JP2636816B2 - 合金工具鋼 - Google Patents
合金工具鋼Info
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- JP2636816B2 JP2636816B2 JP7231779A JP23177995A JP2636816B2 JP 2636816 B2 JP2636816 B2 JP 2636816B2 JP 7231779 A JP7231779 A JP 7231779A JP 23177995 A JP23177995 A JP 23177995A JP 2636816 B2 JP2636816 B2 JP 2636816B2
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高速度工具鋼、冷
間ダイス鋼、熱間ダイス鋼、鋳造用工具などの工具用材
料として利用され、とくに熱間加工性および疲労特性に
優れた合金工具鋼に関するものである。
間ダイス鋼、熱間ダイス鋼、鋳造用工具などの工具用材
料として利用され、とくに熱間加工性および疲労特性に
優れた合金工具鋼に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、合金工具鋼としては、JIS S
KS、SKD、SKT、SKHなどがあり、切削工具、
押出ダイス、引抜ダイス、転造ダイス、線引ダイス、ゲ
ージ、プレス型、ダイカスト型などの広い用途にわたっ
て使用されている。
KS、SKD、SKT、SKHなどがあり、切削工具、
押出ダイス、引抜ダイス、転造ダイス、線引ダイス、ゲ
ージ、プレス型、ダイカスト型などの広い用途にわたっ
て使用されている。
【0003】このような合金工具鋼においては、所望の
形状をなす工具の製作が容易になしうると共に、長寿命
が得られるように、熱間加工性および疲労特性に優れて
いることが要求される。
形状をなす工具の製作が容易になしうると共に、長寿命
が得られるように、熱間加工性および疲労特性に優れて
いることが要求される。
【0004】
【発明の目的】本発明は、上述した要求に鑑みてなされ
たもので、工具用材料としての必要な特性を具備し、と
くに熱間加工性および疲労特性に優れた合金工具鋼を提
供することを目的としている。
たもので、工具用材料としての必要な特性を具備し、と
くに熱間加工性および疲労特性に優れた合金工具鋼を提
供することを目的としている。
【0005】
【発明の構成】本発明は、高速度工具鋼、冷間ダイス
鋼、熱間ダイス鋼、鋳造用工具等々の合金工具鋼におい
て、REM:0.001〜0.60重量%含有させると
共に、S:0.0020重量%以下、O:0.0030
重量%以下、N:0.020重量%以下、Al:0.0
20%重量以下、P:0.020重量%以下に規制した
ことを特徴としている。
鋼、熱間ダイス鋼、鋳造用工具等々の合金工具鋼におい
て、REM:0.001〜0.60重量%含有させると
共に、S:0.0020重量%以下、O:0.0030
重量%以下、N:0.020重量%以下、Al:0.0
20%重量以下、P:0.020重量%以下に規制した
ことを特徴としている。
【0006】本発明の合金工具鋼において、REM含有
量(希土類元素の1種または2種以上の合計量)を0.
001〜0.60重量%としたのは、REMを添加する
ことによって、工具鋼の靭性を向上させ、特に耐衝撃性
を高めることができるためであり、このような効果を得
るために0.001重量%以上添加させた。しかし、多
量に添加すると靭性および加工性を劣化させるので0.
60重量%以下とした。
量(希土類元素の1種または2種以上の合計量)を0.
001〜0.60重量%としたのは、REMを添加する
ことによって、工具鋼の靭性を向上させ、特に耐衝撃性
を高めることができるためであり、このような効果を得
るために0.001重量%以上添加させた。しかし、多
量に添加すると靭性および加工性を劣化させるので0.
60重量%以下とした。
【0007】また、S含有量を0.0020重量%以
下、O含有量を0.0030重量%以下としたのは、
S、O量を規制することによって、地疵の発生を抑制
し、地疵等級を向上させるようにするためである。
下、O含有量を0.0030重量%以下としたのは、
S、O量を規制することによって、地疵の発生を抑制
し、地疵等級を向上させるようにするためである。
【0008】同様に、地疵等級をより一層向上させるた
めに、N:0.020重量%以下、Al:0.020重
量%以下、P:0.020重量%以下に規制することと
している。
めに、N:0.020重量%以下、Al:0.020重
量%以下、P:0.020重量%以下に規制することと
している。
【0009】また、製造時におけるREMの添加は、1
530〜1550℃とくに1540〜1545℃で行う
ことが望ましく、これによって地疵欠陥の発生をかなり
抑えることができる。
530〜1550℃とくに1540〜1545℃で行う
ことが望ましく、これによって地疵欠陥の発生をかなり
抑えることができる。
【0010】本発明の第一発明・第二発明においては、
前記合金工具鋼が高速度工具鋼であり、重量%で、C:
0.35〜1.50%、Si:0.1〜2.0%、M
n:0.1〜1.5%、Cr:2.0〜10.0%、お
よび2Mo+W:1.5〜30.0%、V:0.5〜
5.0%のうちの1種または2種以上、REM:0.0
01〜0.60%、さらにCo:1.0〜20.0%、
Ni:0.01〜2.0%、Cu:0.25〜1.0
%、B:0.001〜0.050%のうちの1種または
2種以上を含み、S:0.0020%以下、O:0.0
030%以下、N:0.020%以下、Al:0.02
0%以下、P:0.020%以下に規制し、場合によっ
てはさらにNb:0.01〜5.0%、Ta:0.01
〜5.0%、Zr:2.0%以下、Hf:2.0%以
