JP2021095606A - 軟化抵抗性及び窒化特性に優れた高強度熱間工具鋼 - Google Patents
軟化抵抗性及び窒化特性に優れた高強度熱間工具鋼 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021095606A JP2021095606A JP2019227375A JP2019227375A JP2021095606A JP 2021095606 A JP2021095606 A JP 2021095606A JP 2019227375 A JP2019227375 A JP 2019227375A JP 2019227375 A JP2019227375 A JP 2019227375A JP 2021095606 A JP2021095606 A JP 2021095606A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hardness
- present
- nitriding
- softening resistance
- difference
- 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.)
- Pending
Links
- 229910001315 Tool steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 10
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 title abstract description 38
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 27
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 27
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 18
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 15
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 11
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 5
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 M 2 C type Chemical class 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 229910000746 Structural steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
【課題】軟化抵抗性と窒化特性に優れた高強度熱間工具鋼の提供。【解決手段】化学成分が質量%で、C:0.30〜0.50%、Si:0.20〜1.20%、Mn:0.30〜1.00%、Cr:3.80〜5.50%、Mo:1.00〜2.30%、W:0.80〜2.40%、V:0.10〜0.80%を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなり、かつ式(1)のAの値と式(2)のBの値がA/B≦4.3、式(3)がH≦7.0であることを特徴とする高強度熱間工具鋼。ただしA=−2.5+19.3×C−0.52×Si+3.2×Mn+0.61×Cr−0.72×Mo−3.5×V−0.15×W・・・(式1)、B=0.41−2.2×C+0.31×Si−1.37×Mn−0.39×Cr+1.33×Mo+2.3×V+0.78×W・・・(式2)、H=0.01+4.98×C+0.31×Mn+0.33×Cr+1.32×Mo−1.75×V+0.66×W・・・(式3)【選択図】 なし
Description
本発明は、軟化抵抗性及び窒化特性に優れた熱間工具鋼に関する。
熱間で使用される金型材料において、高温の被加工材との接触や摺動による、金型表面の軟化、摩耗を防ぐために高い軟化抵抗性、すなわち高温強度が求められている。これまで、このような環境ではJIS−SKD61種が広く使用されているが、近年の各種部材の高強度・軽量化のニーズの高まりにより、過酷化した金型の使用環境においてはJIS−SKD61種の軟化抵抗性では不十分である。また、熱間で使用される金型において、これに耐える強度を付与するために窒化処理により、金型表面部を硬化して使用する方法が広く普及している。
合金元素添加量及び、焼入時の未固溶炭化物量を制御することで、熱間加工用の金型鋼の強度を確保する方法が提案されている(特許文献1参照。)。
