JP2020501027A - Powder metallurgically produced steel material comprising hard material particles, a method for producing parts from such steel material, and parts produced from steel material - Google Patents

Powder metallurgically produced steel material comprising hard material particles, a method for producing parts from such steel material, and parts produced from steel material Download PDF

Info

Publication number
JP2020501027A
JP2020501027A JP2019547782A JP2019547782A JP2020501027A JP 2020501027 A JP2020501027 A JP 2020501027A JP 2019547782 A JP2019547782 A JP 2019547782A JP 2019547782 A JP2019547782 A JP 2019547782A JP 2020501027 A JP2020501027 A JP 2020501027A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
content
steel
weight
steel material
alloy powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2019547782A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ヒル ホルスト
ヒル ホルスト
ヴァン ベネコム アンドレ
ヴァン ベネコム アンドレ
Original Assignee
ドイチェ エデルシュタールヴェルケ スペシャルティ スチール ゲーエムベーハー ウント コンパニー カーゲー
ドイチェ エデルシュタールヴェルケ スペシャルティ スチール ゲーエムベーハー ウント コンパニー カーゲー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ドイチェ エデルシュタールヴェルケ スペシャルティ スチール ゲーエムベーハー ウント コンパニー カーゲー, ドイチェ エデルシュタールヴェルケ スペシャルティ スチール ゲーエムベーハー ウント コンパニー カーゲー filed Critical ドイチェ エデルシュタールヴェルケ スペシャルティ スチール ゲーエムベーハー ウント コンパニー カーゲー
Publication of JP2020501027A publication Critical patent/JP2020501027A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C33/00Making ferrous alloys
    • C22C33/02Making ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C33/0257Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements
    • C22C33/0278Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements with at least one alloying element having a minimum content above 5%
    • C22C33/0285Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements with at least one alloying element having a minimum content above 5% with Cr, Co, or Ni having a minimum content higher than 5%
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/12Both compacting and sintering
    • B22F3/14Both compacting and sintering simultaneously
    • B22F3/15Hot isostatic pressing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C33/00Making ferrous alloys
    • C22C33/02Making ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C33/0257Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements
    • C22C33/0278Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements with at least one alloying element having a minimum content above 5%
    • C22C33/0292Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements with at least one alloying element having a minimum content above 5% with more than 5% preformed carbides, nitrides or borides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/08Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing nickel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/10Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing cobalt
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/12Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/22Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/24Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/36Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.7% by weight of carbon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

本発明は、最小限の密度、良好な耐摩耗性、同時に、極端な温度変化に対する耐性が最大化され、同様に耐食性が最適化された長い耐用年数を有する鋼材料を提供する。本発明に係るこうした材料は、実際の使用において高い機械荷重、腐食荷重、熱荷重及び研磨荷重にさらされる部品の製造に特に適している。この目的のために、本発明に係る鋼材料は、粉末冶金によって製造され、以下のように構成される(重量%)。C:1.5〜5.0%、Si:0.3〜2.0%、Mn:0.3〜2.0%、P:0〜<0.035%、S:0〜<0.35%、N:0〜<0.1%、Cr:3.0〜15.0%、Mo:0.5〜2.0%、V:6.0〜18.0%、それぞれ場合によっては群「Nb、Ni、Co、W」からの1種以上の元素、ここで、Ni、Co及びWの含有量はそれぞれ最大1.0%であり、Nbの含有量は最大2.0%である、残りの鉄及び不可避不純物、ここで、含有量2.5〜30重量%の個々に添加された硬質材料粒子が鋼マトリックス中に埋め込まれている。このようにして合金化された鋼合金粉末から、固体半完成製品が焼結プロセス又は付加プロセスによって形成され、熱処理を受け、次いで仕上げをして、それぞれの部品を形成する。【選択図】なしThe present invention provides a steel material with a long service life, which has a minimum density, good wear resistance, while at the same time maximizing the resistance to extreme temperature changes and also having an optimized corrosion resistance. Such materials according to the invention are particularly suitable for the production of parts which are subjected to high mechanical, corrosive, thermal and abrasive loads in practical use. For this purpose, the steel material according to the invention is produced by powder metallurgy and is constituted as follows (% by weight). C: 1.5 to 5.0%, Si: 0.3 to 2.0%, Mn: 0.3 to 2.0%, P: 0 to <0.035%, S: 0 to <0. 35%, N: 0 to <0.1%, Cr: 3.0 to 15.0%, Mo: 0.5 to 2.0%, V: 6.0 to 18.0%, each depending on the case One or more elements from the group "Nb, Ni, Co, W", where the content of Ni, Co and W is up to 1.0% each, and the content of Nb is up to 2.0%. Certain remaining iron and unavoidable impurities, wherein individually added hard material particles with a content of 2.5-30% by weight, are embedded in the steel matrix. From the steel alloy powder alloyed in this way, a solid semi-finished product is formed by a sintering or additive process, subjected to a heat treatment and then finished to form the respective parts. [Selection diagram] None

Description

本発明は、粉末冶金によって製造され、硬質材料粒子を含む鋼材料に関する。こうした鋼材料は、技術用語で金属基複合材料とも称される。   The present invention relates to a steel material produced by powder metallurgy and comprising hard material particles. Such steel materials are also referred to in technical terms as metal matrix composites.

同様に、本発明は、こうした鋼材料を製造する方法に関する。   Similarly, the invention relates to a method for producing such a steel material.

最後に、本発明は、本発明に係るタイプの鋼材料から製造される部品にも関する。   Finally, the invention also relates to a part manufactured from a steel material of the type according to the invention.

特に、発明の目的は、実際の使用において極めて高い面荷重を受け、同時に高速で移動する部品の製造に適した鋼材料である。こうした部品の一例は、線圧延用機械(圧延機)に使用される圧延ガイドローラーである。これらのローラー上では、圧延され、高搬送速度で移動する線が、1000℃を超える温度で熱い内に行われる。その高温のために、スケール層が線上に生成する。線の高搬送速度に伴うそれらの高回転速度のためにローラーがさらされる高温荷重及び高動荷重に加えて、圧延ガイドローラーは、したがって、それらの表面が線と接触しながら高研磨荷重にもさらされる。   In particular, the object of the invention is a steel material which is suitable for the production of parts which undergo very high surface loads in practical use and at the same time move at high speed. One example of such a part is a rolling guide roller used in a line rolling machine (rolling mill). On these rollers, lines that are rolled and move at high transport speeds are made while hot at temperatures above 1000 ° C. Due to the high temperature, a scale layer forms on the line. In addition to the high temperature loads and high dynamic loads to which the rollers are exposed due to their high rotational speeds associated with the high transport speeds of the lines, the rolling guide rollers are therefore also capable of handling high abrasive loads while their surfaces are in contact with the lines. Exposed.

このような荷重の組合せに耐えることができるように、耐摩耗性、特に耐研磨性、耐食性、熱衝撃応力耐性、並びに実際の使用において同等の応力を受ける圧延ガイドローラー及び他の部品が製造される鋼の重量に対する高い要求が存在する。   Rolling guide rollers and other parts are manufactured to be able to withstand such load combinations, with abrasion resistance, especially abrasion resistance, corrosion resistance, thermal shock stress resistance, and equivalent stresses in practical use. There is a high demand for the weight of steel.

この要求プロファイルを満たす種々の試みが知られている。すなわち、特許文献1は、強化プラスチック並びに他の研磨材料及び腐食性材料を加工するのに使用される部品の製造のための耐摩耗性及び耐食性粉末冶金工具鋼を記述している。鉄に加えて、鋼は、(重量%で)Mn含有量が0.2〜2.0%、P含有量が最高0.1%、S含有量が最高0.1%、Si含有量が最高2.0%、Cr含有量が11.5〜14.5%、Mo含有量が最高3.0%、V含有量が8.0〜15.0%、N含有量が0.03〜0.46%、C含有量が1.47〜3.77%であるはずである。C、Cr、Mo、V及びNの含有量は、一方では、鋼製部品の構造中でフェライトが形成されないように2つの式によって関連づけられる。一方、部品がその製造の過程で受ける熱処理中の過剰な量の残留オーステナイトの形成が防止されるべきである。同様に、金属の耐摩耗性、耐摩滅性及び耐食性の最適化された組合せは、式によって決定される組成から得られる。工具鋼の製造の過程で、鋼の合金元素は、析出によってM7C3及びMC炭化物を形成し、これは鋼の体積の16〜35%の割合を構成し得る。熱間加工、焼鈍及び硬化後の析出硬化鋼の最大硬度は58HRCである。   Various attempts to satisfy this requirement profile are known. That is, U.S. Pat. No. 5,077,077 describes wear and corrosion resistant powder metallurgy tool steel for the manufacture of components used to process reinforced plastics and other abrasive and corrosive materials. In addition to iron, steel has a Mn content of 0.2-2.0% (by weight), a P content of up to 0.1%, an S content of up to 0.1%, and a Si content of up to 0.1%. 2.0% max, Cr content 11.5-14.5%, Mo content 3.0% max, V content 8.0-15.0%, N content 0.03- It should be 0.46%, C content 1.47-3.77%. The contents of C, Cr, Mo, V and N, on the one hand, are related by two equations so that no ferrite is formed in the structure of the steel part. On the other hand, the formation of excessive amounts of retained austenite during the heat treatment that the part undergoes during its manufacture should be prevented. Similarly, an optimized combination of the wear, abrasion and corrosion resistance of a metal results from the composition determined by the formula. In the course of the production of tool steel, the alloying elements of the steel form M7C3 and MC carbides by precipitation, which can constitute a fraction of 16-35% of the volume of the steel. The maximum hardness of the precipitation hardened steel after hot working, annealing and hardening is 58 HRC.