下、Ti:2.0%以下、Sc:0.001〜2.0
%、Y:2.0%以下のうちの1種または2種以上を含
み、残部実質的にFeよりなるものとすることができ
る。
前記合金工具鋼が高速度工具鋼であり、重量%で、C:
0.35〜1.50%、Si:0.1〜2.0%、M
n:0.1〜1.5%、Cr:2.0〜10.0%、お
よび2Mo+W:1.5〜30.0%、V:0.5〜
5.0%のうちの1種または2種以上、REM:0.0
01〜0.60%、さらにCo:1.0〜20.0%、
Ni:0.01〜2.0%、Cu:0.25〜1.0
%、B:0.001〜0.050%のうちの1種または
2種以上を含み、S:0.0020%以下、O:0.0
030%以下、N:0.020%以下、Al:0.02
0%以下、P:0.020%以下に規制し、場合によっ
てはさらにNb:0.01〜5.0%、Ta:0.01
〜5.0%、Zr:2.0%以下、Hf:2.0%以
下、Ti:2.0%以下、Sc:0.001〜2.0
%、Y:2.0%以下のうちの1種または2種以上を含
み、残部実質的にFeよりなるものとすることができ
る。
【0011】ここで、Cは高速度工具鋼として必要な硬
さおよび耐摩耗性を確保するのに有効な元素であって、
このような効果を得るために0.35%以上含有させる
のがよい。しかし、多すぎると靭性および加工性が低下
するので1.50%以下とするのがよい。
さおよび耐摩耗性を確保するのに有効な元素であって、
このような効果を得るために0.35%以上含有させる
のがよい。しかし、多すぎると靭性および加工性が低下
するので1.50%以下とするのがよい。
【0012】Siは脱酸剤として作用すると共に焼もど
し硬さの向上、および靭性や耐食性の向上に有効な元素
であって、このような効果を得るために0.1%以上含
有させるのがよい。しかし、多量に添加すると熱間加工
性を害すると共に靭性を劣化させるので2.0%以下と
するのがよい。
し硬さの向上、および靭性や耐食性の向上に有効な元素
であって、このような効果を得るために0.1%以上含
有させるのがよい。しかし、多量に添加すると熱間加工
性を害すると共に靭性を劣化させるので2.0%以下と
するのがよい。
【0013】Mnは脱酸および脱硫剤として作用し、鋼
の清浄度を高めると共に焼入性の向上にも寄与する元素
であり、このような効果を得るために0.1%以上添加
するのがよい。しかし、多すぎると熱間加工性を害する
ので1.5%以下とするのが良い。
の清浄度を高めると共に焼入性の向上にも寄与する元素
であり、このような効果を得るために0.1%以上添加
するのがよい。しかし、多すぎると熱間加工性を害する
ので1.5%以下とするのが良い。
【0014】Crは工具鋼の強度、とくに高温強度を高
めると共に、耐熱衝撃性を高めるのに有効な元素であっ
て、このような効果を得るためには2.0%以上添加す
るのがよい。しかし、多すぎると靭性や加工性を劣化さ
せるので10.0%以下とするのがよい。
めると共に、耐熱衝撃性を高めるのに有効な元素であっ
て、このような効果を得るためには2.0%以上添加す
るのがよい。しかし、多すぎると靭性や加工性を劣化さ
せるので10.0%以下とするのがよい。
【0015】Mo、W、Vは炭化物を形成し、熱処理硬
さを増大して耐摩耗性を向上させるのに有効な元素であ
るので、これらの1種または2種以上を添加するのもよ
い。この場合、MoはWよりも効果が大きい元素であっ
て、このような効果を得るためには2Mo+W(いずれ
か一方が0である場合も含む)で1.5%以上、Vを
0.5%以上添加するのがよい。しかし多すぎると靭性
が低下すると共に、粗大炭化物も多くなり、疲労特性に
悪影響を及ぼすので2Mo+Wは30.0%以下、Vは
5.0%以下とするのがよい。
さを増大して耐摩耗性を向上させるのに有効な元素であ
るので、これらの1種または2種以上を添加するのもよ
い。この場合、MoはWよりも効果が大きい元素であっ
て、このような効果を得るためには2Mo+W(いずれ
か一方が0である場合も含む)で1.5%以上、Vを
0.5%以上添加するのがよい。しかし多すぎると靭性
が低下すると共に、粗大炭化物も多くなり、疲労特性に
悪影響を及ぼすので2Mo+Wは30.0%以下、Vは
5.0%以下とするのがよい。
【0016】Nb、Ta、Zr、Hf、Ti、Sc、Y
はいずれも炭化物を形成して熱処理硬さを増大し、耐摩
耗性を向上させるのに有効な元素であるので、これらの
元素を適宣選んで上記の範囲で添加するのもよい。
はいずれも炭化物を形成して熱処理硬さを増大し、耐摩
耗性を向上させるのに有効な元素であるので、これらの
元素を適宣選んで上記の範囲で添加するのもよい。
【0017】Co、Ni、Cu、Bはいずれも基地を強
化して工具鋼の強度、耐衝撃性、耐ヒートチェック性を
高めるので、これらの元素を適宣選んで上記の範囲で添
加するのもよい。また、Bは鋼の焼入性を高めると共
に、鋼中のNをBNの形で固定してNの悪影響をなくす
のに有効な元素であるので上記の範囲で適宣添加するの
もよい。
化して工具鋼の強度、耐衝撃性、耐ヒートチェック性を
高めるので、これらの元素を適宣選んで上記の範囲で添
加するのもよい。また、Bは鋼の焼入性を高めると共
に、鋼中のNをBNの形で固定してNの悪影響をなくす
のに有効な元素であるので上記の範囲で適宣添加するの
もよい。
【0018】Mg、Ca、Pb、Bi、Te、Seは鋼
の被削性を改善させるのに有効な元素であるのでこれら
の1種または2種以上を上記の範囲で添加するのもよ
い。
の被削性を改善させるのに有効な元素であるのでこれら
の1種または2種以上を上記の範囲で添加するのもよ
い。
【0019】N、Al、Pは工具鋼の靭性を低下するの
で前記した上限に規制するのがよい。
で前記した上限に規制するのがよい。
【0020】本発明の第三・第四発明においては、前記
合金工具鋼が冷間ダイス鋼であり、重量%で、C:0.