しかし、この提案の方法では、焼戻し時に、軟化抵抗性を向上させるM2C型、M6C型、あるいはMC型などの析出炭化物が充分に析出せず、軟化抵抗性が低くなる問題がある。
しかし、この提案の方法では、焼戻し時に、軟化抵抗性を向上させるM2C型、M6C型、あるいはMC型などの析出炭化物が充分に析出せず、軟化抵抗性が低くなる問題がある。
また、窒化層の硬さと厚さを制限することで耐ヒートクラック性を向上させる鋼が提案されている(特許文献2参照。)。
しかし、この提案の鋼では、母材硬度と化合物層の硬度差が大きいため、窒化層の密着性が低く、窒化層が剥離しやすくなる問題がある。
しかし、この提案の鋼では、母材硬度と化合物層の硬度差が大きいため、窒化層の密着性が低く、窒化層が剥離しやすくなる問題がある。
本発明が解決しようとする課題は、合金元素添加量の最適化により、焼戻し時の析出炭化物を制御することで、軟化抵抗性を確保し、母材硬度と化合物層の高度差を抑えることで窒化層の剥離を抑えた、窒化特性に優れた高強度熱間工具鋼を提供することである。
本発明の課題を解決する手段は、化学成分が質量%で、C:0.30〜0.50%、Si:0.20〜1.20%、Mn:0.30〜1.00%、Cr:3.80〜5.50%、Mo:1.00〜2.30%、W:0.80〜2.40%、V:0.10〜0.80%を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなり、かつ式(1)のAの値と式(2)のBの値がA/B≦4.3であって、さらに式(3)がH≦7.0であることを特徴とする高強度熱間工具鋼である。
ただし、式(1)〜(3)は以下のとおりである。
A=−2.5+19.3×C−0.52×Si+3.2×Mn+0.61×Cr−0.72×Mo−3.5×V−0.15×W・・・(式1)
B=0.41−2.2×C+0.31×Si−1.37×Mn−0.39×Cr+1.33×Mo+2.3×V+0.78×W・・・(式2)
H=0.01+4.98×C+0.31×Mn+0.33×Cr+1.32×Mo−1.75×V+0.66×W・・・(式3)
なお、各式の元素記号には各元素の化学成分の量(質量%)を代入する。
A=−2.5+19.3×C−0.52×Si+3.2×Mn+0.61×Cr−0.72×Mo−3.5×V−0.15×W・・・(式1)
B=0.41−2.2×C+0.31×Si−1.37×Mn−0.39×Cr+1.33×Mo+2.3×V+0.78×W・・・(式2)
H=0.01+4.98×C+0.31×Mn+0.33×Cr+1.32×Mo−1.75×V+0.66×W・・・(式3)
なお、各式の元素記号には各元素の化学成分の量(質量%)を代入する。
本発明の鋼は、A/Bの値が4.3以下であるので、焼戻し時に、軟化抵抗性を向上させるM2C型、M6C型、あるいはMC型などの析出炭化物を充分に析出するため、初期硬さが48HRCの場合、600℃で30時間加熱保持した際のHRC硬度低下量が12HRC以下となるなど、軟化抵抗性に優れている。さらに、H≦7.0であるので、窒化後の母材硬度と化合物層の硬度差が600HV以下となり、窒化層が剥離しづらく、本発明の鋼は、窒化特性に優れた高強度熱間工具鋼ともなっている。
本発明の実施するための形態を記載するに先立って、本発明における化学成分についての限定理由及び各式に基づく値の範囲を規定する理由について詳述する。なお、%は質量%である。
C:0.30〜0.50%
Cは、本発明鋼のすぐれた焼入性、焼もどし硬さ、および高温硬さを維持し、またW、Mo、V、Crなどの炭化物形成元素と結合して炭化物を形成し、結晶粒の微細化効果、耐摩耗性、焼もどし軟化抵抗、高温硬さを与えるために添加するものである。そのためには、Cは0.30%以上が必要である。しかし、多すぎると過度の炭化物の析出を招き靭性を低下させる。そこで、Cは0.30〜0.50%とし、望ましくは0.35〜0.45%する。
Cは、本発明鋼のすぐれた焼入性、焼もどし硬さ、および高温硬さを維持し、またW、Mo、V、Crなどの炭化物形成元素と結合して炭化物を形成し、結晶粒の微細化効果、耐摩耗性、焼もどし軟化抵抗、高温硬さを与えるために添加するものである。そのためには、Cは0.30%以上が必要である。しかし、多すぎると過度の炭化物の析出を招き靭性を低下させる。そこで、Cは0.30〜0.50%とし、望ましくは0.35〜0.45%する。
Si:0.20〜1.20%
Siは、脱酸剤としておよび基地の硬さを得るために必要な元素であり、さらに切削時に、工具表面に付着して酸化皮膜を形成し、工具の焼付きを抑制する元素である。そのためには、Siは0.20%以上が必要である。しかし、多すぎると、固溶強化が進み、靭性が悪化する。そこで、Siは0.20〜1.20%とし、望ましくは0.25〜1.10%とする。