問題のタイプの部品の製造用粉末冶金製造鋼材料の別の群は、例えば、特許文献2に記述されている。好ましい一実施形態においては、これらの鋼は、0.1〜1重量%のMn、最高2重量%のSi、4.5〜5.5重量%のCr、0.8〜1.7重量%のMo、最高0.14重量%のS、8〜10.5重量%のV、2.2〜2.6重量%のCを含む、残りが鉄及び不可避不純物である、鋼マトリックスを有し、13.3〜17.3体積%の炭化バナジウムを含む。鋼の硬度は最高63HRCである。   Another group of powder metallurgical steel materials for the production of components of the type in question is described, for example, in US Pat. In a preferred embodiment, these steels comprise 0.1-1 wt% Mn, up to 2 wt% Si, 4.5-5.5 wt% Cr, 0.8-1.7 wt%. Mo, up to 0.14% by weight S, 8-10.5% by weight V, 2.2-2.6% by weight C, the balance being iron and unavoidable impurities, with a steel matrix , 13.3-17.3% by volume of vanadium carbide. The hardness of the steel is up to 63 HRC.

最後に、特許文献3は、高Mo含有量及び/又は高W含有量の鋼マトリックスが使用され、さらに硬質材料2〜12%がマトリックスに埋め込まれた、鋼材料の粉末冶金製造プロセスを開示している。硬質材料は、窒化物、炭化物又は炭窒化物とすることができる。マトリックス材料は、条件18%<W+2Mo<40%を満たす含有量のMo及びWを含む。   Finally, US Pat. No. 6,077,086 discloses a powder metallurgical manufacturing process for steel materials in which a high Mo and / or high W content steel matrix is used and 2 to 12% of the hard material is embedded in the matrix. ing. The hard material can be nitride, carbide or carbonitride. The matrix material contains Mo and W at contents satisfying the condition 18% <W + 2Mo <40%.

同時に、マトリックス材料のC含有量は、マトリックス材料自体が炭化物の析出によって高い硬度を生じることができるように、高Mo含有量及び高W含有量と適合する。こうして製造された材料の最大硬度は70HRCを超える。   At the same time, the C content of the matrix material is compatible with a high Mo content and a high W content, so that the matrix material itself can produce high hardness by carbide precipitation. The maximum hardness of the material thus produced exceeds 70 HRC.

欧州特許第0 773 305(B1)号European Patent No. 0 773 305 (B1) 米国特許第4,249,945(A)号U.S. Pat. No. 4,249,945 (A) 米国特許第4,880,461(A)号U.S. Pat. No. 4,880,461 (A)

上で説明した先行技術の背景に対して、目的は、高い機械荷重、腐食荷重、熱荷重及び研磨荷重に実際にさらされる部品の製造のために更に最適化された性質の組合せを与える鋼材料を提供することであった。   Against the background of the prior art described above, the objective is to provide a steel material that provides a combination of properties that are more optimized for the production of parts that are actually exposed to high mechanical, corrosion, thermal and abrasive loads. Was to provide.

同様に、こうした鋼でできた部品の製造方法も与えられる。   Similarly, a method of manufacturing such steel parts is provided.

最後に、本発明に係る鋼がその製造に特に適している部品が明示されるはずである。   Finally, parts for which the steel according to the invention is particularly suitable for its manufacture should be specified.

鋼に関して、本発明は、請求項1に従って得られた鋼によってこの目的を達成した。   With regard to steel, the invention has achieved this object by means of the steel obtained according to claim 1.

方法に関する上記目的の本発明による解決策は、本発明に係る鋼からの部品の製造中に少なくとも請求項12に記載の作用ステップが行われることにある。   A solution according to the invention of the above object for the method consists in performing at least the action steps according to claim 12 during the production of the part from steel according to the invention.

最後に、本発明に係る鋼は、実際の使用において高加速度又は速度で移動する、特に高い表面応力及び温度応力にさらされる、部品の製造に特に適している。   Finally, the steel according to the invention is particularly suitable for the production of parts that move at high accelerations or velocities in practical use, and are particularly subject to high surface and thermal stresses.

こうした部品の例は、線製造用圧延機の圧延ガイドであり、機械的応力下の高い安定性及び耐摩耗性だけでなく、高い動力の作用下で最適化された挙動も有する必要がある種々の工具及び他の部品である。内燃機関のピストンピン及び押し棒もこの状況で挙げることができる。   Examples of such components are the rolling guides of rolling mills for wire manufacturing, which need to have not only high stability and wear resistance under mechanical stress, but also optimized behavior under the action of high power. Tools and other parts. The piston pins and push rods of internal combustion engines can also be mentioned in this context.

本発明の有利な実施形態は、従属請求項に定義され、本発明の一般的概念同様、以下で詳細に説明される。   Advantageous embodiments of the invention are defined in the dependent claims and are described in detail below, as are the general concepts of the invention.

本発明に係る鋼材料は、粉末冶金によって製造され、以下の組成(重量%)を有する。
C:1.5〜5.0%
Si:0.3〜2.0%、
Mn:0.3〜2.0%、
P:0〜<0.035%
S:0〜<0.35%、
N:0〜<0.1%、
Cr:3.0〜15.0%、
Mo:0.5〜2.0%、
V:6.0〜18.0%、
それぞれ場合によっては群「Nb、Ni、Co、W」からの1種以上の元素、ここで、Ni、Co及びWの含有量はそれぞれ最大1.0%であり、Nbの含有量は最大2.0%である、
残りの鉄及び不可避不純物、
ここで、含有量2.5〜30重量%の個々に添加された硬質材料粒子が鋼マトリックス中に埋め込まれている。
The steel material according to the present invention is manufactured by powder metallurgy and has the following composition (% by weight).
C: 1.5-5.0%
Si: 0.3-2.0%,
Mn: 0.3-2.0%,
P: 0 to <0.035%
S: 0 to <0.35%,
N: 0 to <0.1%,
Cr: 3.0 to 15.0%,
Mo: 0.5 to 2.0%,
V: 6.0-18.0%,
In each case one or more elements from the group “Nb, Ni, Co, W”, wherein the content of Ni, Co and W is each up to 1.0% and the content of Nb is up to 2% 0.0%,
Remaining iron and unavoidable impurities,
Here, individually added hard material particles with a content of 2.5 to 30% by weight are embedded in a steel matrix.

本発明に係る鋼材料の機械的性質を最大にするために、本発明に係る複合鋼マトリックスにおいては、2.5〜30重量%の個々に添加された硬質材料粒子が存在する。当該硬質材料粒子は、特に炭化チタンTiC粒子とすることができる。   In order to maximize the mechanical properties of the steel material according to the invention, 2.5 to 30% by weight of individually added hard material particles are present in the composite steel matrix according to the invention. The hard material particles can be in particular titanium carbide TiC particles.

本発明に係る鋼は、したがって、最小限の密度で、良好な耐摩耗性及び同時に長い寿命に加えて、極端な温度変化に対する最大の耐性及び最適化された耐食性を有するように構成される。   The steel according to the invention is therefore configured with minimal density, good wear resistance and at the same time long life, as well as maximum resistance to extreme temperature changes and optimized corrosion resistance.

鋼材料及び鋼材料の合金含有量に関して本明細書で記述する場合、これらは、各場合において、特に明示しない限り重量による。   Where steel materials and alloy contents of steel materials are described herein, they are in each case by weight unless otherwise indicated.

本発明に係る鋼材料においては、合金の全長は、より広い領域がバナジウム合金化高強度耐摩耗性材料で利用可能であるように選択される。前記領域は、技術用語で金属基複合材料(「MMC」)とも称される硬質材料粒子を使用するのにより有用である。この合金系における2つの最も重要な合金元素は、炭素及びバナジウムである。   In the steel material according to the invention, the overall length of the alloy is selected such that a larger area is available for the vanadium alloyed high-strength wear-resistant material. Said areas are more useful to use hard material particles, also referred to in technical terms as metal matrix composites ("MMC"). The two most important alloying elements in this alloy system are carbon and vanadium.

炭素は、マルテンサイト硬化の原因であり、硬質炭化バナジウムの形成の原因でもあり、高硬度及び高強度と組み合わせて耐摩耗性が最適化される。したがって、Cは本発明に係る鋼中に1.5〜5.0重量%の含有量で存在する。ここで、炭素は2つの主要な役割がある。すなわち、一方では、Cは金属マトリックスのマルテンサイト硬化に必要とされる。他方では、十分な量のCの存在は、既存の合金元素、特にV、Cr及び、存在する場合には、Nbとの硬質炭化物の形成をもたらす。鋼マトリックスの合金中のCが少なすぎる場合、マルテンサイトの形成が起こらない。Cが多すぎる場合、残留オーステナイトが安定化される。両方の効果は、硬度及び耐摩耗性を低下させ得る。炭素と炭化物形成元素の比は、したがって、常に重要である。   Carbon is responsible for the martensite hardening and for the formation of hard vanadium carbide, and the wear resistance is optimized in combination with high hardness and high strength. Thus, C is present in the steel according to the invention in a content of 1.5-5.0% by weight. Here, carbon has two major roles. That is, on the one hand, C is required for martensite hardening of the metal matrix. On the other hand, the presence of a sufficient amount of C leads to the formation of hard carbides with existing alloying elements, especially V, Cr and, if present, Nb. If the C in the steel matrix alloy is too low, martensite formation does not occur. When C is too large, retained austenite is stabilized. Both effects can reduce hardness and wear resistance. The ratio of carbon to carbide forming element is therefore always important.