35〜2.50%、Si:0.1〜2.0%、Mn:
0.1〜1.5%、Cr:3.0〜20.0%、および
Mo:0.10〜5.0%、W:0.10〜5.0%、
V:0.01〜5.0%のうちの1種または2種以上、
REM:0.001〜0.60%、さらにCo:1.0
〜20.0%、Ni:0.01〜2.0%、Cu:0.
01〜2.0%、B:0.001〜0.050%のうち
の1種または2種以上を含み、S:0.0020%以
下、O:0.0030%以下、N:0.020%以下、
Al:0.020%以下、P:0.020%以下に規制
し、場合によってはさらにNb:0.01〜5.0%、
Ta:0.01〜5.0%、Zr:0.001〜2.0
%、Hf:0.001〜2.0%、Ti:0.001〜
2.0%、Sc:0.01〜2.0%、Y:0.001
〜2.0%のうちの1種または2種以上を含み、残部実
質的にFeよりなるものとすることができる。
合金工具鋼が冷間ダイス鋼であり、重量%で、C:0.
35〜2.50%、Si:0.1〜2.0%、Mn:
0.1〜1.5%、Cr:3.0〜20.0%、および
Mo:0.10〜5.0%、W:0.10〜5.0%、
V:0.01〜5.0%のうちの1種または2種以上、
REM:0.001〜0.60%、さらにCo:1.0
〜20.0%、Ni:0.01〜2.0%、Cu:0.
01〜2.0%、B:0.001〜0.050%のうち
の1種または2種以上を含み、S:0.0020%以
下、O:0.0030%以下、N:0.020%以下、
Al:0.020%以下、P:0.020%以下に規制
し、場合によってはさらにNb:0.01〜5.0%、
Ta:0.01〜5.0%、Zr:0.001〜2.0
%、Hf:0.001〜2.0%、Ti:0.001〜
2.0%、Sc:0.01〜2.0%、Y:0.001
〜2.0%のうちの1種または2種以上を含み、残部実
質的にFeよりなるものとすることができる。
【0021】ここで、Cは冷間ダイス鋼として必要な硬
さおよび耐摩耗性を確保するのに有効な元素であって、
このような効果を得るために0.35%以上含有させる
のがよい。しかし、多すぎると靭性および加工性が低下
するので2.50%以下とするのがよい。
さおよび耐摩耗性を確保するのに有効な元素であって、
このような効果を得るために0.35%以上含有させる
のがよい。しかし、多すぎると靭性および加工性が低下
するので2.50%以下とするのがよい。
【0022】Siは脱酸剤として作用すると共に焼もど
し硬さの向上、および靭性や耐食性の向上に有効な元素
であって、このような効果を得るために0.1%以上含
有させるのがよい。しかし、多量に添加すると熱間加工
性を害すると共に靭性を劣化させるので2.0%以下と
するのがよい。
し硬さの向上、および靭性や耐食性の向上に有効な元素
であって、このような効果を得るために0.1%以上含
有させるのがよい。しかし、多量に添加すると熱間加工
性を害すると共に靭性を劣化させるので2.0%以下と
するのがよい。
【0023】Mnは脱酸および脱硫剤として作用し、鋼
の清浄度を高めると共に焼入性の向上にも寄与する元素
であり、このような効果を得るために0.1%以上添加
するのがよい。しかし、多すぎると熱間加工性を害する
ので1.5%以下とするのが良い。
の清浄度を高めると共に焼入性の向上にも寄与する元素
であり、このような効果を得るために0.1%以上添加
するのがよい。しかし、多すぎると熱間加工性を害する
ので1.5%以下とするのが良い。
【0024】Crは工具鋼の強度、とくに高温強度を高
めると共に、耐熱衝撃性を高めるのに有効な元素であっ
て、このような効果を得るためには3.0%以上添加す
るのがよい。しかし、多すぎると靭性や加工性を劣化さ
せるので20.0%以下とするのがよい。
めると共に、耐熱衝撃性を高めるのに有効な元素であっ
て、このような効果を得るためには3.0%以上添加す
るのがよい。しかし、多すぎると靭性や加工性を劣化さ
せるので20.0%以下とするのがよい。
【0025】Mo、W、Vは炭化物を形成し、熱処理硬
さを増大して耐摩耗性を向上させるのに有効な元素であ
るので、これらの1種または2種以上を添加するのもよ
い。そして、このような効果を得るためにはMoを0.
10%以上、Wを0.10%以上、Vを0.01%以上
添加するのがよい。しかし、多すぎると靭性が低下する
と共に、粗大炭化物も多くなり、疲労特性に悪影響を及
ぼすのでMoは5.0%以下、Wは5.0%以下、Vは
5.0%以下とするのがよい。
さを増大して耐摩耗性を向上させるのに有効な元素であ
るので、これらの1種または2種以上を添加するのもよ
い。そして、このような効果を得るためにはMoを0.