Siは、脱酸剤としておよび基地の硬さを得るために必要な元素であり、さらに切削時に、工具表面に付着して酸化皮膜を形成し、工具の焼付きを抑制する元素である。そのためには、Siは0.20%以上が必要である。しかし、多すぎると、固溶強化が進み、靭性が悪化する。そこで、Siは0.20〜1.20%とし、望ましくは0.25〜1.10%とする。
Mn:0.30〜1.00%
Mnは、脱酸剤としておよび焼入性を得るために必要な元素である。そのためには、Mnは0.30%以上が必要である。しかし、多すぎるとA1変態点を過度に低下させ、焼なまし硬さを過度に高くし、被切削性を低下させる。そこで、Mnは0.30〜1.00%とし、望ましくは0.40〜0.70%とする。
Mnは、脱酸剤としておよび焼入性を得るために必要な元素である。そのためには、Mnは0.30%以上が必要である。しかし、多すぎるとA1変態点を過度に低下させ、焼なまし硬さを過度に高くし、被切削性を低下させる。そこで、Mnは0.30〜1.00%とし、望ましくは0.40〜0.70%とする。
Cr:3.80〜5.50%
Crは、焼もどし軟化抵抗および高温強度の向上、Cと結合して炭化物を形成することによる耐摩耗性の向上、焼入性の向上、窒素と結びつくことによる窒化物の形成に必要な元素である。そのためには、Crは3.80%以上が必要である。しかし、多すぎると粗大な炭化物を形成して靭性および軟化抵抗性を悪化させる。そこで、Crは3.80〜5.50%とし、望ましくは3.90〜5.0%とする。
Crは、焼もどし軟化抵抗および高温強度の向上、Cと結合して炭化物を形成することによる耐摩耗性の向上、焼入性の向上、窒素と結びつくことによる窒化物の形成に必要な元素である。そのためには、Crは3.80%以上が必要である。しかし、多すぎると粗大な炭化物を形成して靭性および軟化抵抗性を悪化させる。そこで、Crは3.80〜5.50%とし、望ましくは3.90〜5.0%とする。
Mo:1.00〜2.30%
Moは、鋼の焼入性と焼戻し軟化抵抗を向上させて、靭性と高温強度を高める作用を有する。そのためには、Moは1.00%以上が必要である。しかし、多すぎると靭性の低下をきたす。そこで、Moは1.00〜2.30%とし、望ましくは1.30〜2.20%とする。
Moは、鋼の焼入性と焼戻し軟化抵抗を向上させて、靭性と高温強度を高める作用を有する。そのためには、Moは1.00%以上が必要である。しかし、多すぎると靭性の低下をきたす。そこで、Moは1.00〜2.30%とし、望ましくは1.30〜2.20%とする。
W:0.80〜2.40%
Wは、軟化抵抗性と靭性を高める作用を有する。そのためには、Wは0.80%以上が必要である。しかし、多すぎると靭性を悪化させる。そこで、Wは0.80〜2.40%とし、望ましくは0.90〜2.20%とする。
Wは、軟化抵抗性と靭性を高める作用を有する。そのためには、Wは0.80%以上が必要である。しかし、多すぎると靭性を悪化させる。そこで、Wは0.80〜2.40%とし、望ましくは0.90〜2.20%とする。
V:0.10〜0.80%
Vは焼戻時に微細で硬質なMC型の炭化物、窒化物、炭窒化物を析出し、高温強度や耐摩耗性に寄与し、また、焼入時には微細な炭化物および炭窒化物が結晶粒の粗大化を抑制し、靭性の低下を抑制する。そのためには、Vは0.10%以上が必要である。しかし、多すぎると粗大な炭窒化物を形成し靱性および被削性が悪化する。そこでVは0.10〜0.80%とし、望ましくは0.10〜0.60%とする。
Vは焼戻時に微細で硬質なMC型の炭化物、窒化物、炭窒化物を析出し、高温強度や耐摩耗性に寄与し、また、焼入時には微細な炭化物および炭窒化物が結晶粒の粗大化を抑制し、靭性の低下を抑制する。そのためには、Vは0.10%以上が必要である。しかし、多すぎると粗大な炭窒化物を形成し靱性および被削性が悪化する。そこでVは0.10〜0.80%とし、望ましくは0.10〜0.60%とする。
A=−2.5+19.3×C−0.52×Si+3.2×Mn+0.61×Cr−0.72×Mo−3.5×V−0.15×W・・・(式1)及び式B=0.41−2.2×C+0.31×Si−1.37×Mn−0.39×Cr+1.33×Mo+2.3×V+0.78×W・・・(式2)で求められるA/Bの値が、A/B≦4.3であること。
Aの値は軟化抵抗性を低下させる炭化物であるM7C3及びM23C6から成るCr系炭化物相の析出しやすさを示す指標である。Bの値は軟化抵抗性を向上させる炭化物であるM2C、M6C、MCから成るMoやV系の炭化相の析出しやすさを示す指標である。A/Bが4.3よりも大きいと軟化抵抗性を低下させるCr系炭化物であるM7C3やM23C6が多く生じるようになる。そこで、軟化抵抗性を向上させるために、A/Bは4.3以下とする。
Aの値は軟化抵抗性を低下させる炭化物であるM7C3及びM23C6から成るCr系炭化物相の析出しやすさを示す指標である。Bの値は軟化抵抗性を向上させる炭化物であるM2C、M6C、MCから成るMoやV系の炭化相の析出しやすさを示す指標である。A/Bが4.3よりも大きいと軟化抵抗性を低下させるCr系炭化物であるM7C3やM23C6が多く生じるようになる。そこで、軟化抵抗性を向上させるために、A/Bは4.3以下とする。
