JP5837945B2 - Hot working tool steel articles - Google Patents

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Description

本発明は、低クロム熱間加工工具鋼と、低クロム熱間加工工具鋼物品(article)の製造方法に関する。   The present invention relates to a low chromium hot work tool steel and a method for producing a low chromium hot work tool steel article.

「熱間加工工具」という用語は、比較的高温で金属を加工もしくは成形する多数の様々な種類の工具に対して用いられ、例えば、ダイ、インサートおよびコア、インレット部品、ノズル、エジェクター構成要素、ピストン、圧力チャンバーなどの、ダイカスト用の工具;ダイ、ダイホルダー、ライナー、プレッシャーパッドおよびステム、スピンドルなどの、押出加工治工具用の工具;アルミ、マグネシウム、銅、銅合金、鋼をホットプレスするための工具などの、ホットプレス用工具;射出成形、加圧成形、押出用のモールドなどのプラスチック用モールド;熱間せん断加工用工具、補強リング/カラー、高温での加工に使用するための磨耗部品など、その他の多様な種類の工具、に対して用いられる。   The term “hot working tool” is used for many different types of tools that process or form metal at relatively high temperatures, for example, dies, inserts and cores, inlet parts, nozzles, ejector components, Tools for die casting, such as pistons and pressure chambers; Tools for extrusion tools such as dies, die holders, liners, pressure pads and stems, spindles; Hot pressing aluminum, magnesium, copper, copper alloys, steel Hot press tools, such as tools for injection; Molds for plastics such as injection molding, pressure molding, extrusion molds; Hot shearing tools, reinforcement rings / collars, wear for high temperature processing Used for various other types of tools such as parts.

低合金熱間加工工具鋼が、焼戻し抵抗および熱疲労に対する要求が高い用途において、小〜中程度の大きさの工具に用いられる。焼戻し抵抗は、熱間加工工具鋼の、長期にわたって高温で硬度を維持する性能である。熱間加工工具鋼は、長期にわたって高温に曝される間の強度および硬度のために開発され、一般的にかなりの量の炭化物形成合金を用いている。   Low alloy hot work tool steels are used for small to medium size tools in applications where demands on tempering resistance and thermal fatigue are high. Tempering resistance is the ability of hot work tool steel to maintain hardness at high temperatures for long periods of time. Hot work tool steels have been developed for strength and hardness during long-term exposure to high temperatures and generally use significant amounts of carbide forming alloys.

他のタイプの工具鋼は、760℃までもしくはそれを超える高温で強度および硬度が維持されなければならない切削工具に用いられる、高速度鋼である。必要とされるタングステンおよびクロムの量(例えばそれぞれ18および4重量%)を減らすために、モリブデン(5〜10重量%)を用いたバリエーションが開発された。高速度鋼は、組成および価格において熱間加工鋼と異なり、熱間加工鋼の代替として使用することができない。   Another type of tool steel is a high speed steel used in cutting tools where strength and hardness must be maintained at high temperatures up to and above 760 ° C. In order to reduce the amount of tungsten and chromium required (eg 18 and 4% by weight, respectively), variations with molybdenum (5-10% by weight) were developed. High speed steel, unlike hot work steel in composition and price, cannot be used as an alternative to hot work steel.

本発明の一つの目的は、改良された特性プロファイル、特には改良された焼戻し抵抗を有する低クロム熱間加工工具鋼を提供することである。   One object of the present invention is to provide a low chromium hot work tool steel having an improved property profile, in particular an improved tempering resistance.

本発明の鋼は、製造のために高い焼入れ性を有する鋼組成物を必要としない、小さな工具に特に好適である。   The steel of the present invention is particularly suitable for small tools that do not require a steel composition with high hardenability for production.

この目的は、請求項1に規定される低クロム熱間加工鋼、すなわち、重量%で、
C 0.08〜0.40
N 0.015〜0.30
C+N 0.30〜0.50
Cr 1〜4
Mo 1.5〜3
V 0.8〜1.3
Mn 0.5〜2
Si 0.1〜0.5
場合により
Ni <3
Co ≦5
B < 0.01
残部 不純物を別にして鉄
からなる鋼を提供することによって達成される。
The object is to achieve the low chromium hot-worked steel as defined in claim 1, i.e. by weight%,
C 0.08-0.40
N 0.015-0.30
C + N 0.30 to 0.50
Cr 1-4
Mo 1.5-3
V 0.8-1.3
Mn 0.5-2
Si 0.1-0.5
In some cases, Ni <3
Co ≦ 5
B <0.01
The balance is achieved by providing steel made of iron, with the exception of impurities.

さらなる目的は、以下の条件(重量%で)の一つ以上を満たす発明に係る低クロム熱間加工工具鋼によって達成することができる。
C 0.20〜0.38、好ましくは0.30〜0.35
N 0.03〜0.30、好ましくは0.03〜0.10
C+N 0.30〜0.50、好ましくは0.36〜0.44
Cr 1〜3、好ましくは1.2〜2.6
Mo 1.9〜2.9、好ましくは2.2〜2.8
V 1.0〜1.3、好ましくは1.15〜1.25
Mn 1〜2、好ましくは1.1〜1.9
Si 0.1〜0.5、好ましくは0.2〜0.4
Ni <1、好ましくは<0.25
Co <4、好ましくは<0.20
B 0.001〜0.01、好ましくは0.001〜0.005。
Further objects can be achieved by a low chromium hot work tool steel according to the invention that satisfies one or more of the following conditions (in weight percent):
C 0.20 to 0.38, preferably 0.30 to 0.35
N 0.03-0.30, preferably 0.03-0.10
C + N 0.30 to 0.50, preferably 0.36 to 0.44
Cr 1-3, preferably 1.2-2.6
Mo 1.9 to 2.9, preferably 2.2 to 2.8
V 1.0 to 1.3, preferably 1.15 to 1.25
Mn 1-2, preferably 1.1-1.9
Si 0.1-0.5, preferably 0.2-0.4
Ni <1, preferably <0.25
Co <4, preferably <0.20
B 0.001-0.01, preferably 0.001-0.005.

低クロム熱間加工工具鋼の好ましい形態は、以下の条件(重量%で)の一つ以上を満たすことができる。
C 0.25〜0.35、好ましくは0.27〜0.34
N 0.04〜0.30、好ましくは0.04〜0.10
C+N 0.38〜0.42
Cr 1.3〜2.5、好ましくは1.4〜2.3。
A preferred form of low chromium hot work tool steel can satisfy one or more of the following conditions (in weight percent):
C 0.25 to 0.35, preferably 0.27 to 0.34
N 0.04-0.30, preferably 0.04-0.10
C + N 0.38 to 0.42
Cr 1.3-2.5, preferably 1.4-2.3.

低クロム熱間加工工具鋼のより好ましい形態は、以下の条件(重量%で)の一つ以上を満たすことができる。
N 0.042〜0.15、好ましくは0.045〜0.12
C+N 0.39〜0.41
Cr 1.3〜2.3、好ましくは1.4〜2.1。
A more preferred form of low chromium hot work tool steel can satisfy one or more of the following conditions (in weight percent):
N 0.042 to 0.15, preferably 0.045 to 0.12
C + N 0.39 to 0.41
Cr 1.3-2.3, preferably 1.4-2.1.