10%以上、Wを0.10%以上、Vを0.01%以上
添加するのがよい。しかし、多すぎると靭性が低下する
と共に、粗大炭化物も多くなり、疲労特性に悪影響を及
ぼすのでMoは5.0%以下、Wは5.0%以下、Vは
5.0%以下とするのがよい。
【0026】Nb、Ta、Zr、Hf、Ti、Sc、Y
はいずれも炭化物を形成して熱処理硬さを増大し、耐摩
耗性を向上させるのに有効な元素であるので、これらの
元素を適宣選んで上記の範囲で添加するのもよい。
はいずれも炭化物を形成して熱処理硬さを増大し、耐摩
耗性を向上させるのに有効な元素であるので、これらの
元素を適宣選んで上記の範囲で添加するのもよい。
【0027】Co、Ni、Cu、Bはいずれも基地を強
化して工具鋼の強度、耐衝撃性、耐ヒートチェック性を
高めるので、これらの元素を適宣選んで上記の範囲で添
加するのもよい。また、Bは鋼の焼入性を高めると共
に、鋼中のNをBNの形で固定してNの悪影響をなくす
のに有効な元素であるので上記の範囲で適宣添加するの
もよい。
化して工具鋼の強度、耐衝撃性、耐ヒートチェック性を
高めるので、これらの元素を適宣選んで上記の範囲で添
加するのもよい。また、Bは鋼の焼入性を高めると共
に、鋼中のNをBNの形で固定してNの悪影響をなくす
のに有効な元素であるので上記の範囲で適宣添加するの
もよい。
【0028】Mg、Ca、Pb、Bi、Te、Seは鋼
の被削性を改善させるのに有効な元素であるのでこれら
の1種または2種以上を上記の範囲で添加するのもよ
い。
の被削性を改善させるのに有効な元素であるのでこれら
の1種または2種以上を上記の範囲で添加するのもよ
い。
【0029】N、Al、Pは工具鋼の靭性を低下するの
で前記した上限に規制するのがよい。
で前記した上限に規制するのがよい。
【0030】本発明の第五・第六発明においては、合金
工具鋼が熱間ダイス鋼であり、重量%で、C:0.20
〜0.50%、Si:0.1〜2.0%、Mn:0.1
〜1.5%、Cr:2.0〜8.0%、およびMo:
0.10〜5.0%、W:0.10〜5.0%、V:
0.01〜5.0%のうちの1種または2種以上、RE
M:0.001〜0.60%、さらにCo:0.01〜
10.0%、Ni:0.01〜2.0%、Cu:0.0
1〜2.0%、B:0.001〜0.050%のうちの
1種または2種以上を含み、S:0.0020%以下、
O:0.0030%以下、N:0.020%以下、A
l:0.020%以下、P:0.020%以下に規制
し、場合によってはさらにNb:0.01〜5.0%、
Ta:0.01〜5.0%、Zr:0.001〜2.0
%、Hf:0.001〜2.0%、Ti:0.001〜
2.0%、Sc:0.001〜2.0%、Y:0.00
1〜2.0%のうちの1種または2種以上を含み、残部
実質的にFeよりなるものとすることができる。
工具鋼が熱間ダイス鋼であり、重量%で、C:0.20
〜0.50%、Si:0.1〜2.0%、Mn:0.1
〜1.5%、Cr:2.0〜8.0%、およびMo:
0.10〜5.0%、W:0.10〜5.0%、V:
0.01〜5.0%のうちの1種または2種以上、RE
M:0.001〜0.60%、さらにCo:0.01〜
10.0%、Ni:0.01〜2.0%、Cu:0.0
1〜2.0%、B:0.001〜0.050%のうちの
1種または2種以上を含み、S:0.0020%以下、
O:0.0030%以下、N:0.020%以下、A
l:0.020%以下、P:0.020%以下に規制
し、場合によってはさらにNb:0.01〜5.0%、
Ta:0.01〜5.0%、Zr:0.001〜2.0
%、Hf:0.001〜2.0%、Ti:0.001〜
2.0%、Sc:0.001〜2.0%、Y:0.00
1〜2.0%のうちの1種または2種以上を含み、残部
実質的にFeよりなるものとすることができる。
【0031】ここで、Cは熱間ダイス鋼として必要な硬
さおよび耐摩耗性を確保するのに有効な元素であって、
このような効果を得るために0.20%以上含有させる
のがよい。しかし、多すぎると靭性および加工性が低下
するので0.50%以下とするのがよい。
さおよび耐摩耗性を確保するのに有効な元素であって、
このような効果を得るために0.20%以上含有させる
のがよい。しかし、多すぎると靭性および加工性が低下
するので0.50%以下とするのがよい。
【0032】Siは脱酸剤として作用すると共に焼もど
し硬さの向上、および靭性や耐食性の向上に有効な元素
であって、このような効果を得るために0.1%以上含
有させるのがよい。しかし、多量に添加すると熱間加工
性を害すると共に靭性を劣化させるので2.0%以下と
するのがよい。
し硬さの向上、および靭性や耐食性の向上に有効な元素
であって、このような効果を得るために0.1%以上含
有させるのがよい。しかし、多量に添加すると熱間加工
性を害すると共に靭性を劣化させるので2.0%以下と
するのがよい。
【0033】Mnは脱酸および脱硫剤として作用し、鋼
の清浄度を高めると共に焼入性の向上にも寄与する元素
であり、このような効果を得るために0.1%以上添加
するのがよい。しかし、多すぎると熱間加工性を害する
ので1.5%以下とするのが良い。
の清浄度を高めると共に焼入性の向上にも寄与する元素
であり、このような効果を得るために0.1%以上添加
するのがよい。しかし、多すぎると熱間加工性を害する
ので1.5%以下とするのが良い。
【0034】Crは工具鋼の強度、とくに高温強度を高
めると共に、耐熱衝撃性を高めるのに有効な元素であっ
て、このような効果を得るためには2.0%以上添加す
るのがよい。しかし、多すぎると靭性や加工性を劣化さ
せるので8.0%以下とするのがよい。
めると共に、耐熱衝撃性を高めるのに有効な元素であっ
て、このような効果を得るためには2.0%以上添加す
るのがよい。しかし、多すぎると靭性や加工性を劣化さ
せるので8.0%以下とするのがよい。
【0035】Mo、W、Vは炭化物を形成し、熱処理硬
さを増大して耐摩耗性を向上させるのに有効な元素であ
るので、これらの1種または2種以上を添加するのもよ
い。そして、このような効果を得るためにはMoを0.
10%以上、Wを0.10%以上、Vを0.01%以上
添加するのがよい。しかし、多すぎると靭性が低下する
と共に、粗大炭化物も多くなり、疲労特性に悪影響を及
ぼすのでMoは5.0%以下、Wは5.0%以下、Vは
5.0%以下とするのがよい。
さを増大して耐摩耗性を向上させるのに有効な元素であ
るので、これらの1種または2種以上を添加するのもよ
い。そして、このような効果を得るためにはMoを0.