H=0.01+4.98×C+0.31×Mn+0.33×Cr+1.32×Mo−1.75×V+0.66×・・・(式3)で求められるHの値が、H≦7.0であること。
Hの値は窒化後の母材硬度と化合物相の硬度差を示す指標であり、Hが7.0よりも大きいと窒化後の母材硬度と化合物層の硬度差が大きいため、窒化層の密着性が低くなり、窒化層が剥離しやすくなる。そこで、窒化特性を向上させるために、Hは7.0以下とする。
Hの値は窒化後の母材硬度と化合物相の硬度差を示す指標であり、Hが7.0よりも大きいと窒化後の母材硬度と化合物層の硬度差が大きいため、窒化層の密着性が低くなり、窒化層が剥離しやすくなる。そこで、窒化特性を向上させるために、Hは7.0以下とする。
表1に記載する本発明例のNo.1〜20と比較例のNo.21〜37の各化学成分からなる鋼の100kgを真空誘導溶解炉にて溶製し、これらの溶製した鋼を縦60mm、横60mmの角材に鍛伸し、次いで砂に埋めて徐冷した。
その後870℃に加熱後2時間保持し、600℃まで20℃/hで冷却、その後空冷する焼なまし処理を行った。
さらに、1030℃に加熱して油冷する焼入れ処理を行い、その後500〜650℃に加熱し、空冷を2回以上繰り返す焼戻処理を行い、硬さを48HRCに調質した。
その後870℃に加熱後2時間保持し、600℃まで20℃/hで冷却、その後空冷する焼なまし処理を行った。
さらに、1030℃に加熱して油冷する焼入れ処理を行い、その後500〜650℃に加熱し、空冷を2回以上繰り返す焼戻処理を行い、硬さを48HRCに調質した。
軟化抵抗性は、焼入れ焼戻し試料の中周部より縦15mm、横15mm、長さ15mmを割出し、この割出した試験片を600℃で30時間加熱保持した後、空冷し、硬さを測定した。
軟化抵抗性は初期硬さからの硬度差、すなわち48HRCから600℃で30時間加熱保持した後のHRC硬度を引いた値で評価した。熱間工具の金型として広く使用されるSKD61の場合は硬度差が12HRCであるから、硬度差が12HRC未満の場合は、本発明の熱間工具鋼は、高い軟化抵抗性があると判断して○、12HRC以上の場合は、軟化抵抗性が低いと判断して×と評価し、これらを表2に示した。
軟化抵抗性は初期硬さからの硬度差、すなわち48HRCから600℃で30時間加熱保持した後のHRC硬度を引いた値で評価した。熱間工具の金型として広く使用されるSKD61の場合は硬度差が12HRCであるから、硬度差が12HRC未満の場合は、本発明の熱間工具鋼は、高い軟化抵抗性があると判断して○、12HRC以上の場合は、軟化抵抗性が低いと判断して×と評価し、これらを表2に示した。
窒化特性は、焼入れ焼戻し試料の中周部より縦15mm、横15mm、長さ15mmを割出し、この割出した試験片に窒化処理を行い、窒化処理後の表面硬さと表面から300μm内部の硬さの硬度差で評価した。
なお、試験片の窒化処理条件は、窒化方法:ガス窒化、NH3:H2:N2比=0.16(16.2kPa):0.74(75.0kPa):0.10(10.1kPa)、処理温度:580℃、処理時間:2時間で行った。
窒化後の表面硬さと300μm内部の硬さとの硬度差が600HV未満の場合は、高い窒化特性があると判断して○、600HV以上の場合は窒化特性が低いと判断して×と評価し、これらを表2に示した。
なお、試験片の窒化処理条件は、窒化方法:ガス窒化、NH3:H2:N2比=0.16(16.2kPa):0.74(75.0kPa):0.10(10.1kPa)、処理温度:580℃、処理時間:2時間で行った。
窒化後の表面硬さと300μm内部の硬さとの硬度差が600HV未満の場合は、高い窒化特性があると判断して○、600HV以上の場合は窒化特性が低いと判断して×と評価し、これらを表2に示した。
表1の本発明鋼のNo.1〜20は、いずれも表2の、初期硬さと600℃で30時間加熱保持した後、空冷した際の硬さとの差が12HRC未満であり、窒化後の表面硬さと内部硬さとの差が600HV以下であるので、軟化抵抗性及び窒化特性に優れた高強度熱間工具鋼となっている。
以上の本発明鋼に対して、比較鋼のNo.21は、表1のCが0.21%で本発明の下限値よりもやや少なく、A/Bの値が7.39で、これは本発明の上限値よりも高く、表2に示すように、初期硬さと600℃で30時間加熱保持した後、空冷した際の硬さとの差が12HRC以上であり、軟化抵抗性が×である。
比較鋼のNo.22は、表1のCが0.58% で本発明の上限値よりもやや多く、Hの値が8.20で、これは本発明の上限値よりも高く、表2に示すように、窒化後の表面硬さと300μm内部の硬さとの硬度差が600HV以上であり、窒化特性が×である。