低クロム熱間加工工具鋼のさらに好ましい形態は、以下の条件(重量%で)の一つ以上を満たすことができる。
C 0.20〜0.35、好ましくは0.30〜0.34
N 0.042〜0.12、好ましくは0.045〜0.12
C+N 0.39〜0.41
Cr 1.4〜1.9、好ましくは1.5〜1.7
Mo/V 1.8〜2.3、好ましくは1.9〜2.1
Cr/V <2、好ましくは<1.8
本発明の概念によれば、低クロム熱間加工工具鋼は、以下の例に係る組成(重量%で)を有していてもよい。
C 0.20〜0.40
N 0.03〜0.30
C+N 0.30〜0.50
Cr 1.2〜2.3
Mo 1〜3
V 0.8〜1.3
Mn 1〜2
Si 0.1〜0.4
Ni <1
場合により
Co 3〜5
B 0.001〜0.01
Mo/V 1.8〜2.3
Cr/V <2
残部 不純物を別にしてFe、あるいは、
C 0.20〜0.40
N 0.03〜0.30
C+N 0.30〜0.50
Cr 1.2〜2.3
Mo 1.5〜3
V 0.8〜1.3
Mn 1〜2
Si 0.1〜0.4
Ni <1
場合により
Co 3〜5
B 0.001〜0.01
Mo/V 1.8〜2.3
Cr/V <2
残部 不純物を別にしてFe、あるいは、
C 0.20〜0.40
N 0.04〜0.30
C+N 0.30〜0.50
Cr 1.2〜2.3
Mo 1〜3
V 0.8〜1.3
Mn 1〜2
Si 0.1〜0.4
Ni < 1
Co < 0.2
場合により、
B 0.001〜0.01
Mo/V 1.8〜2.3
Cr/V < 2
残部 不純物を別にしてFe、あるいは、
C 0.20〜0.38
N 0.04〜0.30
C+N 0.36〜0.44
Cr 1.2〜2.3
Mo 1.9〜2.9
V 0.8〜1.3
Mn 1〜2
Si 0.1〜0.4
Ni <0.25
Co <0.20
場合により
B 0.001〜0.01
Mo/V 1.8〜2.3
Cr/V <2
残部 不純物を別にしてFe、あるいは、
C 0.30〜0.34
N 0.04〜0.09
C+N 0.37〜0.43
Cr 1.4〜1.9
Mo 2.2〜2.8
V 1.0〜1.3
Mn 1〜2
Si 0.2〜0.4
Ni <0.25
Co <0.20
場合により、
B 0.001〜0.005
Mo/V 1.8〜2.3
Cr/V <2
残部 不純物を別にしてFe。
A more preferred form of low chromium hot work tool steel can satisfy one or more of the following conditions (in weight percent):
C 0.20 to 0.35, preferably 0.30 to 0.34
N 0.042 to 0.12, preferably 0.045 to 0.12
C + N 0.39 to 0.41
Cr 1.4-1.9, preferably 1.5-1.7
Mo / V 1.8-2.3, preferably 1.9-2.1
Cr / V <2, preferably <1.8
According to the concept of the present invention, the low chromium hot work tool steel may have a composition (in% by weight) according to the following example.
C 0.20-0.40
N 0.03-0.30
C + N 0.30 to 0.50
Cr 1.2-2.3
Mo 1-3
V 0.8-1.3
Mn 1-2
Si 0.1-0.4
Ni <1
In some cases Co 3-5
B 0.001-0.01
Mo / V 1.8-2.3
Cr / V <2
Remaining Fe apart from impurities, or Fe
C 0.20-0.40
N 0.03-0.30
C + N 0.30 to 0.50
Cr 1.2-2.3
Mo 1.5-3
V 0.8-1.3
Mn 1-2
Si 0.1-0.4
Ni <1
In some cases Co 3-5
B 0.001-0.01
Mo / V 1.8-2.3
Cr / V <2
Remaining Fe apart from impurities, or Fe
C 0.20-0.40
N 0.04-0.30
C + N 0.30 to 0.50
Cr 1.2-2.3
Mo 1-3
V 0.8-1.3
Mn 1-2
Si 0.1-0.4
Ni <1
Co <0.2
In some cases
B 0.001-0.01
Mo / V 1.8-2.3
Cr / V <2
Remaining Fe apart from impurities, or Fe
C 0.20 to 0.38
N 0.04-0.30
C + N 0.36 to 0.44
Cr 1.2-2.3
Mo 1.9 to 2.9
V 0.8-1.3
Mn 1-2
Si 0.1-0.4
Ni <0.25
Co <0.20
In some cases B 0.001-0.01
Mo / V 1.8-2.3
Cr / V <2
Remaining Fe apart from impurities, or Fe
C 0.30 to 0.34
N 0.04-0.09
C + N 0.37 to 0.43
Cr 1.4-1.9
Mo 2.2-2.8
V 1.0-1.3
Mn 1-2
Si 0.2-0.4
Ni <0.25
Co <0.20
In some cases
B 0.001-0.005
Mo / V 1.8-2.3
Cr / V <2
The remainder Fe except for impurities.

本発明の別の目的は、改善された特性プロファイル、特に改善された焼戻し抵抗、を有する低クロム熱間加工工具鋼物品を提供することである。   Another object of the present invention is to provide a low chromium hot work tool steel article having an improved property profile, particularly improved tempering resistance.

本発明によれば、この目的は、請求項11に規定される方法、すなわち
a)いずれかの請求項に規定される低クロム熱間加工工具鋼を用意する工程、
b)前記鋼組成物から鋼物品を形成する(forming)工程、
c)工程b)で得られた鋼物品を、1200℃以下の温度、半時間程度の時間でオーステナイト化し、続いて急冷する(quenching)工程、および
d)急冷した鋼物品を、500℃と700℃の間の温度、2時間程度の時間で、少なくとも二回焼き戻す工程
を含む方法によって達成される。
According to the invention, this object is achieved by the method as defined in claim 11, ie a) providing a low chromium hot work tool steel as defined in any claim,
b) forming a steel article from the steel composition;
c) a step of austenitizing the steel article obtained in step b) at a temperature of 1200 ° C. or less for about half an hour, followed by quenching; and d) quenching the steel article at 500 ° C. and 700 ° C. It is achieved by a method comprising a step of tempering at least twice at a temperature between 0 ° C. and a time of about 2 hours.

前記方法の好ましい実施形態は、従属請求項12〜15に記載されている。   Preferred embodiments of the method are described in the dependent claims 12-15.

高いクロム含有量(すなわち9〜12重量%)を有する耐クリープ性鋼では、比較的低温(すなわち1020〜1050℃)において既にバナジウム炭窒化物を固溶させることができる。しかし、クロム含有量が低いと、4〜5重量%未満であると、一次バナジウム炭窒化物が溶鋼中に形成され、それはその後事実上固溶できない。   In a creep resistant steel having a high chromium content (ie 9-12% by weight), vanadium carbonitride can already be dissolved at a relatively low temperature (ie 1020-1050 ° C.). However, if the chromium content is low, if it is less than 4 to 5% by weight, primary vanadium carbonitride is formed in the molten steel, which cannot practically be dissolved thereafter.