一方、ケイ素は、本発明に係る部品の製造のために本発明に従って合金化された鋼合金粉末の一部である出発材料の融解中に脱酸素に使用される。さらに、ケイ素の存在は、炭素活性を高め、したがって、融解温度を低下させる。少なくとも0.3重量%のSi、特に少なくとも0.7重量%のSiの標的添加なしでは、より高いC含有量が必要であろう。低融点は、微粒化プロセスを容易にする。ケイ素は、溶融金属の粘度も低下させ、それは、粉末微粒化プロセスの単純化にも寄与する。同時に、時間−温度図における転化プロジェクション(独:Umwandlungsnasen,英:conversion projections)が長時間側にシフトするので、ケイ素は、鋼材料の無心焼入性を高める。硬化温度に対するオーステナイトの強度は、Siの溶解量によって増加し、それは、オーステナイトのより高い安定性を説明し、より長い冷却期間を可能にする。これらの効果は、最高2.0重量%、特に最高1.5重量%のSi含有量で得られる。高すぎるSi含有量はフェライトを安定化し、それは硬化後に鋼の構造中に存在するマルテンサイトの量を減少させ、したがって本発明に係る鋼材料の硬度及び耐摩耗性も低下させるであろう。   On the other hand, silicon is used for deoxygenation during the melting of the starting material which is part of the steel alloy powder alloyed according to the invention for the production of the component according to the invention. In addition, the presence of silicon increases carbon activity and therefore lowers the melting temperature. Without the targeted addition of at least 0.3% by weight of Si, especially at least 0.7% by weight, a higher C content would be required. The low melting point facilitates the atomization process. Silicon also reduces the viscosity of the molten metal, which also contributes to simplifying the powder atomization process. At the same time, silicon increases the through-hardenability of the steel material, since the conversion projections in the time-temperature diagram (Umwandlungsnasen, Germany) shift to longer times. The strength of austenite relative to the curing temperature increases with the amount of dissolved Si, which accounts for the higher stability of austenite and allows for a longer cooling period. These effects are obtained with a Si content of up to 2.0% by weight, in particular up to 1.5% by weight. An Si content that is too high will stabilize the ferrite, which will reduce the amount of martensite present in the structure of the steel after hardening, and will therefore also reduce the hardness and wear resistance of the steel material according to the invention.

マンガンは、鋼の硬度、及び鋼粉末の製造中のその微粒化能を最適化するために、本発明に係る鋼材料中に存在する。したがって、十分な含有量のMnの存在によって、Siの存在と同様に、鋼の融点が低下し、溶融金属の粘度が低下し、その結果、Mnの標的添加も微粒化プロセスの単純化に寄与する。同時に、マンガンは、鋼材料の無心焼入性も高める。同様に、Mnの溶解部分は、オーステナイトの安定化に寄与する。さらに、Mnは、MnSを形成することによって硫黄に結合し、高温割れのリスクを低減し、機械加工性を向上させる。これらの効果は、少なくとも0.3重量%、特に少なくとも0.7重量%のMn含有量、及び最高2.0重量%、特に最高1.5重量%のMn含有量で確実に得られる。一方、過剰な含有量のマンガンは、軟化焼鈍時間がかなり増加する程度にオーステナイト相を安定化する。他方、オーステナイト相は、過剰に高いMn含有量によって、硬化後に残留オーステナイトが微細構造中に残る程度に安定化される可能性もある。この微細構造は、マルテンサイトよりもかなり軟質であり、硬度及び耐摩耗性を低下させるであろう。本発明に係る鋼材料のMn含有量約1.2重量%は、特に実際的であることがわかる。   Manganese is present in the steel material according to the invention in order to optimize the hardness of the steel and its atomization ability during the production of steel powder. Thus, the presence of a sufficient content of Mn, as well as the presence of Si, lowers the melting point of the steel and lowers the viscosity of the molten metal, so that the targeted addition of Mn also contributes to the simplification of the atomization process. I do. At the same time, manganese also increases the through-hardenability of the steel material. Similarly, the dissolved portion of Mn contributes to stabilization of austenite. In addition, Mn binds to sulfur by forming MnS, reducing the risk of hot cracking and improving machinability. These effects are ensured with a Mn content of at least 0.3% by weight, in particular at least 0.7% by weight, and a Mn content of at most 2.0% by weight, in particular at most 1.5% by weight. On the other hand, an excessive content of manganese stabilizes the austenite phase to the extent that the softening annealing time is significantly increased. On the other hand, the austenite phase may be stabilized by an excessively high Mn content to such an extent that residual austenite remains in the microstructure after curing. This microstructure is much softer than martensite and will reduce hardness and wear resistance. It turns out that a Mn content of about 1.2% by weight of the steel material according to the invention is particularly practical.

クロムは、Mo及びVと組み合わせて本発明に係る鋼に使用されて、耐焼戻性、耐食性及び硬化性を調節する。その結果、Cr含有量を変えることによって、これら3つの性質をそれぞれの要件に従って適合させることができる。低Cr含有量3.0〜8.0重量%では、Crは、特に耐焼戻性及び無心焼入性に対して正の影響を有する。Cr含有量の増加につれて、耐食性が増し、炭化物形成に対するCrの寄与が増す。したがって、8.0重量%を超え11.0重量%未満の平均Cr含有量が遷移領域を構成する。耐食性に対する要求が高い場合、ここでのCr含有量は不十分である。しかし、鋼マトリックスのより高い硬度は、炭化Cr形成の増加の結果として生じる。少なくとも11.0重量%、特に少なくとも12.0重量%のCr含有量では、本発明に係る鋼材料においては、焼戻し及び耐食性は、最高の要求に耐える最大硬度及び強度で得られる。この場合、Crの有利な効果は、Cr含有量が少なくとも12.5重量%に設定されるので、特に確実に利用することができる。高すぎるCr含有量は、より多量の炭化Crを形成させるであろう。しかし、炭化Crの形成はCを結合させ、それはマルテンサイトの形成を抑制し、その結果、マルテンサイトの所望の高い硬度をもはや得ることができない。さらに、Cr含有量が本発明に規定された上限を超えて大きく増加した場合、フェライト相が安定化され、この場合も必要な硬度及び耐摩耗性が得られないであろう。したがって、本発明によれば、Crの最大含有量は15.0重量%、特に最大14.0重量%に限定され、最高13.5重量%のCr含有量が実際には特に適していることが判明した。   Chromium is used in the steel according to the present invention in combination with Mo and V to control temper resistance, corrosion resistance and hardening. As a result, by changing the Cr content, these three properties can be adapted according to the respective requirements. At a low Cr content of 3.0-8.0% by weight, Cr has a positive effect especially on the tempering resistance and the through-hardening. As the Cr content increases, corrosion resistance increases and the contribution of Cr to carbide formation increases. Therefore, an average Cr content of more than 8.0% by weight and less than 11.0% by weight constitutes a transition region. If the requirement for corrosion resistance is high, the Cr content here is insufficient. However, higher hardness of the steel matrix results from increased Cr carbide formation. With a Cr content of at least 11.0% by weight, in particular at least 12.0% by weight, in the steel material according to the invention, tempering and corrosion resistance are obtained with maximum hardness and strength to withstand the highest requirements. In this case, the advantageous effect of Cr can be used particularly reliably because the Cr content is set to at least 12.5% by weight. A Cr content that is too high will result in the formation of more Cr carbide. However, the formation of Cr carbide binds the C, which suppresses the formation of martensite, so that the desired high hardness of martensite can no longer be obtained. Furthermore, if the Cr content is significantly increased beyond the upper limit specified in the present invention, the ferrite phase will be stabilized and again the required hardness and wear resistance will not be obtained. Therefore, according to the invention, the maximum content of Cr is limited to 15.0% by weight, in particular 14.0% by weight, and a Cr content of up to 13.5% by weight is particularly suitable in practice. There was found.

炭化バナジウムVCの形成に関して本発明に係る鋼材料の鋼マトリックスの炭素含有量の最適な効果は、鋼マトリックスのC含有量%Cが以下のように計算される目標含有量%C目標である点で、最高8重量%の低Cr含有量において確保することができる。

Figure 2020501027
式中、%Vは、鋼マトリックスの合金のそれぞれのV含有量である。 The optimal effect of the carbon content of the steel matrix of the steel material according to the invention on the formation of vanadium carbide VC is that the C content% C of the steel matrix is the target content% C target calculated as follows: Thus, a low Cr content of up to 8% by weight can be ensured.
Figure 2020501027
Where% V is the respective V content of the alloy in the steel matrix.

他方、Crが11.0〜15.0重量%の範囲で使用される場合、C含有量%Cは、上式で求められる目標含有量%C目標よりも約30%高いはずである。この場合、鋼マトリックスのC含有量は、したがって、以下のように計算される目標含有量%C目標に対応するように最適に調節される。

Figure 2020501027
式中、%Vは、やはり鋼マトリックスの合金のそれぞれのV含有量を示す。 On the other hand, if Cr is used in the range of 11.0 to 15.0% by weight, the C content% C should be about 30% higher than the target content% C target determined by the above equation. In this case, the C content of the steel matrix is therefore optimally adjusted to correspond to the target content% C target calculated as follows.
Figure 2020501027
Where% V also indicates the respective V content of the alloy in the steel matrix.

したがって、平均Cr含有量>8.0重量%〜<11.0重量%の場合には、2つの前述の式に従って低Cr含有量と高Cr含有量に対して求めることができるC最小含有量の間にあるC含有量を選択することが有利である。   Therefore, when the average Cr content is> 8.0 wt% to <11.0 wt%, the minimum C content that can be determined for the low Cr content and the high Cr content according to the above two equations. It is advantageous to choose a C content that lies between

含有量%C目標は、各場合において、合金粉末の製造におけるC含有量として最適に求められるべき目標量である。言うまでもなく、この目標含有量は、実際のC含有量%Cが、従来又は所定の合金化技術によって規定される許容度内で本発明に係るそれぞれの鋼材料の目標含有量%C目標と同じであるときに達せられたとみなされる。この点で依然として許容される目標含有量%C目標からの実際のC含有量%Cの偏差の実際的な値は、0.2重量%である。鋼マトリックスの実際のC含有量%Cには以下が当てはまるはずである。
%C=%C目標±0.2重量%
The content% C target is a target amount to be optimally determined as the C content in the production of the alloy powder in each case. Needless to say, this target content is such that the actual C content% C is the same as the target content% C target of each steel material according to the present invention within the tolerance specified by the conventional or predetermined alloying technology. Is considered to have been reached. The practical value of the deviation of the actual C content% C from the target content% C target still acceptable at this point is 0.2% by weight. The following should apply to the actual C content% C of the steel matrix.
% C =% C target ± 0.2% by weight

上記条件に従って調節されるC含有量は、炭化Cr形成によりCrが結合した炭素を補う。このようにして、十分なCがマルテンサイトの形成に常に利用可能であり、大部分の用途に十分である最適化された硬度及び耐摩耗性を確実に得ることができる。   The C content adjusted according to the above conditions supplements the carbon to which Cr has been bound by the formation of Cr carbide. In this way, it is possible to ensure that sufficient C is always available for the formation of martensite and that an optimized hardness and wear resistance that is sufficient for most applications is obtained.