10%以上、Wを0.10%以上、Vを0.01%以上
添加するのがよい。しかし、多すぎると靭性が低下する
と共に、粗大炭化物も多くなり、疲労特性に悪影響を及
ぼすのでMoは5.0%以下、Wは5.0%以下、Vは
5.0%以下とするのがよい。
【0036】Nb、Ta、Zr、Hf、Ti、Sc、Y
はいずれも炭化物を形成して熱処理硬さを増大し、耐摩
耗性を向上させるのに有効な元素であるので、これらの
元素を適宣選んで上記の範囲で添加するのもよい。
はいずれも炭化物を形成して熱処理硬さを増大し、耐摩
耗性を向上させるのに有効な元素であるので、これらの
元素を適宣選んで上記の範囲で添加するのもよい。
【0037】Co、Ni、Cu、Bはいずれも基地を強
化して工具鋼の強度、耐衝撃性、耐ヒートチェック性を
高めるので、これらの元素を適宣選んで上記の範囲で添
加するのもよい。また、Bは鋼の焼入性を高めると共
に、鋼中のNをBNの形で固定してNの悪影響をなくす
のに有効な元素であるので上記の範囲で適宣添加するの
もよい。
化して工具鋼の強度、耐衝撃性、耐ヒートチェック性を
高めるので、これらの元素を適宣選んで上記の範囲で添
加するのもよい。また、Bは鋼の焼入性を高めると共
に、鋼中のNをBNの形で固定してNの悪影響をなくす
のに有効な元素であるので上記の範囲で適宣添加するの
もよい。
【0038】Mg、Ca、Pb、Bi、Te、Seは鋼
の被削性を改善させるのに有効な元素であるのでこれら
の1種または2種以上を上記の範囲で添加するのもよ
い。
の被削性を改善させるのに有効な元素であるのでこれら
の1種または2種以上を上記の範囲で添加するのもよ
い。
【0039】N、Al、Pは工具鋼の靭性を低下するの
で前記した上限に規制するのがよい。
で前記した上限に規制するのがよい。
【0040】本発明の第七・第八発明においては、合金
工具鋼が鋳造用工具であり、重量%で、C:1.0〜
4.0%、Si:0.1〜3.0%、Mn:0.05〜
10.0%、Cr:25.0〜35.0%、Co:3
5.0〜65.0%、およびMo:0.05〜15.0
%、W:10.0〜25.0%、V:0.1〜15.0
%のうちの1種または2種以上、REM:0.001〜
0.60%、さらにNi:0.01〜15.0%、C
u:0.01〜2.0%、B:0.005〜0.8%の
うちの1種または2種以上を含み、S:0.0020%
以下、O:0.0030%以下、N:0.020%以
下、Al:0.020%以下、P:0.020%以下に
規制し、場合によってはさらにNb:0.1〜15.0
%、Ta:0.1〜10.0%、Zr:0.01〜0.
5%、Hf:2.0%以下、Ti:0.01〜0.5
%、Sc:0.001〜2.0%、Y:2.0%以下の
うちの1種または2種以上を含み、残部実質的にFeよ
りなるものとすることができる。
工具鋼が鋳造用工具であり、重量%で、C:1.0〜
4.0%、Si:0.1〜3.0%、Mn:0.05〜
10.0%、Cr:25.0〜35.0%、Co:3
5.0〜65.0%、およびMo:0.05〜15.0
%、W:10.0〜25.0%、V:0.1〜15.0
%のうちの1種または2種以上、REM:0.001〜
0.60%、さらにNi:0.01〜15.0%、C
u:0.01〜2.0%、B:0.005〜0.8%の
うちの1種または2種以上を含み、S:0.0020%
以下、O:0.0030%以下、N:0.020%以
下、Al:0.020%以下、P:0.020%以下に
規制し、場合によってはさらにNb:0.1〜15.0
%、Ta:0.1〜10.0%、Zr:0.01〜0.
5%、Hf:2.0%以下、Ti:0.01〜0.5
%、Sc:0.001〜2.0%、Y:2.0%以下の
うちの1種または2種以上を含み、残部実質的にFeよ
りなるものとすることができる。
【0041】ここで、Cはマトリックス組織をオーステ
ナイトに保つと共に、鋳造凝固時に炭化物を形成して硬
さを増大し、耐摩耗性を向上させるのに有効な元素であ
り、このような効果を得るために1.0%以上含有させ
るのがよい。しかし、多すぎると炭化物量が過大とな
り、粗大炭化物を形成しやすくなって靭性を低下させる
ので4.0%以下とするのがよい。
ナイトに保つと共に、鋳造凝固時に炭化物を形成して硬
さを増大し、耐摩耗性を向上させるのに有効な元素であ
り、このような効果を得るために1.0%以上含有させ
るのがよい。しかし、多すぎると炭化物量が過大とな
り、粗大炭化物を形成しやすくなって靭性を低下させる
ので4.0%以下とするのがよい。
【0042】Siは脱酸剤として作用すると共に鋳造性
を向上させるのに有効な元素であって、このような効果
を十分に得るために0.1%以上含有させるのがよい。
しかし、多すぎると熱間加工性および靭性を害するので
3.0%以下とするのがよい。
を向上させるのに有効な元素であって、このような効果
を十分に得るために0.1%以上含有させるのがよい。
しかし、多すぎると熱間加工性および靭性を害するので
3.0%以下とするのがよい。
【0043】Mnは脱酸および脱硫剤として作用し、鋼
の清浄度を高めるのに有効な元素であって、このために
は0.05%以上含有させるのがよい。そしてある程度
含有させることによってマトリックス組織をオーステナ
イトにすることができるが、多量に含有しても効果の向
上は得られないので10.0%以下とするのがよい。
の清浄度を高めるのに有効な元素であって、このために
は0.05%以上含有させるのがよい。そしてある程度
含有させることによってマトリックス組織をオーステナ
イトにすることができるが、多量に含有しても効果の向
上は得られないので10.0%以下とするのがよい。
【0044】Crは固溶によってあるいは炭化物形成に
よって硬化することにより耐摩耗性を向上させ、さらに
は高温下での耐酸化性を向上させるのに有効な元素であ
り、このような効果を得るために25%以上含有させる
のがよい。しかし、多すぎるとC量とのバランスにより
炭化物量が多くなりすぎ、粗大炭化物を形成しやすくな