本発明の鋼においては、炭素および窒素の合計量が、0.30≦(C+N)≦0.50、好ましくは0.36≦(C+N)≦0.44に調節されよう。公称含有量は0.40重量%程度となろう。同時に、窒素含有量を0.015と0.30との間のN、好ましくは0.015と0.15の間のN、さらに好ましくは0.015〜0.10の間に調節することが有利であり、炭素は好ましくは少なくとも0.20重量%に調節することができる。好ましい範囲は、プロダクトクレームに記載されている。   In the steel of the present invention, the total amount of carbon and nitrogen will be adjusted to 0.30 ≦ (C + N) ≦ 0.50, preferably 0.36 ≦ (C + N) ≦ 0.44. The nominal content will be around 0.40% by weight. At the same time, the nitrogen content can be adjusted to N between 0.015 and 0.30, preferably between 0.015 and 0.15, more preferably between 0.015 and 0.10. Advantageously, the carbon can preferably be adjusted to at least 0.20% by weight. Preferred ranges are given in the product claims.

窒素含有量が約0.05から0.10重量%にバランスされている場合、バナジウム炭窒化物が形成され、それがオーステナイト化工程の間に部分的に固溶し、次いで、焼戻し工程の間にナノメートルサイズの粒子として析出するだろう。バナジウム炭窒化物の熱安定性は、バナジウム炭化物よりも良好であり、従って低クロム熱間加工工具鋼物品の焼戻し抵抗が非常に向上する。さらに、少なくとも二回焼き戻すことによって、焼戻し性能曲線(焼戻し温度の関数として硬度を示す)が、より高い二次ピークを持つことになろう。   When the nitrogen content is balanced from about 0.05 to 0.10% by weight, vanadium carbonitrides are formed, which partially dissolve during the austenitizing process and then during the tempering process. Will deposit as nanometer-sized particles. The thermal stability of vanadium carbonitride is better than that of vanadium carbide, thus greatly improving the tempering resistance of low chromium hot work tool steel articles. Furthermore, by tempering at least twice, the tempering performance curve (indicating hardness as a function of tempering temperature) will have a higher secondary peak.

本発明の最も好ましい実施形態において、窒素含有量は好ましくは0.05重量%程度である。この値は、より高い値よりも、良好な性能を与える。0.05重量%程度の窒素含有量は、より高い含有量と比較して、急冷の間の二次硬化についてのより高いポテンシャル(potential)を与え、よって鋼に高い硬度を与える。しかし、0.10重量%程度の量が、二次硬化のピークを幾分より高い焼戻し温度にシフトさせることが示されており、これは実用的である(positive)。好ましい範囲はプロダクトクレームに示されている。加えて、実施された試験およびモデリング計算が、増加した窒素含有量と関連して、増加したオーステナイト化温度が必要であることを示している。   In the most preferred embodiment of the present invention, the nitrogen content is preferably on the order of 0.05% by weight. This value gives better performance than a higher value. A nitrogen content on the order of 0.05% by weight gives a higher potential for secondary hardening during quenching compared to a higher content, thus giving the steel a higher hardness. However, quantities on the order of 0.10% by weight have been shown to shift the secondary cure peak to a somewhat higher tempering temperature, which is positive. Preferred ranges are given in the product claims. In addition, tests and modeling calculations performed indicate that an increased austenitizing temperature is required in conjunction with increased nitrogen content.

クロムは鋼の焼入れ性と耐腐食性を促進する。低すぎる含有量において、耐食性が悪影響を受けるだろう。したがって、鋼中の最小クロム含有量が、1重量%に設定されている。最大含有量は、クロムリッチな炭化物/炭窒化物、例えばM23の望ましくない形成を回避するために、4重量%に設定されている。クロム含有量は、好ましくは、3重量%を超えず、さらにより好ましくは、2.6重量%を超えないであろう。本発明の一実施形態において、クロム含有量は1.5〜1.7重量%である。好ましい範囲は、プロダクトクレームに記載されている。低いクロム含有量は、熱的により安定なバナジウムリッチな炭窒化物に有利になるように、ミクロ組織におけるクロム炭化物の析出を遅らせる。したがって、材料における回復(recovery)が鈍化し、焼戻し抵抗が向上する。 Chromium promotes the hardenability and corrosion resistance of steel. At too low a content, the corrosion resistance will be adversely affected. Therefore, the minimum chromium content in the steel is set to 1% by weight. The maximum content is set to 4% by weight in order to avoid unwanted formation of chromium-rich carbide / carbonitrides such as M 23 C 6 . The chromium content will preferably not exceed 3% by weight, and even more preferably will not exceed 2.6% by weight. In one embodiment of the invention, the chromium content is 1.5-1.7% by weight. Preferred ranges are given in the product claims. The low chromium content delays chromium carbide precipitation in the microstructure, in favor of a thermally more stable vanadium rich carbonitride. Accordingly, recovery in the material is slowed and tempering resistance is improved.

十分な析出ポテンシャルおよびしたがって適した焼戻し抵抗および望ましい高温強度特性を提供するために、鋼は少なくとも0.8重量%の量でバナジウムを含むであろう。M(C、N)析出物(これは、熱処理後のマトリックス中に残存する大きな固溶していない析出物のリスク、およびさらにマトリックス中の炭素および窒素が枯渇するリスクを増大させる。)の過剰な形成を回避するために、バナジウムの上限は1.3重量%である。好ましくは、バナジウムは1.0と1.3重量%の間である。好ましい範囲は、プロダクトクレームに記載されている。   In order to provide sufficient precipitation potential and thus suitable tempering resistance and desirable high temperature strength properties, the steel will contain vanadium in an amount of at least 0.8 wt%. An excess of M (C, N) precipitates (which increases the risk of large, non-solid precipitates remaining in the matrix after heat treatment, and further depletion of carbon and nitrogen in the matrix). In order to avoid excessive formation, the upper limit of vanadium is 1.3% by weight. Preferably, the vanadium is between 1.0 and 1.3% by weight. Preferred ranges are given in the product claims.

Cr/Vの比(ration)は、望ましいMC相を得るために、好ましくは2未満、より好ましくは1.8未満であるべきである。その理由は、CrがMC相に対する毒であると考えることができることである。   The Cr / V ration should preferably be less than 2, more preferably less than 1.8 in order to obtain the desired MC phase. The reason is that Cr can be considered a poison for the MC phase.