したがって、目標含有量%C目標に対する最高8重量%のCr含有量におけるそれぞれのV含有量%Vに応じて、例えば、以下の値が得られる(重量%でのデータ)。 Thus, depending on the respective V content% V at a maximum Cr content of 8% by weight with respect to the target content% C target , for example, the following values are obtained (data in% by weight):

Figure 2020501027
Figure 2020501027

最高8重量%のCr及び名目V含有量15重量%を有する鋼材料V15の場合、例えば±0.5重量%のV含有量の許容範囲が容認され、その結果、その実際のV含有量を14.5〜15.5重量%とすることができる。同時に、実際のC含有量の±0.2重量%の許容が目標値%C目標によって容認される。したがって、鋼材料V15の実際のC含有量を3.2〜3.6重量%とすることができる。 In the case of steel material V15 having a maximum of 8% by weight of Cr and a nominal V content of 15% by weight, a tolerance of, for example, a V content of ± 0.5% by weight is acceptable, so that its actual V content is reduced. It can be 14.5 to 15.5% by weight. At the same time, a tolerance of ± 0.2% by weight of the actual C content is accepted by the target value% C target . Therefore, the actual C content of the steel material V15 can be 3.2 to 3.6% by weight.

モリブデンは、クロムのように、少なくとも0.5重量%、特に少なくとも0.9重量%のMo含有量であるとき、本発明に係る鋼から製造された部品の耐食性、硬化性及び耐焼戻性を高める。しかし、Mo含有量が高すぎると、高温強度がかなり増加するので、鋼の成形性が悪化する。さらに、Mo含有量が高いと、やはりフェライト相を安定化するであろう。したがって、本発明に係る鋼中のMoの最大含有量は、2.0重量%、特に最大1.5重量%に限定される。本発明の目的に特に適している本発明に係る鋼のMo含有量は、したがって、1.2重量%の領域である。   Molybdenum, like chromium, when used with a Mo content of at least 0.5% by weight, in particular at least 0.9% by weight, enhances the corrosion, hardening and tempering resistance of parts made from steel according to the invention. Enhance. However, if the Mo content is too high, the high-temperature strength increases considerably, and the formability of the steel deteriorates. Furthermore, a high Mo content will also stabilize the ferrite phase. Therefore, the maximum content of Mo in the steel according to the present invention is limited to 2.0% by weight, especially 1.5% by weight at the maximum. The Mo content of the steel according to the invention, which is particularly suitable for the purposes of the invention, is therefore in the region of 1.2% by weight.

バナジウムは、本発明に係る鋼中に6.0%〜18.0重量%の含有量で存在して、バナジウムに富む炭化物又は炭窒化物を形成して耐摩耗性を最適化する。さらに、バナジウムは、二次硬度最大値(独:Sekundaerhaertemaximum,英:secondary hardness maximum)において焼戻し中に炭化物の形成に次第に関与する。これらの効果はV含有量とともに増加し、その結果、V含有量を変えることによって、本発明に係る鋼材料の性質プロファイルをそれぞれの要件に適合させることもできる。Vの存在の最大の正の効果は、少なくとも14.5重量%のVが本発明に係る鋼中に存在するときに得ることができる。少なくとも16重量%の高V含有量は、特に高い耐摩耗性をもたらし、その結果、こうした高いV含有量の本発明に係る鋼材料は、使用中に最大荷重にさらされる圧延ガイドローラー用材料として使用するのに特に適している。他方、V含有量を17.4重量%又は17.0重量%に、16.0重量%又はより好ましくは最大15.5重量%に制限することによって、過剰の炭素が炭化物形成によって結合するのを確実に回避することができる。本発明によってVに対して示された含有量範囲の下限に向かう低V含有量及びそれに応じた低C含有量では、本発明に係る鋼材料をより高いV含有量及びC含有量よりも容易に機械加工によって加工することができる。V含有量が最大12重量%、特に最大10重量%に限定され、したがってV含有量に依存するC含有量も上記のように限定されると、単純化された機械加工性がそれに応じてもたらされる。   Vanadium is present in the steel according to the invention in a content of 6.0% to 18.0% by weight to form vanadium-rich carbides or carbonitrides and to optimize wear resistance. In addition, vanadium is increasingly involved in the formation of carbides during tempering at secondary hardness maximums (Sekundaerhaertemaximum, Germany: secondary hardness maximum). These effects increase with the V content, so that by changing the V content, the property profile of the steel material according to the invention can also be adapted to the respective requirements. The greatest positive effect of the presence of V can be obtained when at least 14.5% by weight of V is present in the steel according to the invention. A high V content of at least 16% by weight results in particularly high wear resistance, so that the steel material according to the invention with such a high V content is used as a material for rolling guide rollers which are subjected to maximum loads during use. Particularly suitable for use. On the other hand, by limiting the V content to 17.4% or 17.0% by weight, 16.0% by weight or more preferably up to 15.5% by weight, excess carbon is bound by carbide formation. Can be reliably avoided. With a low V content towards the lower limit of the content range indicated for V according to the invention and a correspondingly low C content, the steel material according to the invention is easier to handle than higher V and C contents. Can be machined. If the V content is limited to a maximum of 12% by weight, in particular to a maximum of 10% by weight, and thus the C content which depends on the V content is also limited as described above, simplified machinability results accordingly. It is.

ニオブは、場合によっては、本発明に係る鋼中に最高2.0重量%の含有量で存在する。Nbは、バナジウムと極めて類似した作用態様を有する。それは、硬質耐摩耗性一炭化物の形成に主に関与する。したがって、各場合において、at.%単位のそれらの含有量に基づいて、NbとVは、例えばこれらの合金元素の有効性に関して、好都合であるとわかった場合、1:1の比で交換することができる。   Niobium is optionally present in the steel according to the invention in a content of up to 2.0% by weight. Nb has a very similar mode of action to vanadium. It is primarily responsible for the formation of hard, wear resistant monocarbides. Therefore, in each case, at. Based on their content in%, Nb and V can be exchanged in a 1: 1 ratio if found to be advantageous, for example with regard to the effectiveness of these alloying elements.

ニッケルは、場合によっては、Mnと同様にオーステナイト部分を安定化し、したがって硬化性を改善するために、最高1.0重量%の含有量で本発明に係る鋼材料中に存在することができる。したがって、Niの存在は、オーステナイトがそれぞれの硬化温度で実際に確実に形成され、望ましくないフェライトが鋼の構造中に確実に形成されないようにする。しかし、過剰に高いNi含有量は、マルテンサイト形成に必要な冷却時間を増加させる。同時に、硬化後に残留オーステナイトが微細構造中に存在するリスクがあるので、Ni含有量は高すぎるべきではない。Niを添加する場合、Ni含有量は好ましくは少なくとも0.2重量%であり、Niの存在の最適な効果は、Ni含有量を最高0.4重量%に調節して調整される。   Nickel can optionally be present in the steel material according to the invention in a content of up to 1.0% by weight in order to stabilize the austenitic part like Mn and thus improve the hardenability. Thus, the presence of Ni ensures that austenite is actually formed at each hardening temperature and that undesired ferrite is not formed in the structure of the steel. However, an excessively high Ni content increases the cooling time required for martensite formation. At the same time, the Ni content should not be too high, because there is a risk that residual austenite is present in the microstructure after curing. If Ni is added, the Ni content is preferably at least 0.2% by weight, and the optimal effect of the presence of Ni is adjusted by adjusting the Ni content to a maximum of 0.4% by weight.

コバルトも、場合によっては、本発明に係る鋼材料中に最高1.0重量%の含有量で存在することができる。ニッケル同様、Coは、オーステナイト形成及び硬化温度に対して安定化効果を有する。しかし、ニッケルやマンガンとは異なり、Coは、マルテンサイトの最終温度を低下させず、その存在は、残留オーステナイトの形成に関してさほど重要ではない。さらに、コバルトは、耐熱性を高める。これらの正の効果がCoの添加によって利用される場合、Coの少なくとも0.3重量%の含有量が特に好都合であることがわかり、最適な効果は最高0.5重量%のCo含有量で生じる。   Cobalt can also optionally be present in the steel material according to the invention in a content of up to 1.0% by weight. Like nickel, Co has a stabilizing effect on austenite formation and hardening temperature. However, unlike nickel and manganese, Co does not reduce the final temperature of martensite, and its presence is less important with respect to the formation of retained austenite. In addition, cobalt increases heat resistance. If these positive effects are exploited by the addition of Co, a content of at least 0.3% by weight of Co has proved to be particularly advantageous, the optimum effect being with a Co content of up to 0.5% by weight. Occurs.

タングステンは、Co及びNi同様、場合によっては、最高1.0重量%の含有量で鋼に添加することができる。とりわけ、タングステンは、耐焼戻性を高め、とりわけ、焼戻し中に二次硬度最大値における炭化物形成に関与する。Wの存在は、焼戻し温度をより高温にシフトさせる。さらに、コバルト同様、耐熱性はWによって高くなる。しかし、過剰なW含有量は、やはりフェライト相を安定化するであろう。Wの正の効果が利用される場合、したがって、少なくとも0.3重量%のW含有量が特に好都合であることがわかり、最適な効果は最高0.5重量%のW含有量で生じる。   Tungsten, like Co and Ni, can optionally be added to the steel at a content of up to 1.0% by weight. In particular, tungsten enhances tempering resistance and, in particular, participates in carbide formation at the secondary hardness maximum during tempering. The presence of W shifts the tempering temperature to higher temperatures. Further, similarly to cobalt, the heat resistance is increased by W. However, excessive W content will still stabilize the ferrite phase. If the positive effect of W is utilized, therefore, a W content of at least 0.3% by weight has proved to be particularly advantageous, the optimum effect occurring with a W content of up to 0.5% by weight.