って靭性を低下させるので35%以下とするのがよい。
よって硬化することにより耐摩耗性を向上させ、さらに
は高温下での耐酸化性を向上させるのに有効な元素であ
り、このような効果を得るために25%以上含有させる
のがよい。しかし、多すぎるとC量とのバランスにより
炭化物量が多くなりすぎ、粗大炭化物を形成しやすくな
って靭性を低下させるので35%以下とするのがよい。
【0045】Coはオーステナイトを安定にし、耐腐食
性を向上させると共に、高温における基地の強度および
靭性を向上させるのに有効な元素であり、このような効
果を得るために35.0%以上含有させるのがよい。し
かし、多量に添加しすぎても効果の向上はさほど大きく
なく、また高価な元素でもあるので65.0%以下とす
るのがよい。
性を向上させると共に、高温における基地の強度および
靭性を向上させるのに有効な元素であり、このような効
果を得るために35.0%以上含有させるのがよい。し
かし、多量に添加しすぎても効果の向上はさほど大きく
なく、また高価な元素でもあるので65.0%以下とす
るのがよい。
【0046】Ni、Cuはマトリックス組織をオーステ
ナイトに保ち、耐腐食性や耐焼付性を向上させるのに有
効な元素であるので、上記の範囲で添加するのもよい。
ナイトに保ち、耐腐食性や耐焼付性を向上させるのに有
効な元素であるので、上記の範囲で添加するのもよい。
【0047】W、Mo、Vは高硬度の炭化物を形成して
耐摩耗性を向上させるのに有効な元素であり、このよう
な効果を得るためにWは10.0%以上、Moは0.0
5%以上、Vは0.1%以上含有させるのがよい。しか
し、多すぎると耐熱衝撃性を劣化し、割れ発生の原因と
もなるので、Wは25.0%以下、Moは15.0%以
下、Vは15.0%以下とするのがよい。
耐摩耗性を向上させるのに有効な元素であり、このよう
な効果を得るためにWは10.0%以上、Moは0.0
5%以上、Vは0.1%以上含有させるのがよい。しか
し、多すぎると耐熱衝撃性を劣化し、割れ発生の原因と
もなるので、Wは25.0%以下、Moは15.0%以
下、Vは15.0%以下とするのがよい。
【0048】Nb、Ta、Zr、Hf、Ti、Sc、Y
はいずれも炭化物形成元素であり、高硬度の炭化物を形
成して耐摩耗性を向上させるのに有効な元素であるの
で、これらの中から適宣選んで上記の範囲内で添加する
こともよい。
はいずれも炭化物形成元素であり、高硬度の炭化物を形
成して耐摩耗性を向上させるのに有効な元素であるの
で、これらの中から適宣選んで上記の範囲内で添加する
こともよい。
【0049】Bは鋼の焼入性を高めると共に、鋼中のN
をBNの形で固定してNの悪影響をなくすのに有効な元
素であるので上記の範囲で適宣添加するのもよい。
をBNの形で固定してNの悪影響をなくすのに有効な元
素であるので上記の範囲で適宣添加するのもよい。
【0050】Mg、Ca、Pb、Bi、Te、Seは工
具材料の被削性を改善させるのに有効な元素であるので
これらの1種または2種以上を上記の範囲で添加するの
もよい。
具材料の被削性を改善させるのに有効な元素であるので
これらの1種または2種以上を上記の範囲で添加するの
もよい。
【0051】N、Al、Pは工具鋼の靭性を低下するの
で前記した上限に規制するのがよい。
で前記した上限に規制するのがよい。
【0052】
【実施例】真空誘導溶解炉によって各種成分の工具材料
を溶製し、溶解温度1530〜1550℃のときにRE
Mを添加して攪拌し、表1および表2に示す化学成分の
材料を溶製したのち、造塊してインゴットを得た。
を溶製し、溶解温度1530〜1550℃のときにRE
Mを添加して攪拌し、表1および表2に示す化学成分の
材料を溶製したのち、造塊してインゴットを得た。
【0053】
【表1】
【0054】
【表2】
【0055】次に、前記インゴットを700〜750℃
に3時間加熱したのち鍛造し、次いで800℃で3時間
加熱したのち20℃/hrで冷却する溶体化処理を行
い、その後地疵等級、熱間加工性および疲労特性を調べ
た。なお、地疵等級はJISG 0556に準じて行っ
た肉眼試験により調べ、熱間加工性はグリーブル試験に
より調べ、疲労特性はJIS Z 2273に準じた試
験により調べた。これらの結果を表3および表4に示
す。
に3時間加熱したのち鍛造し、次いで800℃で3時間
加熱したのち20℃/hrで冷却する溶体化処理を行
い、その後地疵等級、熱間加工性および疲労特性を調べ
た。なお、地疵等級はJISG 0556に準じて行っ
た肉眼試験により調べ、熱間加工性はグリーブル試験に
より調べ、疲労特性はJIS Z 2273に準じた試
験により調べた。これらの結果を表3および表4に示
す。
【0056】
【表3】
【0057】
【表4】
【0058】表1〜表4に示すように各種合金工具鋼に
おいて、REM(Yを含む希土類元素の1種または2種
以上)を0.001〜0.60重量%の範囲で含有させ
るとともに、Sを0.0020重量%以下、Oを0.0
030重量%以下、Nを0.020重量%以下、Alを
0.020%重量以下、Pを0.020重量%以下に規
制した本発明鋼は、いずれも比較鋼よりも地疵が少な
く、熱間加工性および疲労特性にも優れていることが明
らかであり、高品質・高耐久性の工具鋼であることが確
かめられた。
おいて、REM(Yを含む希土類元素の1種または2種
以上)を0.001〜0.60重量%の範囲で含有させ
るとともに、Sを0.0020重量%以下、Oを0.0
030重量%以下、Nを0.020重量%以下、Alを
0.020%重量以下、Pを0.020重量%以下に規
制した本発明鋼は、いずれも比較鋼よりも地疵が少な
く、熱間加工性および疲労特性にも優れていることが明
らかであり、高品質・高耐久性の工具鋼であることが確
かめられた。
【0059】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明は、高
速度工具鋼、冷間ダイス鋼、熱間ダイス鋼、鋳造用工具
等々の合金工具鋼において、REM:0.001〜0.