比較鋼のNo.23は、表1のSiが0.08%で本発明の下限値よりもやや少なく、A/Bの値が6.39で、これは本発明の上限値よりも高く、表2に示すように、初期硬さと600℃で30時間加熱保持した後、空冷した際の硬さとの差が12HRC以上であり、軟化抵抗性が×である。
比較鋼のNo.24は、表1のSiが1.29%で本発明の上限値よりもやや多く、A/Bの値が5.08で、これは本発明の上限値よりも高く、Hの値が7.06で、これは本発明の上限値よりも高く、表2に示すように、初期硬さと600℃で30時間加熱保持した後、空冷した際の硬さとの差が12HRC以上であり、軟化抵抗性が×で、窒化後の表面硬さと300μm内部の硬さとの硬度差が600HV以上であり、窒化特性が×である。
比較鋼のNo.25は、表1のMnが0.21%で本発明の下限値よりもやや少なく、A/Bの値が6.74で、これは本発明の上限値よりも高く、表2に示すように、初期硬さと600℃で30時間加熱保持した後、空冷した際の硬さとの差が12HRC以上であり、軟化抵抗性が×である。
比較鋼のNo.26は、表1のMnが1.09%で本発明の上限値よりもやや多く、A/Bの値が5.95で、これは本発明の上限値よりも高く、Hの値が7.13で、これは本発明の上限値よりも高く、表2に示すように、初期硬さと600℃で30時間加熱保持した後、空冷した際の硬さとの差が12HRC以上であり、軟化抵抗性が×で、窒化後の表面硬さと300μm内部の硬さとの硬度差が600HV以上であり、窒化特性が×である。
比較鋼のNo.27は、表1のCrが3.69%で本発明の下限値よりもやや少なく、A/Bの値が4.80で、これは本発明の上限値よりも高く、表2に示すように、初期硬さと600℃で30時間加熱保持した後、空冷した際の硬さとの差が12HRC以上であり、軟化抵抗性が×である。
比較鋼のNo.28は、表1のCrが5.60%で本発明の上限値よりもやや多く、A/Bの値が7.05で、これは本発明の上限値よりも高く、表2に示すように、初期硬さと600℃で30時間加熱保持した後、空冷した際の硬さとの差が12HRC以上であり、軟化抵抗性が×である。
比較鋼のNo.29は、表1のMoが0.91%で本発明の下限値よりもやや少なく、A/Bの値が8.64で、これは本発明の上限値よりも高く、表2に示すように、初期硬さと600℃で30時間加熱保持した後、空冷した際の硬さとの差が12HRC以上であり、軟化抵抗性が×である。
比較鋼のNo.30は、表1のMoが2.42%で本発明の上限値よりもやや多く、Hの値が7.30で、これは本発明の上限値よりも高く、表2に示すように、窒化後の表面硬さと300μm内部の硬さとの硬度差が600HV以上であり、窒化特性が×である。
比較鋼のNo.31は、表1のWが0.71%で本発明の下限値よりもやや少なく、A/Bの値が8.84で、これは本発明の上限値よりも高く、表2に示すように、初期硬さと600℃で30時間加熱保持した後、空冷した際の硬さとの差が12HRC以上であり、軟化抵抗性が×である。
比較鋼のNo.32は、表1のWが2.49%で本発明の上限値よりもやや多く、Hの値が7.22で、これは本発明の上限値よりも高く、表2に示すように、窒化後の表面硬さと300μm内部の硬さとの硬度差が600HV以上であり、窒化特性が×である。
比較鋼のNo.33は、表1のVが0.02%で本発明の下限値よりもやや少なく、A/Bの値が23.52で、これは本発明の上限値よりも高く、Hの値が7.03で、これは本発明の上限値よりも高く、表2に示すように、初期硬さと600℃で30時間加熱保持した後、空冷した際の硬さとの差が12HRC以上であり、軟化抵抗性が×で、窒化後の表面硬さと300μm内部の硬さとの硬度差が600HV以上であり、窒化特性が×である。
比較鋼のNo.34は、表1のVが0.87%で本発明の上限値よりもやや多く、Hの値が7.16で、これは本発明の上限値よりも高く、表2に示すように、窒化後の表面硬さと300μm内部の硬さとの硬度差が600HV以上であり、窒化特性が×である。
比較鋼のNo.35は、表1のA/Bの値が7.51で、これは本発明の上限値よりも高く、表2に示すように、初期硬さと600℃で30時間加熱保持した後、空冷した際の硬さとの差が12HRC以上であり、軟化抵抗性が×である。
比較鋼のNo.36は、表1のHの値が7.20で、これは本発明の上限値よりも高く、表2に示すように、窒化後の表面硬さと300μm内部の硬さとの硬度差が600HV以上であり、窒化特性が×である。
比較鋼のNo.37は、表1のA/Bの値が9.95で、これは本発明の上限値よりも高く、Hの値が7.02で、これは本発明の上限値よりも高く、表2に示すように、初期硬さと600℃で30時間加熱保持した後、空冷した際の硬さとの差が12HRC以上であり、軟化抵抗性が×で、窒化後の表面硬さと300μm内部の硬さとの硬度差が600HV以上であり、窒化特性が×である。
Claims (1)
- 化学成分が質量%で、
C:0.30〜0.50%、
Si:0.20〜1.20%、