ケイ素は、0.1〜0.5重量%の間、好ましくは0.2〜0.4重量%の間の量で鋼中に存在するであろう。ケイ素の含有量を低く維持することにより、準安定MC炭化物の初期析出を得ることができる。これらの炭化物は、望ましいM(C、N)粒子がその後に析出するための、炭素のリザーバとして機能するだろう。また、粒界や格子の境界における望ましくないクロムリッチM23粒子の析出が回避される。好ましい範囲は、プロダクトクレームに記載されている。 Silicon will be present in the steel in an amount between 0.1 and 0.5% by weight, preferably between 0.2 and 0.4% by weight. By keeping the silicon content low, initial precipitation of metastable M 3 C carbides can be obtained. These carbides will function as a reservoir of carbon for subsequent deposition of the desired M (C, N) particles. Also, undesirable precipitation of chromium-rich M 23 C 6 particles at grain boundaries and lattice boundaries is avoided. Preferred ranges are given in the product claims.

マンガンは、特に鋼中のクロムおよびモリブデンの含有量が比較的低い場合に、鋼に適切な焼入れ性を与えるために存在する。鋼中のマンガン含有量は0.5〜2重量%、好ましくは1.0〜2.0重量%の間である。好ましい範囲は、プロダクトクレームに記載されている。   Manganese is present to provide adequate hardenability to the steel, especially when the chromium and molybdenum content in the steel is relatively low. The manganese content in the steel is between 0.5 and 2% by weight, preferably between 1.0 and 2.0% by weight. Preferred ranges are given in the product claims.

モリブデンは、焼戻しの間に二次硬化を提供し、また焼入れ性への寄与を与えるために、1.5と3重量%の間、好ましくは2.2〜2.8重量%の量で、鋼中に存在するであろう。好ましい範囲は、プロダクトクレームに記載されている。
モリブデンの一部は、それ自体は公知であるようにタングステンで置換されていてもよいが、好ましくは鋼が、意図的に添加された量のタングステン、すなわち、不純物レベルを超える量のタングステンを含まないであろう。この元素の存在に関連する或る不都合さのためである。
Molybdenum provides secondary hardening during tempering and in an amount between 1.5 and 3 wt%, preferably 2.2 to 2.8 wt%, in order to provide a hardenability contribution, Will be present in steel. Preferred ranges are given in the product claims.
Some of the molybdenum may be replaced with tungsten as is known per se, but preferably the steel contains an intentionally added amount of tungsten, i.e. an amount above the impurity level. There will be no. This is due to certain disadvantages associated with the presence of this element.

Mo/V比は、二次炭化物の析出ポテンシャルと望ましい析出シーケンスとを得るために、好ましくは1.8〜2.3の範囲、より好ましくは1.9〜2.1の範囲にあるべきである。MoがMC相を安定化することが知られており、1.8〜2.3の範囲内になるようにMoおよびVの含有量を調整することによって、モリブデンリッチMCも形成されるだろう(この相は、バナジウムリッチMC相と比較して、高い粗大化率(coarsening rate)を有する)。 The Mo / V ratio should preferably be in the range of 1.8 to 2.3, more preferably in the range of 1.9 to 2.1 in order to obtain the precipitation potential of the secondary carbides and the desired precipitation sequence. is there. Mo is known to stabilize the M 2 C phase, and molybdenum rich M 2 C is also formed by adjusting the contents of Mo and V to be in the range of 1.8-2.3. (This phase has a higher coarsening rate compared to the vanadium-rich MC phase).

ニッケルおよびコバルトは、それぞれ最大で3重量%および5重量%の量で、鋼中に含まれることができる元素である。コバルトは、鋼のいくつかの用途のために有利であり得る高温硬度を増大させることができる。コバルトを添加する場合は、有効な量は約4重量%である。ニッケルは鋼の耐食性、焼入れ性および靭性を増大させることができる。好ましい範囲は、プロダクトクレームに記載されている。   Nickel and cobalt are elements that can be included in the steel in amounts of up to 3% and 5% by weight, respectively. Cobalt can increase the high temperature hardness which can be advantageous for some steel applications. When cobalt is added, the effective amount is about 4% by weight. Nickel can increase the corrosion resistance, hardenability and toughness of the steel. Preferred ranges are given in the product claims.

原則的には、オーステナイト化は、軟化焼鈍(soft annealing)温度820℃と最高オーステナイト化温度1200℃との間の温度で行うことができる。しかし、好ましくは鋼物品のオーステナイト化は、1050〜1150℃程度、好ましくは1080〜1150℃、典型的には1100℃で行われる。より高いオーステナイト化温度は、焼戻し硬さをより高い温度にシフトさせること、すなわち二次硬化のピークが、より高い温度にシフトされることが、社内テストによって示されている。これは、より高い初期焼戻し温度において望ましい硬度に到達することを意味する。したがって、材料が改善された焼戻し抵抗を得るであろうとともに、工具の加工温度を高めることができるだろう。   In principle, austenitization can be carried out at a temperature between a soft annealing temperature of 820 ° C. and a maximum austenitizing temperature of 1200 ° C. Preferably, however, the austenitization of the steel article is carried out at about 1050-1150 ° C, preferably 1080-1150 ° C, typically 1100 ° C. In-house tests have shown that a higher austenitizing temperature shifts the tempering hardness to a higher temperature, i.e., the peak of the secondary cure is shifted to a higher temperature. This means that the desired hardness is reached at higher initial tempering temperatures. Thus, the material will obtain improved tempering resistance and the tool processing temperature will be increased.

好ましくは、急冷された鋼物品の焼戻しは、500と700℃の間、好ましくは550と680℃の間の温度において2時間の保持時間で、少なくとも二回実施される。鋼組成物の最も好ましい実施形態では、焼戻しは600と650℃との間、好ましくは625と650℃の間の温度で行われる。   Preferably, tempering of the quenched steel article is carried out at least twice at a temperature between 500 and 700 ° C, preferably between 550 and 680 ° C, with a holding time of 2 hours. In the most preferred embodiment of the steel composition, tempering is performed at a temperature between 600 and 650 ° C, preferably between 625 and 650 ° C.

0.05〜0.10重量%の範囲の窒素含有量は、溶鋼を形成し、溶鋼を鋳造してインゴットを形成し、そして熱処理によりインゴットを均質化する(homogenize)従来の鋳造方法によって窒素を組み込むことによって得ることができる。窒素の添加は、大きな一次バナジウムリッチM(C、N)析出物(次にこれが材料に硬度ムラを与えるだろう)を生成させるであろう。しかし、窒素含有量を低くし、後の段造の前に均質化熱処理がある場合、大きな一次炭窒化物は発生しないだろう。   Nitrogen content in the range of 0.05 to 0.10% by weight forms the molten steel, casts the molten steel to form an ingot, and homogenizes the ingot by heat treatment. Can be obtained by incorporating. The addition of nitrogen will produce large primary vanadium rich M (C, N) precipitates which in turn will give the material uneven hardness. However, if the nitrogen content is low and there is a homogenization heat treatment prior to subsequent stepping, large primary carbonitrides will not be generated.

