金であって、重量パーセントにして、
    Ｃ 約０．３７〜０．５０
    Ｍｎ 約０．７〜０．９
    Ｓｉ 約１．３〜２．１
    Ｐ 最大約０．００５
    Ｓ 最大約０．０００５
    Ｃｒ 約１．０〜１．５
    Ｎｉ 約３．７〜４．５
    Ｍｏ 最大約０．０１
    Ｗ 約１．０〜２．２
    Ｃｕ 約０．５〜０．６
    Ｃｏ 最大約０．０１
    Ｎｂ 約０．２〜１．０
    Ｖ 最大約０．０１
    を含有し且つ残部が鉄と通常の不純物であると共に６≦（％Ｓｉ＋％Ｃｕ）／％Ｎｂ≦１２となるようにバランスされている高強度・高靭性鋼合金。
  70. 非常に高い強度と破壊靭性とを有する、硬化され且つ焼き戻しされた合金製品であって、該合金製品が、重量パーセントにして、
    Ｃ 約０．３５〜０．５５
    Ｍｎ 約０．６〜１．２
    Ｓｉ 約１．３〜２．５
    Ｐ 最大約０．０１
    Ｓ 最大約０．００１
    Ｃｒ 約０．７５〜２．０
    Ｎｉ 約３．５〜７．０
    Ｍｏ 最大約０．０１
    Ｗ 約０．８〜２．６
    Ｃｕ 約０．５〜０．６
    Ｃｏ 最大約０．０１
    Ｎｂ 約０．２〜１．０
    Ｖ 最大約０．０１
    を含有し且つ残部が鉄と通常の不純物であると共に２≦（％Ｓｉ＋％Ｃｕ）／％Ｎｂ≦１４となるようにバランスされている合金を有し、約５００°Ｆ（２６０℃）〜約６００°Ｆ（３１６℃）の温度で焼き戻しされている合金製品。
  71. 前記合金が少なくとも約０．３７％の炭素を含有している、請求項７０に記載の合金製品。
  72. 前記合金が約０．４５％以下の炭素を含有している、請求項７１に記載の合金製品。
  73. 前記合金が少なくとも約１．３％のケイ素を含有している、請求項７０に記載の合金製品。
  74. 前記合金が約２．１％以下のケイ素を含有している、請求項７３に記載の合金製品。
  75. 前記合金が少なくとも約３．７％のニッケルを含有している、請求項７０に記載の合金製品。
  76. 前記合金が約４．２％以下のニッケルを含有している、請求項７５に記載の合金製品。
  77. 前記合金が少なくとも約０．５％のモリブデンを含有している、請求項７０に記載の合金製品。
  78. 前記合金が約１．１％以下のモリブデンを含有している、請求項７７に記載の合金製品。
  79. 前記合金が少なくとも約１．０％のタングステンを含有している、請求項７０に記載の合金製品。
  80. 前記合金が約２．２％以下のタングステンを含有している、請求項７９に記載の合金製品。
  81. 前記合金が少なくとも約１．０％クロムを含有している、請求項７０に記載の合金製品。
  82. 前記合金が約１．５％以下のクロムを含有している、請求項８１に記載の合金製品。
  83. 前記合金が少なくとも約０．２％のニオブを含有している、請求項７０に記載の合金製品。
  84. 前記合金が約１．０％以下のニオブを含有している、請求項８３に記載の合金製品。
  85. 前記合金が６≦（％Ｓｉ＋％Ｃｕ）／％Ｎｂ≦１２となるようにバランスされている、請求項７０に記載の合金製品。
  86. 非常に高い強度と破壊靭性とを有する、硬化され且つ焼き戻しされた合金製品であって、該合金製品が、重量パーセントにして、
    Ｃ 約０．３７〜０．５０
    Ｍｎ 約０．７〜０．９
    Ｓｉ 約１．３〜２．１
    Ｐ 最大約０．００５
    Ｓ 最大約０．０００５
    Ｃｒ 約１．０〜１．５
    Ｎｉ 約３．７〜４．５
    Ｍｏ 最大約０．０１
    Ｗ 約１．０〜２．２
    Ｃｕ 約０．５〜０．６
    Ｃｏ 最大約０．０１
    Ｎｂ 約０．２〜１．０
    Ｖ 最大約０．０１
    を含有し且つ残部が鉄と通常の不純物であると共に６≦（％Ｓｉ＋％Ｃｕ）／％Ｎｂ≦１２となるようにバランスされている合金を有し、約５００°Ｆ（２６０℃）〜約６００°Ｆ（３１６℃）の温度で焼き戻しされている合金製品。
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