Mn:0.30〜1.00%、
Cr:3.80〜5.50%、
Mo:1.00〜2.30%、
W:0.80〜2.40%、
V:0.10〜0.80%を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなり、
かつ式(1)のAの値と式(2)のBの値がA/B≦4.3であって、さらに式(3)のHの値がH≦7.0であることを特徴とする高強度熱間工具鋼。
ただし、A=−2.5+19.3×C−0.52×Si+3.2×Mn+0.61×Cr−0.72×Mo−3.5×V−0.15×W・・・(式1)
B=0.41−2.2×C+0.31×Si−1.37×Mn−0.39×Cr+1.33×Mo+2.3×V+0.78×W・・・(式2)
H=0.01+4.98×C+0.31×Mn+0.33×Cr+1.32×Mo−1.75×V+0.66×W・・・(式3)
なお、各式の元素記号には各元素の化学成分の量(質量%)を代入する。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019227375A JP2021095606A (ja) | 2019-12-17 | 2019-12-17 | 軟化抵抗性及び窒化特性に優れた高強度熱間工具鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019227375A JP2021095606A (ja) | 2019-12-17 | 2019-12-17 | 軟化抵抗性及び窒化特性に優れた高強度熱間工具鋼 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021095606A true JP2021095606A (ja) | 2021-06-24 |
Family
ID=76430759
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019227375A Pending JP2021095606A (ja) | 2019-12-17 | 2019-12-17 | 軟化抵抗性及び窒化特性に優れた高強度熱間工具鋼 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2021095606A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116516130A (zh) * | 2023-07-05 | 2023-08-01 | 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 | 一种高硬度高冲击韧性Cr-Mo-V系热作模具钢及其制备方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5524931A (en) * | 1978-08-08 | 1980-02-22 | Hitachi Metals Ltd | Tool steel for hot processing |
JPS6380938A (ja) * | 1986-09-24 | 1988-04-11 | Daido Steel Co Ltd | 金型の製造方法 |
JPH06145884A (ja) * | 1992-11-04 | 1994-05-27 | Hitachi Metals Ltd | 耐塑性流動性に優れる熱間加工用金型 |
JP2006213990A (ja) * | 2005-02-07 | 2006-08-17 | Nippon Koshuha Steel Co Ltd | 熱間加工用金型の製造方法 |
JP2012246558A (ja) * | 2011-05-30 | 2012-12-13 | Daido Steel Co Ltd | 窒化処理装置及び断面硬さ分布予測システム |
JP2015193867A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-05 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 高靱性熱間工具鋼 |
-
2019
- 2019-12-17 JP JP2019227375A patent/JP2021095606A/ja active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5524931A (en) * | 1978-08-08 | 1980-02-22 | Hitachi Metals Ltd | Tool steel for hot processing |
JPS6380938A (ja) * | 1986-09-24 | 1988-04-11 | Daido Steel Co Ltd | 金型の製造方法 |