鋼の残りはそれぞれ鉄及び製造プロセス又は原料のために鋼中に入る不可避不純物を含み、鋼合金粉末の構成成分はそこから回収されるが、性質の点で効果はない。   The balance of the steel contains iron and inevitable impurities that enter the steel for the manufacturing process or raw materials, respectively, and the constituents of the steel alloy powder are recovered therefrom, but have no effect on the properties.

硫黄は、鋼材料中に最高0.35重量%の含有量で存在して、機械加工性を向上させることができる。しかし、より高いS含有量では、本発明に係る複合鋼材料の性質が悪化する。Sの存在の好都合な効果を安全に利用するために、少なくとも0.035重量%が本発明に係る鋼材料中に存在することができる。他方、機械加工性がSの標的添加によって改善されない場合、S含有量をそれに応じて0.035重量%未満に制限することができる。   Sulfur can be present at up to 0.35% by weight in steel materials to improve machinability. However, at higher S contents, the properties of the composite steel material according to the invention deteriorate. To safely take advantage of the beneficial effects of the presence of S, at least 0.035% by weight can be present in the steel material according to the invention. On the other hand, if the machinability is not improved by the targeted addition of S, the S content can be limited accordingly to less than 0.035% by weight.

不可避不純物は、最高0.035重量%の含有量のPも含み、例えば、合計で最高0.2重量%の酸素も含む。   The unavoidable impurities also include P with a content of up to 0.035% by weight, for example also a total of up to 0.2% by weight of oxygen.

窒素もまた、本発明に係る鋼材料と狙い通りに合金化されないが、合金構成成分の窒素親和性のために、微粒化プロセス中に鋼材料中に移行する。鋼材料の性質に対するNの負の効果を回避するために、N含有量は0.12重量%未満、特に最大0.1重量%に制限されるべきである。   Nitrogen is also not alloyed as intended with the steel material according to the invention, but migrates into the steel material during the atomization process due to the nitrogen affinity of the alloy components. In order to avoid the negative effects of N on the properties of the steel material, the N content should be limited to less than 0.12% by weight, in particular to a maximum of 0.1% by weight.

本発明に係る鋼材料の密度は一般に6.4〜7.6g/cmの範囲であり、純粋な鋼マトリックス材料の密度は一般に7.0〜7.6g/cmである。 Density of steel material according to the present invention is generally in the range of 6.4~7.6g / cm 3, the density of the pure steel matrix materials are generally 7.0~7.6g / cm 3.

その最小化された密度及びその結果としての低重量によって、本発明に係る鋼材料は、実際の使用において急な加速度に繰り返しさらされ、その結果、より低い質量慣性が特に好都合な効果を有する部品の製造に適したものになる。   Due to its minimized density and consequently low weight, the steel material according to the invention is repeatedly exposed to steep accelerations in practical use, so that lower mass inertia has a particularly advantageous effect. Suitable for the production of

粉末冶金製造は、それぞれの用途に従った低密度硬質相の標的添加によって、それが特別な意図された性質に関して望まれる場合に、本発明に係る鋼の密度及び耐摩耗性の更なる最適化を可能にする。ここで、上記の鋼マトリックスのようにその複合体で製造される完成した鋼に埋め込まれた硬質材料粒子2.5〜30重量%を鋼材料が含むので、本発明に係る鋼材料の性能特性が高められることが示された。   Powder metallurgy production is based on the targeted addition of a low-density hard phase according to the respective application, if it is desired with respect to the special intended properties, further optimization of the density and wear resistance of the steel according to the invention Enable. Here, since the steel material contains 2.5 to 30% by weight of hard material particles embedded in the finished steel manufactured by the composite like the above-mentioned steel matrix, the performance characteristics of the steel material according to the present invention Was shown to be enhanced.

硬質材料は、鋼マトリックスを形成する鋼合金粉末のように、初期状態で粉末として存在する。   The hard material is initially present as a powder, such as a steel alloy powder forming a steel matrix.

硬質材料は、技術用語で「硬質相」としても知られ、炭化物、窒化物、酸化物又はホウ化物とすることができる。したがって、適切な硬質材料の群としては、Al、BC、SiC、ZrC、VC、NbC、TiC、WC、WC、MoC、VC、BN、Si、NbN又はTiNが挙げられる。 Hard materials are also known in technical terms as "hard phases" and can be carbides, nitrides, oxides or borides. Thus, a group of suitable hard materials include Al 2 O 3 , B 4 C, SiC, ZrC, VC, NbC, TiC, WC, W 2 C, Mo 2 C, V 2 C, BN, Si 3 N 4 , NbN or TiN.

炭化チタンTiCは、本発明に係る目的に特に適していることが判明した。炭化チタンは、硬度が3200HVであり、したがって鋼の硬度及び耐摩耗性を特に効果的に高める。同時に、TiCは、化学的に耐性があり、耐食性に悪影響を及ぼさない。同様に、TiCの低密度は有利な効果を有する。   Titanium carbide TiC has been found to be particularly suitable for the purposes according to the invention. Titanium carbide has a hardness of 3200 HV and thus particularly effectively increases the hardness and wear resistance of the steel. At the same time, TiC is chemically resistant and does not adversely affect corrosion resistance. Similarly, the low density of TiC has an advantageous effect.

鋼材料と合金化された硬質材料含有量2.5重量%未満においては、耐摩耗性の向上はない。硬質材料の効果を特に確実に利用するために、したがって、本発明に係る鋼材料中の合金化硬質材料粒子の少なくとも5重量%を供給することが有利であり、少なくとも7.5重量%の含有量が特に有効であることが判明した。硬質材料粒子の存在の結果として材料の過剰な脆化を確実に回避するために、合金化硬質材料粒子の含有量を本発明に係る材料中で25重量%以下に限定することができる。本発明に係る鋼材料中の本明細書に記載の硬質材料粒子の含有量は、合金化硬質材料が炭化チタンTiCであるときに、特に好都合であることがわかる。   When the content of the hard material alloyed with the steel material is less than 2.5% by weight, the wear resistance is not improved. In order to make particular use of the effect of the hard material, it is therefore advantageous to provide at least 5% by weight of the alloyed hard material particles in the steel material according to the invention, with a content of at least 7.5% by weight The amounts have been found to be particularly effective. To ensure that excessive embrittlement of the material as a result of the presence of the hard material particles is avoided, the content of alloyed hard material particles can be limited to 25% by weight or less in the material according to the invention. The content of hard material particles described herein in the steel material according to the present invention proves to be particularly advantageous when the alloyed hard material is titanium carbide TiC.

本発明に係る鋼は、硬化及び焼戻し後に、一般に58〜70HRCの範囲で硬度値になる。   After hardening and tempering, the steel according to the invention generally has a hardness value in the range from 58 to 70 HRC.

一般に機械加工のために行われる軟化焼鈍後、本発明に係る鋼材料の一般的な軟化焼鈍硬度は、本発明によって提供される硬質材料粒子の存在のために、一般に最高65HRCである。   After soft annealing generally performed for machining, the typical soft annealing hardness of the steel material according to the invention is generally up to 65 HRC, due to the presence of the hard material particles provided by the invention.

本発明に係る鋼からの本発明に係る部品の製造においては、少なくとも以下の作用ステップが行われる。   In the production of the component according to the invention from the steel according to the invention, at least the following working steps are performed.

a)(重量%で)1.5〜5.0%のC、0.3〜2.0%のSi、0.3〜2.0%のMn、<0.035%のP、<0.35%のS、<0.1%のN、3.0〜15.0%のCr、0.5〜2.0%のMo、6.0〜18.0%のV、それぞれ場合によっては群「Nb、Ni、Co、W」からの1種以上の元素を含み、Ni、Co及びWの含有量がそれぞれ最大1.0%であり、Nbの含有量が最大2.0%であり、残りが鉄及び不可避不純物である、鋼合金粉末が供給される。   a) 1.5-5.0% C (by weight), 0.3-2.0% Si, 0.3-2.0% Mn, <0.035% P, <0 0.35% S, <0.1% N, 3.0-15.0% Cr, 0.5-2.0% Mo, 6.0-18.0% V, each optionally Contains one or more elements from the group "Nb, Ni, Co, W", wherein the content of Ni, Co and W is at most 1.0% each, and the content of Nb is at most 2.0%. Yes, a steel alloy powder is provided, the balance being iron and unavoidable impurities.

b)得られる鋼合金粉末−硬質材料粒子混合物中の硬質材料粒子の含有量が2.5〜30重量%であるという条件で、鋼合金粉末が硬質材料粒子と混合される。   b) The steel alloy powder is mixed with the hard material particles provided that the content of the hard material particles in the resulting steel alloy powder-hard material particle mixture is 2.5 to 30% by weight.

c)場合によっては、鋼合金粉末又は鋼合金粉末と硬質材料の混合物が乾燥される。   c) In some cases, the steel alloy powder or a mixture of the steel alloy powder and the hard material is dried.

d)鋼合金粉末又は鋼合金粉末と硬質材料の混合物から、固体半完成製品が焼結プロセス、特に熱間静水圧プレス、又は付加プロセスによって形成される。   d) From the steel alloy powder or a mixture of the steel alloy powder and the hard material, a solid semi-finished product is formed by a sintering process, in particular a hot isostatic pressing, or an additional process.

e)生成した半完成製品が部品に加工される。   e) The resulting semi-finished product is processed into parts.