60重量%含有させると共に、S:0.0020重量%
以下、O:0.0030重量%以下、N:0.020重
量%以下、Al:0.020%重量以下、P:0.02
0重量%以下に規制したから、地疵の発生が抑制され、
熱間加工性および靭性とくに耐衝撃性に優れ、疲労強度
が大であって長寿命の工具が得られるという著大なる効
果を有している。
速度工具鋼、冷間ダイス鋼、熱間ダイス鋼、鋳造用工具
等々の合金工具鋼において、REM:0.001〜0.
60重量%含有させると共に、S:0.0020重量%
以下、O:0.0030重量%以下、N:0.020重
量%以下、Al:0.020%重量以下、P:0.02
0重量%以下に規制したから、地疵の発生が抑制され、
熱間加工性および靭性とくに耐衝撃性に優れ、疲労強度
が大であって長寿命の工具が得られるという著大なる効
果を有している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−143471(JP,A) 特開 昭57−85952(JP,A) 日本学術振興会製鋼第19委員会「鉄鋼 と合金元素(上)」(昭41−2−28)誠 文堂新光社 P.670−672
Claims (8)
- 【請求項1】 重量%で、C:0.35〜1.50%、
Si:0.1〜2.0%、Mn:0.1〜1.5%、C
r:2.0〜10.0%、および2Mo+W:1.5〜
30.0%、V:0.5〜5.0%のうちの1種または
2種以上、REM:0.001〜0.60%、さらにC
o:1.0〜20.0%、Ni:0.01〜2.0%、
Cu:0.25〜1.0%、B:0.001〜0.05
0%のうちの1種または2種以上を含み、S:0.00
20%以下、O:0.0030%以下、N:0.020
%以下、Al:0.020%以下、P:0.020%以
下に規制し、残部実質的にFeよりなることを特徴とす
る合金工具鋼。 - 【請求項2】 重量%で、C:0.35〜1.50%、
Si:0.1〜2.0%、Mn:0.1〜1.5%、C
r:2.0〜10.0%、および2Mo+W:1.5〜
30.0%、V:0.5〜5.0%のうちの1種または
2種以上、REM:0.001〜0.60%、さらにC
o:1.0〜20.0%、Ni:0.01〜2.0%、
Cu:0.25〜1.0%、B:0.001〜0.05
0%のうちの1種または2種以上を含み、S:0.00
20%以下、O:0.0030%以下、N:0.020
%以下、Al:0.020%以下、P:0.020%以
下に規制し、さらにNb:0.01〜5.0%、Ta:
0.01〜5.0%、Zr:2.0%以下、Hf:2.
0%以下、Ti:2.0%以下、Sc:0.001〜
2.0%、Y:2.0%以下のうちの1種または2種以
上を含み、残部実質的にFeよりなることを特徴とする
合金工具鋼。 - 【請求項3】 重量%で、C:0.35〜2.50%、
Si:0.1〜2.0%、Mn:0.1〜1.5%、C
r:3.0〜20.0%、およびMo:0.10〜5.
0%、W:0.10〜5.0%、V:0.01〜5.0
%のうちの1種または2種以上、REM:0.001〜
0.60%、さらにCo:1.0〜20.0%、Ni:
0.01〜2.0%、Cu:0.01〜2.0%、B:
0.001〜0.050%のうちの1種または2種以上
を含み、S:0.0020%以下、O:0.0030%
以下、N:0.020%以下、Al:0.020%以
下、P:0.020%以下に規制し、残部実質的にFe
よりなることを特徴とする合金工具鋼。 - 【請求項4】 重量%で、C:0.35〜2.50%、
Si:0.1〜2.0%、Mn:0.1〜1.5%、C
r:3.0〜20.0%、およびMo:0.10〜5.
0%、W:0.10〜5.0%、V:0.01〜5.0
%のうちの1種または2種以上、REM:0.001〜
0.60%、さらにCo:1.0〜20.0%、Ni:
0.01〜2.0%、Cu:0.01〜2.0%、B:
0.001〜0.050%のうちの1種または2種以上
を含み、S:0.0020%以下、O:0.0030%
以下、N:0.020%以下、Al:0.020%以
下、P:0.020%以下に規制し、さらにNb:0.
01〜5.0%、Ta:0.01〜5.0%、Zr:
0.001〜2.0%、Hf:0.001〜2.0%、
Ti:0.001〜2.0%、Sc:0.01〜2.0
%、Y:0.001〜2.0%のうちの1種または2種
以上を含み、残部実質的にFeよりなることを特徴とす
る合金工具鋼。 - 【請求項5】 重量%で、C:0.20〜0.50%、
Si:0.1〜2.0%、Mn:0.1〜1.5%、C
r:2.0〜8.0%、およびMo:0.10〜5.0
%、W:0.10〜5.0%、V:0.01〜5.0%
のうちの1種または2種以上、REM:0.001〜
0.60%、さらにCo:0.01〜10.0%、N
i:0.01〜2.0%、Cu:0.01〜2.0%、
B:0.001〜0.050%のうちの1種または2種
以上を含み、S:0.0020%以下、O:0.003
0%以下、N:0.020%以下、Al:0.020%
以下、P:0.020%以下に規制し、残部実質的にF
eよりなることを特徴とする合金工具鋼。 - 【請求項6】 重量%で、C:0.20〜0.50%、
Si:0.1〜2.0%、Mn:0.1〜1.5%、C
r:2.0〜8.0%、およびMo:0.10〜5.0
%、W:0.10〜5.0%、V:0.01〜5.0%
のうちの1種または2種以上、REM:0.001〜
0.60%、さらにCo:0.01〜10.0%、N
i:0.01〜2.0%、Cu:0.01〜2.0%、
B:0.001〜0.050%のうちの1種または2種
以上を含み、S:0.0020%以下、O:0.003
0%以下、N:0.020%以下、Al:0.020%
以下、P:0.020%以下に規制し、さらにNb:
0.01〜5.0%、Ta:0.01〜5.0%、Z
r:0.001〜2.0%、Hf:0.001〜2.0
%、Ti:0.001〜2.0%、Sc:0.001〜
2.0%、Y:0.001〜2.0%のうちの1種また
は2種以上を含み、残部実質的にFeよりなることを特
徴とする合金工具鋼。 - 【請求項7】 重量%で、C:1.0〜4.0%、S
i:0.1〜3.0%、Mn:0.05〜10.0%、
Cr:25.0〜35.0%、Co:35.0〜65.