鋼の変形形態では、好ましい実施形態について示されたものよりも、高い窒素含有量も考えられる。この変形例では、窒素が0.30重量%にまで達する可能性がある。より高い窒素含有量を得るために、従来の鋳造方法は不十分である。その代わりに、まず窒素以外は本質的に所望の組成の鋼粉末を製造し、次いでこの粉末を窒素含有流体、例えば窒素ガス、によって固体状態で窒化し、その後その粉末を1150℃程度の温度、76MPa程度の圧力で熱間等方圧プレスしてインゴットを成形することによって、窒素を組み込むことができる。粉末冶金によって工具鋼を製造することにより、大きな一次炭化物の発生の問題が回避される。   For steel variants, higher nitrogen contents are also conceivable than those shown for the preferred embodiment. In this variant, nitrogen can reach 0.30% by weight. In order to obtain a higher nitrogen content, conventional casting methods are insufficient. Instead, first a steel powder of essentially the desired composition other than nitrogen is produced, then this powder is nitrided in a solid state with a nitrogen-containing fluid, for example nitrogen gas, after which the powder is heated to a temperature of the order of 1150 ° C. Nitrogen can be incorporated by forming an ingot by hot isostatic pressing at a pressure of about 76 MPa. By producing tool steel by powder metallurgy, the problem of the generation of large primary carbides is avoided.

好ましくは、インゴットは1270℃程度の温度で鍛造され、その後820℃程度の温度で軟化焼鈍され、続いて10℃/hの速度で650℃の温度まで冷却され、次いで空気中で放冷(free cooling)され、それをオーステナイト化する準備が整う。   Preferably, the ingot is forged at a temperature on the order of 1270 ° C., then soft annealed at a temperature on the order of 820 ° C., subsequently cooled to a temperature of 650 ° C. at a rate of 10 ° C./h and then allowed to cool in air (free cooling) and ready to austenite it.

本発明の鋼は、熱間加工の用途における物品のより長い寿命を可能にする、大幅に向上した焼戻し抵抗を有する。既に上述したように、窒素含有量は好ましくは0.05重量%程度、クロム含有量は好ましくは3重量%未満、すなわち、1.2〜2.6または1.3〜2.3である。   The steel of the present invention has a greatly improved tempering resistance that allows for a longer life of the article in hot working applications. As already mentioned above, the nitrogen content is preferably around 0.05% by weight and the chromium content is preferably less than 3% by weight, ie 1.2-2.6 or 1.3-2.3.

本発明の鋼物品は、好ましくは、以下の要求のいくつかも満たしているであろう:
− 良好な焼戻し抵抗、
− 良好な高温強度、
− 良好な熱伝導性、
− 許容できないほど大きな熱膨張係数を持っていないこと。
The steel article of the present invention will preferably meet some of the following requirements:
-Good tempering resistance,
-Good high temperature strength,
-Good thermal conductivity,
-It does not have an unacceptably large coefficient of thermal expansion;

以下、本発明を好ましい実施形態及び添付の図面を参照してより詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments and the accompanying drawings.

窒素を含有しない典型的な従来技術の低クロム熱間加工工具鋼の、硬度対焼戻し温度を示す図である。FIG. 2 shows hardness versus tempering temperature of a typical prior art low chromium hot work tool steel containing no nitrogen. 15Cr、1Mo、0.6Cおよび15Cr、1Mo、0.29C、0.35N(重量%の含有量)の従来技術の鋼の、様々な焼戻し温度における硬度を示す図である。FIG. 3 shows the hardness at various tempering temperatures of 15Cr, 1Mo, 0.6C and 15Cr, 1Mo, 0.29C, 0.35N (wt% content) prior art steel. オーステナイト中のM(C、N)の安定性への、低クロム含有量の効果を示す図である。It is a figure which shows the effect of low chromium content on the stability of M (C, N) in austenite. 温度の関数として、MC、M(C、N)及びbccマトリックスのモル分率を示す図である(バランス相:オーステナイトマトリックス)。FIG. 5 shows the molar fraction of M 6 C, M (C, N) and bcc matrix as a function of temperature (balance phase: austenite matrix). 温度の関数として、M(C、N)相及び準安定MCの量を示す図である(バランス相:フェライト)。As a function of temperature, a diagram showing the amount of M (C, N) phase and the metastable M 2 C (Balance Phase: ferrite). N 0.05、N 0.10およびN 0.30の試験合金について、硬度対焼戻し温度曲線を示す図である。It is a figure which shows a hardness versus tempering temperature curve about the test alloy of N0.05, N0.10 and N0.30. N 0.05における、小さな固溶していないM(C、N)析出物および球状の混合酸化物−硫化物粒子を示す後方散乱SEM画像である。FIG. 6 is a backscattered SEM image showing small undissolved M (C, N) precipitates and spherical mixed oxide-sulfide particles at N 0.05. は、合金N 0.10中の、旧オーステナイト粒界(former austenite grain boundaries)における、固溶していない一次M(C、N)を表す後方散乱SEM画像である。These are back-scattered SEM images representing the primary M (C, N) not dissolved in the former austenite grain boundaries in alloy N0.10. 軟化焼鈍したN 0.10の一次粒子を表す後方散乱SEM画像であるIt is a backscattering SEM image showing the primary particle of N 0.10 which carried out softening annealing. N 0.30中で固溶していないM(C、N)粒子の均一な分布を示す後方散乱SEM画像である。It is a backscattering SEM image which shows the uniform distribution of the M (C, N) particle | grains which are not dissolved in N0.30. N 0.30中に見られる固溶していないM(C、N)のいくつかのクラスターを示す後方散乱SEM画像である。FIG. 6 is a backscattered SEM image showing several clusters of M (C, N) that are not dissolved in N 0.30. FIG.

モリブデンおよびバナジウム中合金熱間加工工具鋼は、熱疲労、軟化、高温クリープに対する良好な抵抗性を持っている。このような従来技術の鋼の典型的な公称化学組成を表1(重量%)に示す。   Molybdenum and vanadium medium alloy hot work tool steels have good resistance to thermal fatigue, softening and high temperature creep. A typical nominal chemical composition of such prior art steel is shown in Table 1 (wt%).

Figure 0005837945
Figure 0005837945

なお、表1の鋼の高温特性は、焼戻しの間にナノメートルサイズのバナジウム炭化物が析出することに起因することが示唆されている。これらのMC型の硬質炭化物(2900HV)は、材料の二次硬化を与える。図1は、典型的な従来技術の工具鋼についての焼戻し曲線(硬度対焼戻し温度)を示す。サンプルは、1030℃でオーステナイト化され、その後異なる温度で2回焼戻しされた;2+2時間の焼戻し時間について200℃から700℃まで。図から分かるように、500から650℃の区間(interval)において、550℃に顕著な二次硬化のピークがある。その後の検討によって、625℃での焼き戻しの間に典型的な従来技術の工具鋼において準安定モリブデンリッチMCのかなりの析出があることが示されており、これは二次硬化効果に寄与するものである。 In addition, it is suggested that the high temperature characteristic of the steel of Table 1 originates in the precipitation of nanometer size vanadium carbide during tempering. These MC type hard carbides (2900 HV) provide secondary hardening of the material. FIG. 1 shows the tempering curve (hardness vs. tempering temperature) for a typical prior art tool steel. The sample was austenitized at 1030 ° C. and then tempered twice at different temperatures; from 200 ° C. to 700 ° C. for a tempering time of 2 + 2 hours. As can be seen, there is a significant secondary cure peak at 550 ° C. in the 500 to 650 ° C. interval. Subsequent studies have shown that there is significant precipitation of metastable molybdenum-rich M 2 C in typical prior art tool steels during tempering at 625 ° C., which contributes to the secondary hardening effect. It contributes.