本発明に係る方法のステップa)〜e)の実際的な実施及び実施形態に関して、以下の情報が適用される。   For practical implementations and embodiments of steps a) to e) of the method according to the invention, the following information applies.

ステップa)   Step a)

粉末製造は、従来の様式で、例えば、ガス噴霧又は任意の他の適切な方法によって、行うことができる。この目的のために、合金粉末を、例えば、ガス若しくは水噴霧又はこれら2つの噴霧法の組合せによって、製造することができる。合金粉末のための本発明に従って合金化された溶融物の噴霧が考えられる。   Powder production can be carried out in a conventional manner, for example by gas atomization or any other suitable method. For this purpose, the alloy powder can be produced, for example, by gas or water spraying or a combination of these two spraying methods. Spraying of the melt alloyed according to the invention for the alloy powder is conceivable.

あるいは、しかしながら、最初にそれぞれの合金元素に対して規定される含有量割合に対応する量の個々に粉末形態の鋼合金粉末の合金元素を用意し、次いでこれらの量の粉末を本発明に従って構成された鋼合金化粉末中に混合することも可能である。   Alternatively, however, first prepare the alloying elements of the steel alloy powder in individually powder form in amounts corresponding to the content proportions specified for the respective alloying elements, and then configure these amounts of powder according to the invention It is also possible to mix in the steel alloyed powder which has been prepared.

必要に応じて、平均直径500μm未満のものを本発明に係る更なる加工のためにふるい分けによって粉体粒子から選択する。平均粒径250μm未満、特に180μm未満の粉末が特に適していることがわかる。   If necessary, those having an average diameter of less than 500 μm are selected from the powder particles by sieving for further processing according to the invention. It turns out that powders with an average particle size of less than 250 μm, especially less than 180 μm, are particularly suitable.

その製造様式にかかわらず、本発明によって提供される合金粉末は、最適には、嵩密度2〜6g/cm(DIN EN ISO3923−1に従って測定)及びタップ密度3〜8g/cm(DIN EN ISO3953に従って測定)である。 Regardless of their preparation manner, the alloy powder provided by the present invention, the optimum bulk density 2 to 6 g / cm 3 (measured according to DIN EN ISO3923-1) and a tap density 3~8g / cm 3 (DIN EN Measured according to ISO3953).

ステップb)   Step b)

ステップa)で用意された鋼合金粉末をそれぞれ選択された硬質材料粉末と混合する。完成した混合物中の硬質材料粒子の含有量が2.5〜30重量%の範囲であるように、硬質材料の含有量の最適選択に関する上記情報を考慮して、混合硬質材料粒子の量を決定する。   The steel alloy powder prepared in step a) is mixed with the respectively selected hard material powder. Determine the amount of mixed hard material particles, taking into account the above information on the optimal selection of hard material content, such that the content of hard material particles in the finished mixture is in the range of 2.5-30% by weight I do.

ステップc)   Step c)

必要に応じて、ステップa)又はステップb)で調製された合金粉末を従来の様式で乾燥させて、後続の成形プロセスを妨げ得る液体及び他の揮発性物質の残留物を除去することができる。   If necessary, the alloy powder prepared in step a) or step b) can be dried in a conventional manner to remove residues of liquids and other volatiles which can interfere with the subsequent molding process. .

ステップd)   Step d)

硬質材料粒子を含む合金粉末から、ブランク(半完成製品)を次いで形成する。この目的のために、合金粉末をそれ自体公知の様式で適切な焼結プロセス、特に熱間静水圧プレス(「HIPing」)によって、それぞれの形態にすることができる。一般に、HIPingが行われる。HIPing中の一般的な圧力は、温度1050〜1250℃、特に1080〜1200℃で900〜1500バールの範囲、特に1000バールである。硬化の過程で、オーステナイト、VC及び炭化Crが鋼材料の微細構造中に生成する。   A blank (semi-finished product) is then formed from the alloy powder containing the hard material particles. For this purpose, the alloy powder can be brought into a respective form in a manner known per se, by means of a suitable sintering process, in particular hot isostatic pressing ("HIPing"). Generally, HIPing is performed. Typical pressures during HIPing are in the range 900-1500 bar at a temperature of 1050-1250 ° C., in particular 1800-1200 ° C., in particular 1000 bar. During the course of hardening, austenite, VC and Cr carbide form in the microstructure of the steel material.

あるいは、それぞれの部品を付加プロセスにおいて本発明に従って調製及び提供される合金粉末から製造することもできる。「付加」という用語は、材料を付加して部品を製造するすべての製造プロセスを要約したものであり、この付加は一般に複数の層で起こる。「付加製造プロセス(独:Additive Herstellverfahren,英:Additive manufacturing processes)」は、技術用語でしばしば「生産的プロセス(独:generative Verfahren,英:generative processes)」と称され、それぞれ製造される部品に形を付与するために材料が除去される機械加工プロセス(例えば、粉砕、穿孔及び旋盤)などの従来の減法製造プロセスと対比される。付加設計原理は、上記機械加工プロセス若しくは一次成形プロセス(鋳造、鍛造)などの従来の製造プロセスを用いて実現することができない、又はやっとのことでしか実現することができない、幾何的に複雑な構造体の製造を可能にする(社団法人ドイツ技術者協会(独:Verein Deutscher Ingenieure e.V.,英:Association of German Engineers)、生産技術および製造方法部門(独:Fachbereich Produktionstechnik und Fertigungsverfahren,英:Production Technology and Manufacturing Methods)によって出版されたVDIステータスレポート「付加製造(独:Additive Verfahren,英:Additive Manufacturing)」、2014年9月、www.vdi.de/statusadditiv参照)。「付加法」という総称で要約された該方法の更なる定義は、例えば、VDIガイドライン(独:VDI-Richtlinien,英:VDI Guidelines)3404及び3405に見ることができる。   Alternatively, each part can be made from an alloy powder prepared and provided according to the invention in an additional process. The term "addition" is a summary of all manufacturing processes in which a material is added to produce a part, and this addition generally occurs in multiple layers. “Additive manufacturing processes” (Germany: Additive manufacturing processes) are often referred to in technical terms as “productive processes” (Germany Verfahren, English: generative processes). In contrast to conventional subtractive manufacturing processes, such as machining processes in which material is removed to impart a (eg, milling, drilling and lathe). The additional design principles may not be achievable using conventional manufacturing processes, such as the machining or primary forming processes (casting, forging), or may be realized only marginally, Enables manufacturing of structures (German Institute of German Engineers (Germany: Association of German Engineers), Production Technology and Manufacturing Method Division (Germany: Fachbereich Produktionstechnik und Fertigungsverfahren, UK: Production Technology and VDI status report "Additive Verfahren (Germany: Additive Manufacturing)", September 2014, www.vdi.de/statusadditiv. Further definitions of the method summarized under the generic term "additional method" can be found, for example, in the VDI Guidelines (VDI-Richtlinien, VDI Guidelines) 3404 and 3405.

ステップe)   Step e)

ステップd)後に得られた半完成製品は、一方では所望の性能特性、他方では必要な最終形状をそれに与えるために仕上げをまだ必要とする。仕上げとしては、例えば、半完成製品の機械、特に材料除去機械加工、並びに硬化及び焼戻しを含み得る熱処理が挙げられる。   The semifinished product obtained after step d) still needs finishing in order to give it the desired performance characteristics on the one hand and the required final shape on the other hand. Finishing includes, for example, semi-finished product machines, especially material removal machining, and heat treatments that may include hardening and tempering.

本発明を例示的実施形態に基づいて以下でより詳細に説明する。   The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments.

上で説明したように、本発明に従って構成された合金粉末を、例えば、熱間静水圧プレス又は別の適切な焼結プロセスによって、ブランク(半完成製品)に成形する。この目的のために、それぞれの合金粉末を適切な型、例えば、円柱状カプセルに充填し、次いで温度1050〜1250℃、特に1150℃で一般的な圧力900〜1500バール(90〜150MPa)、特に1000バール(100MPa)で固形物が形成されるまで十分な時間保持することができる。一般に、熱間静水圧プレスにおいては、圧力は102〜106.7MPaの範囲であり、加熱は一般に目標温度1150〜1153℃であり、一般に200〜300分間、特に245分間維持され、一般に加熱速度3K/min〜10K/minでもある。   As explained above, the alloy powder constructed according to the present invention is formed into a blank (semi-finished product), for example, by hot isostatic pressing or another suitable sintering process. For this purpose, the respective alloy powder is filled into a suitable mold, for example a cylindrical capsule, and then at a temperature of 1050-1250 ° C., in particular 1150 ° C. and a typical pressure of 900-1500 bar (90-150 MPa), in particular A sufficient time can be maintained at 1000 bar (100 MPa) until a solid is formed. Generally, in a hot isostatic press, the pressure is in the range of 102-106.7 MPa, the heating is generally at a target temperature of 1150-1153 ° C., generally maintained for 200-300 minutes, especially 245 minutes, and generally at a heating rate of 3K. / Min to 10 K / min.

半完成製品の製造後に熱処理が続く。この場合、それぞれの半完成製品を一般に5K/minの加熱速度で硬化温度(オーステナイト化温度)1050〜1200℃に加熱し、完全に熱くなるまで保持する。一般に、これには30〜60分かかる。続いて、こうして加熱された半完成製品を急冷する。それらを適切な急冷媒体、例えば、水、油、ポリマー浴、動的若しくは静的空気で、又は冷却を真空乾燥機で行う場合にはガス状窒素で、5〜30分の範囲で室温に冷却する。特に、大きい半完成製品の場合、硬化温度まで幾つかの予熱段階、例えば、400℃、600℃及び800℃、又は600〜800℃の範囲の予熱温度で加熱して、均一な加熱を確保することが好都合な場合もある。   Heat treatment follows the production of the semi-finished product. In this case, each semi-finished product is generally heated at a heating rate of 5 K / min to a curing temperature (austenitizing temperature) of 1050 to 1200 ° C. and held until it is completely heated. Generally, this takes 30-60 minutes. Subsequently, the semi-finished product thus heated is rapidly cooled. Cool them to a suitable quench medium, such as water, oil, polymer bath, dynamic or static air, or gaseous nitrogen if cooling is done in a vacuum dryer, to room temperature in the range of 5-30 minutes. I do. Especially in the case of large semi-finished products, heating at several preheating stages up to the curing temperature, for example at 400 ° C, 600 ° C and 800 ° C, or a preheating temperature in the range of 600-800 ° C to ensure uniform heating. Sometimes it is convenient.