0%、およびMo:0.05〜15.0%、W:10.
0〜25.0%、V:0.1〜15.0%のうちの1種
または2種以上、REM:0.001〜0.60%、さ
らにNi:0.01〜15.0%、Cu:0.01〜
2.0%、B:0.005〜0.8%のうちの1種また
は2種以上を含み、S:0.0020%以下、O:0.
0030%以下、N:0.020%以下、Al:0.0
20%以下、P:0.020%以下に規制し、残部実質
的にFeよりなることを特徴とする合金工具鋼。 - 【請求項8】 重量%で、C:1.0〜4.0%、S
i:0.1〜3.0%、Mn:0.05〜10.0%、
Cr:25.0〜35.0%、Co:35.0〜65.
0%、およびMo:0.05〜15.0%、W:10.
0〜25.0%、V:0.1〜15.0%のうちの1種
または2種以上、REM:0.001〜0.60%、さ
らにNi:0.01〜15.0%、Cu:0.01〜
2.0%、B:0.005〜0.8%のうちの1種また
は2種以上を含み、S:0.0020%以下、O:0.
0030%以下、N:0.020%以下、Al:0.0
20%以下、P:0.020%以下に規制し、さらにN
b:0.1〜15.0%、Ta:0.1〜10.0%、
Zr:0.01〜0.5%、Hf:2.0%以下、T
i:0.01〜0.5%、Sc:0.001〜2.0
%、Y:2.0%以下のうちの1種または2種以上を含
み、残部実質的にFeよりなることを特徴とする合金工
具鋼。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7231779A JP2636816B2 (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | 合金工具鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7231779A JP2636816B2 (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | 合金工具鋼 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7980284A Division JPS60224754A (ja) | 1984-04-19 | 1984-04-19 | 合金工具鋼 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08100239A JPH08100239A (ja) | 1996-04-16 |
JP2636816B2 true JP2636816B2 (ja) | 1997-07-30 |
Family
ID=16928908
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7231779A Expired - Lifetime JP2636816B2 (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | 合金工具鋼 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2636816B2 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004169177A (ja) * | 2002-11-06 | 2004-06-17 | Daido Steel Co Ltd | 合金工具鋼及びその製造方法、並びにそれを用いた金型 |
AU2003289470A1 (en) | 2002-12-25 | 2004-07-22 | Hitachi Metals, Ltd. | Cold die steel excellent in characteristic of suppressing dimensional change |
AT412000B (de) | 2003-04-24 | 2004-08-26 | Boehler Edelstahl Gmbh & Co Kg | Kaltarbeitsstahl-gegenstand |
FR2893954B1 (fr) * | 2005-11-29 | 2008-02-29 | Aubert & Duval Soc Par Actions | Acier pour outillage a chaud, et piece realisee en cet acier et son procede de fabrication |
CN101392354B (zh) * | 2008-10-24 | 2010-09-08 | 宁波禾顺新材料有限公司 | 一种高合金冷作模具钢 |
JP5515442B2 (ja) | 2009-06-16 | 2014-06-11 | 大同特殊鋼株式会社 | 熱間工具鋼及びこれを用いた鋼製品 |
JP2011001572A (ja) | 2009-06-16 | 2011-01-06 | Daido Steel Co Ltd | 熱間工具鋼及びこれを用いた鋼製品 |
CN101880829B (zh) * | 2010-07-09 | 2013-10-30 | 中国第一汽车集团公司 | 镁合金热作模具钢 |
KR20140039416A (ko) * | 2012-09-21 | 2014-04-02 | 한국기계연구원 | 뜨임저항성이 우수한 냉간공구강 |
CN103741045B (zh) * | 2013-12-19 | 2015-12-30 | 马鞍山市方圆材料工程有限公司 | 一种复合轧辊表层用合金钢材料及其制备方法 |
CN103741046B (zh) * | 2013-12-23 | 2016-01-13 | 马鞍山市盈天钢业有限公司 | 一种高耐磨无缝钢管材料及其制备方法 |
CN106011670A (zh) * | 2016-07-11 | 2016-10-12 | 吴旭丹 | 一种铬钒基合金钢材料及其在钻进钻杆中的应用 |
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JPS54127820A (en) * | 1978-03-28 | 1979-10-04 | Nippon Steel Corp | High toughness steel material for hot working |
JPS54128418A (en) * | 1978-03-30 | 1979-10-05 | Daido Steel Co Ltd | Bearing steel |
JPS5785952A (en) * | 1980-11-17 | 1982-05-28 | Daido Steel Co Ltd | High-speed steel |
JPS57143471A (en) * | 1981-02-28 | 1982-09-04 | Daido Steel Co Ltd | High-speed steel |
-
1995
- 1995-09-08 JP JP7231779A patent/JP2636816B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
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日本学術振興会製鋼第19委員会「鉄鋼と合金元素(上)」(昭41−2−28)誠文堂新光社 P.670−672 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08100239A (ja) | 1996-04-16 |
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