長時間高温でその硬度を維持する熱間加工工具鋼の能力、焼戻し抵抗は、通常、初期焼戻し温度と結びつけることができ;材料が初期焼戻し温度より十分に低い温度に保持された場合、それは軟化しない。初期焼戻し温度に、より近いもしくはそれより高い温度に保持した場合、軟化はより顕著になる。   The ability of hot work tool steel to maintain its hardness at high temperatures for extended periods of time, tempering resistance, can usually be combined with the initial tempering temperature; if the material is held at a temperature well below the initial tempering temperature, it softens do not do. Softening becomes more pronounced when held at a temperature closer to or higher than the initial tempering temperature.

二次硬化ピークをより高い温度にシフトすることができる場合、それは、望ましい硬度(例えば44〜46HRC)が、より高い初期焼戻し温度において到達されることができることを意味する。したがって、材料が改善された焼戻し抵抗を得ることになり、工具の加工温度を高めることができるだろう。   If the secondary cure peak can be shifted to higher temperatures, it means that the desired hardness (eg 44-46 HRC) can be reached at higher initial tempering temperatures. Thus, the material will have improved tempering resistance and the tooling temperature will be increased.

高クロム鋼に関する以前の検討によって、窒素が鋼に添加されたとき、焼戻しの間に、より高硬度を達成することが可能であることが示唆されている。15Cr、1Mo、0.6Cおよび15Cr、1Mo、0.29C、0.35Nのサンプルは、1050℃で溶体化処理し(solution treated)、続いて水急冷し(water quenching)、液体窒素に冷却し、そしてそれらは2時間、異なる温度で焼戻しした。図2から分かるように、ピーク硬度は、窒素を追加したときに有意に高くなった。マルテンサイトの初期の硬度は、窒素を含有する鋼のほうが低いが、焼戻しの間にこの鋼は、窒素を含有しない鋼よりも高い硬度を達成する。   Previous studies on high chromium steels suggest that higher hardness can be achieved during tempering when nitrogen is added to the steel. Samples of 15Cr, 1Mo, 0.6C and 15Cr, 1Mo, 0.29C, 0.35N were solution treated at 1050 ° C., followed by water quenching and cooling to liquid nitrogen. And they were tempered at different temperatures for 2 hours. As can be seen from FIG. 2, the peak hardness increased significantly when nitrogen was added. The initial hardness of martensite is lower in steels containing nitrogen, but during tempering this steel achieves a higher hardness than steels that do not contain nitrogen.

これについての説明は、オーステナイト相中のクロムの溶解度の増大の結果、窒素がクロムをより均一にマトリックス中に分散させるということである。急冷の後、ムラ無く分散したクロムをオーステナイトからマルテンサイト相が継承し、焼戻しの間にクロム窒化物の非常に細かく分散した析出が生じ、したがって材料に、より強い硬化効果を与える。   The explanation for this is that as a result of the increased solubility of chromium in the austenite phase, nitrogen distributes chromium more uniformly in the matrix. After quenching, the uniformly dispersed chromium is inherited by the martensite phase from austenite, resulting in very finely dispersed precipitation of chromium nitride during tempering, thus giving the material a stronger hardening effect.

さらに、炭素の一部を窒素で置換することは、マルテンサイト鋼マトリックスの、より高い硬度を達成するために使用される。窒素添加によって、初期には、残留オーステナイト量が多くなる。しかし、このオーステナイトは後に冷間加工によってマルテンサイトに変換することができ、このようにして68HRCという高い硬度を達成することが可能である。   Furthermore, replacing part of the carbon with nitrogen is used to achieve a higher hardness of the martensitic steel matrix. By adding nitrogen, the amount of retained austenite initially increases. However, this austenite can later be converted to martensite by cold working, and in this way a high hardness of 68HRC can be achieved.

低クロム含有量が、焼戻し抵抗性にプラスの効果を持つようである。1.5および5.0重量%クロムの2つの異なる熱間加工工具鋼の比較によって、より低いクロム含有量が、より熱的に安定なバナジウムリッチMCに有利なように、ミクロ組織中のクロム炭化物の析出を遅らせることが示されている。したがって、材料において回復が鈍化し、焼戻し抵抗が改善される。   The low chromium content appears to have a positive effect on tempering resistance. A comparison of two different hot work tool steels of 1.5 and 5.0 wt% chromium shows that the lower chromium content favors the more thermally stable vanadium-rich MC and that the chromium in the microstructure It has been shown to delay the precipitation of carbides. Therefore, recovery in the material is slowed and tempering resistance is improved.

しかし、0.06重量%Nを含む典型的な耐クリープ性9〜12重量%クロム鋼についての検討によって、低クロム含有量がMX(XはC+Nである)粒子を劇的に安定化させることが示されている(図3参照)。オーステナイト化が1100℃で行われる場合、M(C、N)粒子のすべてが、10重量%のクロムを含有する鋼中に固溶するだろう。クロム含有量が2.5重量%(参照:図1の例示的な低クロム工具鋼)に低下した場合には、大量のM(C、N)が依然としてオーステナイト中に存在するだろう。低クロム含有量の結果、少量の格子間原子のみがオーステナイト化処理の間にオーステナイト中に固溶するようである。   However, a study on a typical creep resistant 9-12 wt% chromium steel containing 0.06 wt% N dramatically stabilizes MX (X is C + N) particles with low chromium content Is shown (see FIG. 3). If austenitization takes place at 1100 ° C., all of the M (C, N) particles will be dissolved in steel containing 10% by weight chromium. If the chromium content is reduced to 2.5% by weight (see: exemplary low chromium tool steel of FIG. 1), large amounts of M (C, N) will still be present in the austenite. As a result of the low chromium content, only a small amount of interstitial atoms appear to dissolve in the austenite during the austenitizing treatment.

本発明によれば、増大した焼戻し抵抗を有する低クロム熱間加工工具鋼物品は、以下の工程を行うことにより作られる:
a)低クロム熱間加工工具鋼の溶鋼組成物中に窒素を組み込み、それによってプロセスクレームのいずれかに規定される鋼組成物を用意する工程、
b)前記鋼組成物から鋼物品を形成する工程、
c)工程b)で得た鋼物品を、1200℃以下の温度、半時間程度の時間オーステナイト化し、続いて急冷し、
d)急冷した鋼物品を少なくとも二回、500と700℃の間の温度で2時間程度の時間で焼き戻す工程。
In accordance with the present invention, a low chromium hot work tool steel article having increased tempering resistance is made by performing the following steps:
a) incorporating nitrogen into the molten steel composition of the low chromium hot work tool steel, thereby providing a steel composition as defined in any of the process claims;
b) forming a steel article from the steel composition;
c) The steel article obtained in step b) is austenitized at a temperature of 1200 ° C. or lower for about half an hour, followed by rapid cooling,
d) tempering the quenched steel article at least twice at a temperature between 500 and 700 ° C. for a period of about 2 hours.