周囲雰囲気で反応しないようにするために、真空乾燥機中の硬化をそれ自体公知の様式で行うこともできる。しかし、これは、本発明に係る方法の成功の前提条件ではない。   Curing in a vacuum dryer can also be carried out in a manner known per se in order to avoid reaction in the ambient atmosphere. However, this is not a prerequisite for the success of the method according to the invention.

硬化後、焼戻しを行うことができ、半完成製品を例えば90分間それぞれの焼戻し温度、一般には450〜550℃に保持する。焼戻し条件は、それぞれの硬化温度及び所望の硬度レベル、すなわち選択された所望の強度に応じて、それ自体公知の様式で決定される。加熱及び冷却速度は、焼戻しの場合、通常、約10K/minである。硬化とは対照的に、焼戻し中の加熱及び冷却速度は重要ではない。焼戻しによって、脆性マルテンサイトは、炭素の拡散によって緩和する。例えばV、Cr及びMoと一緒に、これは、「焼戻し炭化物」として知られるものを形成する。これは、靭性を高める。同時に、鋼材料の強度及び硬度は、これらの性質が炭化物形成によって再度高められるので、わずかしか減少しない。   After curing, tempering can be performed, and the semifinished product is kept at the respective tempering temperature, typically 450-550 ° C., for 90 minutes, for example. The tempering conditions are determined in a manner known per se, depending on the respective curing temperature and the desired hardness level, ie the desired strength selected. The heating and cooling rates are usually about 10 K / min for tempering. In contrast to curing, the rate of heating and cooling during tempering is not critical. By tempering, brittle martensite is relaxed by diffusion of carbon. For example, together with V, Cr and Mo, this forms what is known as "tempered carbide". This increases toughness. At the same time, the strength and hardness of the steel material is only slightly reduced as these properties are increased again by carbide formation.

通常、こうした合金系においては狭い温度範囲(約450〜650℃の間の約50℃)が存在するので、これは二次硬度最大値と称される。というのは、これよりも低い又は高い温度は硬度の低下を招くからである。   Usually, there is a narrow temperature range (about 50 ° C. between about 450-650 ° C.) in such alloy systems, so this is called the secondary hardness maximum. This is because lower or higher temperatures cause a decrease in hardness.

本発明に係る鋼材料及びそれから製造される部品の実際の製造に上記一般的手順を用いて、円柱状半完成製品を本発明に係る4種の鋼材料V10a〜V10dから製造した。   Using the above general procedure for the actual production of the steel material according to the invention and the parts produced therefrom, cylindrical semi-finished products were produced from the four steel materials V10a to V10d according to the invention.

鋼材料V10a、V10b、V10c及びV10dの鋼マトリックスはそれぞれ(重量%で)2.5%のC、0.9%のSi、0.9%のMn、4.5%のCr、1.2%のMo及び10.0%のV、残りの鉄及び不可避不純物を含んだ。さらに、TiC5重量%を鋼材料V10aと合金化し、TiC10.0重量%を鋼材料V10bと合金化し、TiC15重量%を鋼材料V10cと合金化し、TiC20重量%を鋼材料V10dと合金化した。   The steel matrices of the steel materials V10a, V10b, V10c and V10d have 2.5% C, 0.9% Si, 0.9% Mn, 4.5% Cr, 1.2% (by weight), respectively. % Mo and 10.0% V, the balance of iron and unavoidable impurities. Further, 5% by weight of TiC was alloyed with steel material V10a, 10.0% by weight of TiC was alloyed with steel material V10b, 15% by weight of TiC was alloyed with steel material V10c, and 20% by weight of TiC was alloyed with steel material V10d.

以下を表2に示す。オーステナイト化温度AT、後続の熱処理ステップの前に存在する硬度HRC(「HRC_v」)、焼戻しが行われた場合、焼戻し温度ST及び焼戻し時間St、又は軟化焼鈍が行われた場合、均熱温度WT及び均熱焼鈍時間Wt、前の熱処理ステップ後の硬度HRC(「HRC_n」)、並びに試料V1〜V8の密度ρ。   The following is shown in Table 2. Austenitizing temperature AT, hardness HRC (“HRC_v”) present before subsequent heat treatment step, tempering temperature ST and tempering time St if tempering has been performed, or soaking temperature WT if soft annealing has been performed. And the soaking time Wt, the hardness HRC after the previous heat treatment step (“HRC_n”), and the density ρ of the samples V1 to V8.

それぞれのオーステナイト化温度ATへの加熱を真空乾燥機で行った。そこで、試料V1〜V8をオーステナイト化温度ATにオーステナイト化時間At保持した。続いて、試料を真空乾燥機中で圧力3.5バールで施されたガス状窒素にさらして室温に冷却した。   Heating to each austenitizing temperature AT was performed by a vacuum dryer. Therefore, the samples V1 to V8 were kept at the austenitizing temperature AT at the austenitizing time At. Subsequently, the sample was cooled to room temperature by exposing it to gaseous nitrogen applied at a pressure of 3.5 bar in a vacuum dryer.

硬化後、試料1〜8を焼戻し又は焼鈍処理に供した。焼戻し処理においては、試料1、3、5、7を焼戻し温度STに焼戻し期間St保持した。この焼戻し処理を2回行って、最適な焼戻し結果を得た。   After curing, samples 1 to 8 were subjected to tempering or annealing treatment. In the tempering process, samples 1, 3, 5, and 7 were kept at the tempering temperature ST for the tempering period St. This tempering treatment was performed twice to obtain an optimal tempering result.

軟化焼鈍中、試料2、4、6、8を焼鈍温度WTで時間Wt保持した。焼鈍時間終了後、乾燥機のスイッチを切り、スイッチを切った乾燥機中で試料2、4、6、8を室温に徐冷した。   During the soft annealing, Samples 2, 4, 6, and 8 were held at the annealing temperature WT for a time Wt. After the end of the annealing time, the dryer was turned off, and the samples 2, 4, 6, and 8 were gradually cooled to room temperature in the turned-off dryer.

Figure 2020501027
Figure 2020501027

Claims (15)