JPH06145884A (ja) * | 1992-11-04 | 1994-05-27 | Hitachi Metals Ltd | 耐塑性流動性に優れる熱間加工用金型 |
JP2006213990A (ja) * | 2005-02-07 | 2006-08-17 | Nippon Koshuha Steel Co Ltd | 熱間加工用金型の製造方法 |
JP2012246558A (ja) * | 2011-05-30 | 2012-12-13 | Daido Steel Co Ltd | 窒化処理装置及び断面硬さ分布予測システム |
JP2015193867A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-05 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 高靱性熱間工具鋼 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116516130A (zh) * | 2023-07-05 | 2023-08-01 | 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 | 一种高硬度高冲击韧性Cr-Mo-V系热作模具钢及其制备方法 |
CN116516130B (zh) * | 2023-07-05 | 2023-10-13 | 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 | 一种高硬度高冲击韧性Cr-Mo-V系热作模具钢及其制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6581782B2 (ja) | 被削性および軟化抵抗性に優れた高靱性熱間工具鋼 | |
JP7252761B2 (ja) | 析出硬化鋼およびその製造 | |
JP5929963B2 (ja) | 鋼の焼入方法 | |
KR100836699B1 (ko) | 금형용 강 | |
JP5804832B2 (ja) | ねじり疲労特性に優れた浸炭用鋼からなる鋼材 | |
JP2021031695A (ja) | 靱性に優れた熱間工具鋼 | |
EP1580290A1 (en) | Cold die steel excellent in characteristic of suppressing dimensional change | |
JP2979987B2 (ja) | 軟窒化用鋼 | |
JP2021095606A (ja) | 軟化抵抗性及び窒化特性に優れた高強度熱間工具鋼 | |
CN111083928B (zh) | 钢板及其制造方法 | |
KR100999676B1 (ko) | 인장강도 및 피로강도가 우수한 밸브스프링용 선재 및 그의제조방법 | |
JP6903507B2 (ja) | 焼入れ性および靱性に優れた熱間工具鋼 | |
JP6096040B2 (ja) | 高温焼戻し硬さに優れた粉末高速度工具鋼 | |
JP2001158937A (ja) | 熱間加工用工具鋼とその製造方法および熱間加工用工具の製造方法 | |
KR101243129B1 (ko) | 고경도 및 고인성 석출경화형 금형강 및 그 제조방법 | |
KR20140087279A (ko) | 우수한 경도와 충격인성을 갖는 냉간공구강 | |
CN114000059B (zh) | 热作工具钢及热作工具 | |
JP7176877B2 (ja) | 耐衝撃性に優れた機械構造用合金鋼 | |
JP3536687B2 (ja) | 高耐食性および高強度を有する低C高Cr合金鋼及びその製造方法 | |
JP3907986B2 (ja) | 冷間加工性と結晶粒度特性に優れた肌焼き鋼の製造方法 | |
JP2795605B2 (ja) | 連続鋳造用ロール材料 | |
KR100262440B1 (ko) | 저온볼.너트용 cr-mo(-b)강재 및 그의 제조방법 | |
KR102601912B1 (ko) | 침탄 기어용 강재 및 그 열처리 방법 | |
KR101605964B1 (ko) | 금형강 및 이의 제조방법 | |
JP4060225B2 (ja) | 快削熱間工具鋼 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20221012 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20231016 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20231017 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20240409 |