本技術分野における従来の理解を考慮すると、クロム含有量の低下が焼入れ性の低下と一次M(C、N)粒子の固溶の困難性をもたらすであろうという教示が広く認められているので、これらの結果は驚くべきものである。   In view of the prior understanding in this technical field, the teaching that the reduction in chromium content will lead to a decrease in hardenability and difficulty in solid solution of primary M (C, N) particles is widely accepted. These results are surprising.

高いクロム含有量すなわち9〜12重量%を有する耐クリープ性鋼においては、比較的低い温度すなわち1020〜1050℃において既にバナジウム炭窒化物を固溶させることができる。しかし、クロム含有量が低い、約4〜5%未満、の場合、一次バナジウム炭窒化物が溶鋼中で形成され、その後それらを固溶することは事実上不可能だろう。   In a creep resistant steel with a high chromium content, ie 9-12% by weight, the vanadium carbonitride can already be dissolved at a relatively low temperature, ie 1020-1050 ° C. However, if the chromium content is low, less than about 4-5%, it will be virtually impossible to form primary vanadium carbonitrides in the molten steel and then dissolve them.

本発明者らは、低クロム鋼において、窒素含有量が約0.015〜0.30重量%にバランスされたとき、バナジウム炭窒化物が生じ、それがオーステナイト化工程の間に部分的に固溶し、その後、焼き戻し工程の間にナノメートルサイズの粒子として析出することを見出した。その粒子は、約1μmから約10μm程度である。いくつかのケースでは、窒素含有量が低い場合、典型的には0.05重量%の場合、粒子の平均サイズは1μm未満である。バナジウム炭窒化物の熱的安定性はバナジウム炭化物よりも良好であり、従って低クロム熱間加工工具鋼物品の焼戻し抵抗が非常に向上するだろう。さらに、少なくとも二回焼戻すことによって、焼戻し曲線(焼き戻し温度の関数として硬度を示す)は、より高い二次ピークを持つだろう。   We have found that in low chromium steels, when the nitrogen content is balanced to about 0.015 to 0.30 wt%, vanadium carbonitrides form, which are partially solidified during the austenitizing process. It was found that it melts and then precipitates as nanometer-sized particles during the tempering step. The particles are about 1 μm to about 10 μm. In some cases, the average size of the particles is less than 1 μm when the nitrogen content is low, typically 0.05% by weight. The thermal stability of vanadium carbonitrides is better than vanadium carbides, and therefore the tempering resistance of low chromium hot work tool steel articles will be greatly improved. Furthermore, by tempering at least twice, the tempering curve (indicating hardness as a function of tempering temperature) will have a higher secondary peak.

鋼の好ましい実施形態では、窒素含有量は好ましくは0.05重量パーセント程度である。この値は、より高い値よりも、優れた性能を与える。0.05重量パーセント程度の窒素含有量は、より高い含有量よりも、急冷の間の二次硬化についてのより高いポテンシャルを与える。   In a preferred embodiment of the steel, the nitrogen content is preferably on the order of 0.05 weight percent. This value gives better performance than a higher value. A nitrogen content on the order of 0.05 weight percent provides a higher potential for secondary cure during quenching than a higher content.

好ましい実施形態において、クロム含有量は、好ましくは1.5〜1.7重量パーセントである。低いクロム含有量は、より熱的に安定したバナジウムリッチ炭窒化物に有利なように、ミクロ組織においてクロム炭化物の析出を遅らせる。したがって、材料において回復が鈍化し、焼戻し抵抗が改善される。   In a preferred embodiment, the chromium content is preferably 1.5 to 1.7 weight percent. A low chromium content delays chromium carbide precipitation in the microstructure, in favor of a more thermally stable vanadium-rich carbonitride. Therefore, recovery in the material is slowed and tempering resistance is improved.

原理的には、オーステナイト化は、軟化焼鈍温度820℃と最高オーステナイト化温度1200℃との間の温度で行うことができる。好ましい実施形態では、即ち0.05重量パーセント程度の窒素含有量と1.5から1.7重量パーセント程度のクロム含有量を有する組成物においては、好ましくは、鋼物品のオーステナイト化が1050〜1150℃程度の温度、好ましくは1100℃において行われる。社内テストによって、より高いオーステナイト化温度が、焼戻し硬度を、より高い温度にシフトさせる、すなわち二次硬化のピークが、より高い温度にシフトするであろうことが示されており、これは望ましい硬度が、より高い初期焼戻し温度において達成されるであろうことを意味している。したがって、材料は改善された焼戻し抵抗を取得し、工具の加工温度が高められるだろう。   In principle, austenitization can be performed at a temperature between a softening annealing temperature of 820 ° C and a maximum austenitizing temperature of 1200 ° C. In a preferred embodiment, i.e. in compositions having a nitrogen content on the order of 0.05 weight percent and a chromium content on the order of 1.5 to 1.7 weight percent, the austenitization of the steel article is preferably between 1050 and 1150. The reaction is performed at a temperature of about 1 ° C, preferably 1100 ° C. In-house testing has shown that higher austenitizing temperatures will shift tempering hardness to higher temperatures, i.e., the peak of secondary curing will shift to higher temperatures, which is the desired hardness. Means that it will be achieved at higher initial tempering temperatures. Thus, the material will obtain improved tempering resistance and the machining temperature of the tool will be increased.

急冷された鋼物品の焼戻しは、2時間の保持時間、500と700℃の間、好ましくは550と680℃の間の温度で、少なくとも二回実施される。鋼組成物の最も好ましい実施形態では、焼戻しは600と650℃との間、好ましくは625と650℃の間の温度で行われる。   Tempering of the quenched steel article is carried out at least twice, with a holding time of 2 hours, at a temperature between 500 and 700 ° C, preferably between 550 and 680 ° C. In the most preferred embodiment of the steel composition, tempering is performed at a temperature between 600 and 650 ° C, preferably between 625 and 650 ° C.

0.05〜0.10重量%の範囲にある窒素含有量は、溶鋼を形成し、溶鋼を鋳造してインゴットを形成し、熱処理によってインゴットを均質化する、従来の鋳造方法によって窒素を組み込むことによって得ることができる。窒素添加は、大きな一次バナジウムリッチM(C、N)析出物(これは次いで材料に硬度ムラを与える)を生成させるであろう。しかし、窒素含有量を低くし、後の段造の前に均質化熱処理がある場合、大きな一次炭窒化物は発生しないだろう。   Nitrogen content in the range of 0.05-0.10% by weight incorporates nitrogen by conventional casting methods, forming molten steel, casting molten steel to form ingot, and homogenizing ingot by heat treatment Can be obtained by: Nitrogen addition will produce large primary vanadium-rich M (C, N) precipitates, which then give the material uneven hardness. However, if the nitrogen content is low and there is a homogenization heat treatment prior to subsequent stepping, large primary carbonitrides will not be generated.