粉末冶金によって製造され、(重量%で)以下のように構成される鋼マトリックスを有する、鋼材料であって、
C:1.5〜5.0%
Si:0.3〜2.0%、
Mn:0.3〜2.0%、
P:0〜<0.035%
S:0〜<0.35%、
N:0〜<0.1%、
Cr:3.0〜15.0%、
Mo:0.5〜2.0%、
V:6.0〜18.0%、
それぞれ場合によっては群「Nb、Ni、Co、W」からの1種以上の元素、ここで、Ni、Co及びWの含有量はそれぞれ最大1.0%であり、Nbの含有量は最大2.0%である、
残りの鉄及び不可避不純物、
ここで、含有量2.5〜30重量%の個々に添加された硬質材料粒子が前記鋼マトリックス中に埋め込まれた、
鋼材料。
A steel material produced by powder metallurgy and having a steel matrix (in% by weight) configured as follows:
C: 1.5-5.0%
Si: 0.3-2.0%,
Mn: 0.3-2.0%,
P: 0 to <0.035%
S: 0 to <0.35%,
N: 0 to <0.1%,
Cr: 3.0 to 15.0%,
Mo: 0.5 to 2.0%,
V: 6.0-18.0%,
In each case one or more elements from the group “Nb, Ni, Co, W”, wherein the content of Ni, Co and W is each up to 1.0% and the content of Nb is up to 2% 0.0%,
Remaining iron and unavoidable impurities,
Wherein individually added hard material particles with a content of 2.5 to 30% by weight are embedded in said steel matrix,
Steel material.
最高8.0重量%のCr含有量において、最大偏差が最大0.2重量%の前記鋼マトリックスのC含有量が目標量%C目標に対応し、%C目標=0.2×%V+0.4重量%であり、%Vが前記鋼マトリックスのそれぞれのV含有量を表すことを特徴とする、請求項1に記載の鋼材料。 At a Cr content of up to 8.0% by weight, the C content of the steel matrix with a maximum deviation of at most 0.2% by weight corresponds to the target amount% C target ,% C target = 0.2 ×% V + 0. 2. The steel material according to claim 1, wherein the steel material is 4% by weight, wherein% V represents the respective V content of the steel matrix. 少なくとも11.0重量%のCr含有量において、最大偏差が最大0.2重量%の前記鋼マトリックスのC含有量が目標量%C目標に対応し、%C=(0.2×%V+0.4重量%)×1.3であり、%Vが前記鋼マトリックスのそれぞれのV含有量を表すことを特徴とする、請求項1に記載の鋼材料。 At a Cr content of at least 11.0% by weight, the C content of the steel matrix with a maximum deviation of at most 0.2% by weight corresponds to the target amount% C target ,% C = (0.2 ×% V + 0. Steel material according to claim 1, characterized in that it is 4% by weight) x 1.3, wherein% V represents the respective V content of the steel matrix. 8重量%を超え11重量%未満のCr含有量において、前記鋼マトリックスのC含有量が、請求項2及び3に従って求められる%C目標含有量の間にあることを特徴とする、請求項1に記載の鋼材料。 4. The steel matrix according to claim 1, wherein at a Cr content of more than 8% by weight and less than 11% by weight, the C content of the steel matrix lies between the% C target contents determined according to claims 2 and 3. The steel material according to the above. そのSi含有量が少なくとも0.7重量%又は最大1.5重量%であることを特徴とする、請求項1〜4の何れか一項に記載の鋼材料。   5. The steel material according to claim 1, wherein the Si content is at least 0.7% by weight or at most 1.5% by weight. そのMn含有量が少なくとも0.7重量%又は最大1.5重量%であることを特徴とする、請求項1〜5の何れか一項に記載の鋼材料。   6. The steel material according to claim 1, wherein the Mn content is at least 0.7% by weight or at most 1.5% by weight. そのS含有量が少なくとも0.035重量%であることを特徴とする、請求項1〜6の何れか一項に記載の鋼材料。   The steel material according to any one of claims 1 to 6, wherein the S content is at least 0.035% by weight. そのMo含有量が少なくとも0.9重量%又は最大1.5重量%であることを特徴とする、請求項1〜7の何れか一項に記載の鋼材料。   8. The steel material according to claim 1, wherein the Mo content is at least 0.9% by weight or at most 1.5% by weight. 群「Ni、Co、W」からの1種以上の元素の存在下で、以下がそれぞれの元素Ni、Co又はWの含有量(重量%)に当てはまることを特徴とする、請求項1〜8の何れか一項に記載の鋼材料。
Ni:0.2〜0.4%、
Co:0.3〜0.5%、
W:0.3〜0.5%。
9. In the presence of one or more elements from the group "Ni, Co, W", the following applies to the content (% by weight) of the respective elements Ni, Co or W. The steel material according to any one of the above.
Ni: 0.2-0.4%,
Co: 0.3-0.5%,
W: 0.3-0.5%.
前記硬質材料粒子がTiC粒子であることを特徴とする、請求項1〜9の何れか一項に記載の鋼材料。   The steel material according to any one of claims 1 to 9, wherein the hard material particles are TiC particles. 前記硬質材料粒子が最大50μmのD50粒径で存在することを特徴とする、請求項1〜10の何れか一項に記載の鋼材料。   The steel material according to claim 1, wherein the hard material particles are present with a D50 particle size of at most 50 μm. 請求項1〜11の何れか一項に従って得られた鋼を含む部品を製造する方法であって、以下のステップ、すなわち、
a)(重量%で)1.5〜5.0%のC、0.3〜2.0%のSi、0.3〜2.0%のMn、<0.035%のP、<0.35%のS、<0.1%のN、3.0〜15.0%のCr、0.5〜2.0%のMo、6.0〜18.0%のV、それぞれ場合によっては群「Nb、Ni、Co、W」からの1種以上の元素を含み、Ni、Co及びWの含有量がそれぞれ最大1.0%であり、Nbの含有量が最大2.0%であり、残りが鉄及び不可避不純物である、鋼合金粉末が調製される、
b)得られる鋼合金粉末と硬質材料粒子の混合物中の硬質材料粒子の含有量が2.5〜30重量%であるという条件で、前記鋼合金粉末が硬質材料粒子と混合される、
c)場合によっては、前記鋼合金粉末又は前記鋼合金粉末と硬質材料の混合物が乾燥される、
d)前記鋼合金粉末又は前記鋼合金粉末と硬質材料の混合物から、固体半完成製品が焼結プロセス、特に熱間静水圧プレス、又は付加プロセスによって形成される、
e)生成した半完成製品が前記部品に加工される、
を含む方法。
A method for producing a part comprising steel obtained according to any one of claims 1 to 11, comprising the following steps:
a) 1.5-5.0% C (by weight), 0.3-2.0% Si, 0.3-2.0% Mn, <0.035% P, <0 0.35% S, <0.1% N, 3.0-15.0% Cr, 0.5-2.0% Mo, 6.0-18.0% V, each optionally Contains one or more elements from the group "Nb, Ni, Co, W", wherein the content of Ni, Co and W is at most 1.0% each, and the content of Nb is at most 2.0%. Yes, the balance is iron and unavoidable impurities, steel alloy powder is prepared,
b) the steel alloy powder is mixed with the hard material particles provided that the content of the hard material particles in the resulting mixture of the steel alloy powder and the hard material particles is 2.5 to 30% by weight;
c) optionally, drying the steel alloy powder or a mixture of the steel alloy powder and a hard material;
d) from the steel alloy powder or a mixture of the steel alloy powder and the hard material, a solid semi-finished product is formed by a sintering process, in particular a hot isostatic pressing, or an additional process;
e) the resulting semi-finished product is processed into said parts;
A method that includes
前記作用ステップa)で前記鋼合金粉末の合金構成成分がそれぞれ粉末形態で供給され、前記鋼合金粉末中に混合されることを特徴とする、請求項12に記載の方法。   13. The method according to claim 12, characterized in that in step a) the alloying components of the steel alloy powder are each supplied in powder form and mixed into the steel alloy powder. 仕上げ(ステップe))が、前記半完成製品の材料除去機械加工を含むことを特徴とする、請求項12又は13に記載の方法。   14. The method according to claim 12, wherein finishing (step e)) comprises material removal machining of the semi-finished product. 実際の使用において高い加速度又は速度を含む移動を行う、請求項1〜11の何れか一項に従って得られた鋼材料から製造された部品。   A part manufactured from a steel material obtained according to any one of claims 1 to 11, which carries out movements involving high accelerations or velocities in practical use.
JP2019547782A 2016-11-22 2017-11-21 Powder metallurgically produced steel material comprising hard material particles, a method for producing parts from such steel material, and parts produced from steel material Withdrawn JP2020501027A (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP16200060.8A EP3323902B1 (en) 2016-11-22 2016-11-22 Steel material containing hard particles prepared by powder metallurgy, method for producing a component from such a steel material and component produced from the steel material
EP16200060.8 2016-11-22
PCT/EP2017/079968 WO2018095928A1 (en) 2016-11-22 2017-11-21 Powder metallurgy produced steel material containing hard material particles, method for producing a component from said type of steel material and component produced from the steel material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020501027A true JP2020501027A (en) 2020-01-16

Family

ID=57421637

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019547782A Withdrawn JP2020501027A (en) 2016-11-22 2017-11-21 Powder metallurgically produced steel material comprising hard material particles, a method for producing parts from such steel material, and parts produced from steel material

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20200190638A1 (en)
EP (1) EP3323902B1 (en)
JP (1) JP2020501027A (en)
WO (1) WO2018095928A1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109402488A (en) * 2018-10-29 2019-03-01 宁波科森净化器制造有限公司 A kind of tail gas converter shell
EP3733326A1 (en) 2019-04-30 2020-11-04 Deutsche Edelstahlwerke Specialty Steel GmbH & Co. KG Method for producing a steel component with an additive production method
CN111438356B (en) * 2020-04-13 2022-02-22 河北晟华新材料科技有限公司 Titanium-aluminum target material for physical vapor deposition and preparation method thereof
CN114318164B (en) * 2021-03-22 2023-01-20 武汉钜能科技有限责任公司 Wear-resistant corrosion-resistant tool steel
KR20240047123A (en) * 2022-10-04 2024-04-12 현대자동차주식회사 Sintered material for aluminum die casting and manufacturing method thereof

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4249945A (en) 1978-09-20 1981-02-10 Crucible Inc. Powder-metallurgy steel article with high vanadium-carbide content
US4880461A (en) * 1985-08-18 1989-11-14 Hitachi Metals, Ltd. Super hard high-speed tool steel
JPH03126844A (en) * 1989-10-12 1991-05-30 Sumitomo Metal Ind Ltd Steel for hot roll having excellent wear resistance
US5238482A (en) * 1991-05-22 1993-08-24 Crucible Materials Corporation Prealloyed high-vanadium, cold work tool steel particles and methods for producing the same
US5679908A (en) 1995-11-08 1997-10-21 Crucible Materials Corporation Corrosion resistant, high vanadium, powder metallurgy tool steel articles with improved metal to metal wear resistance and a method for producing the same

Also Published As

Publication number Publication date
EP3323902A1 (en) 2018-05-23
US20200190638A1 (en) 2020-06-18
EP3323902B1 (en) 2021-09-15
WO2018095928A1 (en) 2018-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2020143380A (en) Wear resistant alloy
JP2020501027A (en) Powder metallurgically produced steel material comprising hard material particles, a method for producing parts from such steel material, and parts produced from steel material
US4249945A (en) Powder-metallurgy steel article with high vanadium-carbide content
KR101520208B1 (en) Case hardening steel, method for producing same, and mechanical structural part using case hardening steel
EP3150735B1 (en) Hot work tool material and method for manufacturing hot work tool
KR100909922B1 (en) Cold work steel
JP4703005B2 (en) Steel, use of the steel, product made of the steel and method for producing the steel
JP5045972B2 (en) High speed steel manufactured by powder metallurgy
KR102417003B1 (en) Cold work tool steel
JP4517172B2 (en) Hard tool steel and powder metallurgy steel
CN109763077B (en) High-hardness high-wear-resistance high-speed steel and preparation method thereof
KR20140064953A (en) A roll for hot rolling
TW201814067A (en) Hot work tool steel
JP6710484B2 (en) Powder high speed tool steel
US20190185976A1 (en) Steel Material That is Produced via Powder Metallurgy, Method for Producing a Component from Such a Steel Material and Component Produced from the Steel Material
JP5121276B2 (en) High-speed steel alloy composite products
EP1218560A1 (en) Steel material, its use and its manufacture
JP6096040B2 (en) Powdered high-speed tool steel with excellent high-temperature tempering hardness
KR102356521B1 (en) Uniform steel alloys and tools
JP5121275B2 (en) High toughness high speed steel sintered alloy
JPH0143017B2 (en)
TWI658154B (en) Cold work tool steel
KR100316342B1 (en) high speed steel produced by powder metallurgy
TW202336246A (en) A wear resistant alloy
KR100299463B1 (en) A method of manufacturing cold work tool steel with superior toughness and wear resistance

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20190801

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190719

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7426

Effective date: 20190801

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200316

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20200409