本発明の好ましい実施形態において、窒素含有量は好ましくは0.05重量%程度である。この値は、より高い値よりも、優れた特性を与える。0.05重量%程度の窒素含有量は、より高い含有量よりも、急冷の間の二次硬化についてのより高いポテンシャルを与え、したがって鋼に高い硬度を与える。しかしながら、0.10重量%程度の量が、幾分より高い焼戻し温度に二次硬化のピークをシフトさせることが示されており、これは実用的である。加えて、実施された試験およびモデリング計算が、増加した窒素含有量と関連して、増加したオーステナイト化温度が必要であることを示している。   In a preferred embodiment of the present invention, the nitrogen content is preferably on the order of 0.05% by weight. This value gives better properties than the higher value. A nitrogen content on the order of 0.05% by weight gives a higher potential for secondary hardening during quenching than a higher content, thus giving the steel a higher hardness. However, an amount on the order of 0.10% by weight has been shown to shift the secondary cure peak to a somewhat higher tempering temperature, which is practical. In addition, tests and modeling calculations performed indicate that an increased austenitizing temperature is required in conjunction with increased nitrogen content.

鋼の変形形態では、好ましい実施形態について示されたものと比較して、より高い窒素含有量も考えられる。この変形形態では、窒素が0.30重量%にまで達するかもしれない。より高い窒素含有量を得るために、従来の鋳造方法は不十分である。その代わりに、好ましくは、まず窒素以外は本質的に望ましい組成の鋼粉末を製造し、次いでこの粉末を窒素ガスによって固体状態で窒化し、その後その粉末を1150℃程度の温度および76MPa程度の圧力で熱間等方圧プレスしてインゴットを形成することによって、窒素を組み込む。工具鋼を粉末冶金によって製造することによって、一次炭化物発生の問題が回避される。   In steel variants, higher nitrogen contents are also conceivable compared to those shown for the preferred embodiment. In this variant, nitrogen may reach 0.30% by weight. In order to obtain a higher nitrogen content, conventional casting methods are insufficient. Instead, it is preferable to first produce a steel powder with essentially the desired composition except for nitrogen, and then to nitride this powder in a solid state with nitrogen gas, after which the powder is at a temperature of about 1150 ° C. and a pressure of about 76 MPa. Incorporate nitrogen by forming an ingot by hot isostatic pressing at. By producing tool steel by powder metallurgy, the problem of primary carbide generation is avoided.

好ましくは、インゴットは1270℃程度の温度で鍛造され、その後820℃程度の温度で軟化焼鈍され、続いて10℃/hの速度で650℃の温度まで冷却され、次いで空気中で放冷され、それをオーステナイト化する準備が整う。   Preferably, the ingot is forged at a temperature of about 1270 ° C., then soft annealed at a temperature of about 820 ° C., subsequently cooled to a temperature of 650 ° C. at a rate of 10 ° C./h, and then allowed to cool in air. Ready to austenite it.

例1
下の表2に、3つの異なる合金、N 0.05;N 0.10およびN 0.30、の重量%による化学組成を掲載する。N 0.05は、0.05重量%の窒素含有量を持つ材料を指し、他も同様である。これらは試験インゴットの実際の組成であることに注意されたい。
Example 1
Table 2 below lists the chemical composition by weight percent of three different alloys, N 0.05; N 0.10 and N 0.30. N 0.05 refers to a material with a nitrogen content of 0.05% by weight, and so on. Note that these are the actual composition of the test ingot.

目的は、炭素および窒素を除くすべての合金元素のレベルを一定に維持することであった。表1の標準的な低クロム熱間加工工具鋼と比較して、クロムもわずかに減少していた。モリブデン含有量に小さな減少があり、マンガン含有量に増加があった。炭素および窒素について、目的は、これら元素の合計をおよそ0.40重量%に一定にすることであり、これは比較的よく達成された。   The aim was to keep the level of all alloying elements except carbon and nitrogen constant. Compared to the standard low chromium hot work tool steel of Table 1, chromium was also slightly reduced. There was a small decrease in molybdenum content and an increase in manganese content. For carbon and nitrogen, the goal was to keep the sum of these elements constant at approximately 0.40% by weight, which was relatively well achieved.

Figure 0005837945
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焼戻し段階は、主に準安定相に関係し、以前の電子顕微鏡による検討によって、これらの相が、焼戻し温度区間すなわち400から700℃において、標準的な低クロム熱間加工工具鋼中に存在することが示されている。これらの炭化物相は、主にバナジウムリッチMC(FCC)とモリブデンリッチMC(HCP)である。いくらかの量のクロムリッチMも、標準的な低クロム熱間加工工具鋼中に発見されている。 The tempering stage is mainly related to the metastable phase, and these phases are present in standard low chromium hot work tool steels in the tempering temperature interval, ie 400 to 700 ° C., as studied by previous electron microscopy. It has been shown. These carbide phases are mainly vanadium rich MC (FCC) and molybdenum rich M 2 C (HCP). Some amount of chromium rich M 7 C 3 has also been found in standard low chromium hot work tool steels.

これらの窒素含有合金を硬化可能か否か、すなわち、急冷の間にマルテンサイトが形成されるように、オーステナイト化温度において十分な合金元素がオーステナイトマトリックス中に固溶できるかどうか、を判断するために、以下の計算を行った。興味深い温度区間は、軟化焼鈍温度820℃と、設定された実用可能な最高オーステナイト化温度1200℃との間であった。   To determine whether these nitrogen-containing alloys can be hardened, i.e., whether sufficient alloying elements can be dissolved in the austenitic matrix at the austenitizing temperature so that martensite is formed during quenching. The following calculation was performed. The interesting temperature interval was between the soft annealing temperature 820 ° C. and the set practical maximum austenitizing temperature 1200 ° C.

これらの平衡計算の結果を図4に示す。ここでMC、M(C、N)およびbccマトリックスのモル分率が、温度の関数として示されている。残余の相はオーステナイトである。実線の曲線は、N 0.05を表し、破線の曲線はN 0.10を表し、点線の曲線はN 0.30を表す。1200℃までにもわたる合金N 0.30におけるM(C、N)の高含有量に注目されたい。予想されたように、bcc相は、850℃超において不安定である。M(C、N)の量を示す平衡曲線の傾きが、窒素含有量が増加するにつれて減少することが興味深く見てとれる。これは、N 0.05と比較して、N 0.30中にM(C、N)を固溶させることが困難であることを意味する。従って、N 0.05マトリックスに比べて、N 0.30マトリックス中では、1100℃でオーステナイト化した後の炭素、窒素、バナジウムの含有量が低いことが予想される。 The results of these equilibrium calculations are shown in FIG. Here the molar fractions of M 6 C, M (C, N) and bcc matrix are shown as a function of temperature. The remaining phase is austenite. The solid curve represents N 0.05, the dashed curve represents N 0.10, and the dotted curve represents N 0.30. Note the high content of M (C, N) in alloy N 0.30 up to 1200 ° C. As expected, the bcc phase is unstable above 850 ° C. It is interesting to see that the slope of the equilibrium curve showing the amount of M (C, N) decreases as the nitrogen content increases. This means that it is difficult to dissolve M (C, N) in N 0.30 compared to N 0.05. Therefore, it is expected that the content of carbon, nitrogen and vanadium after austenitization at 1100 ° C. is lower in the N 0.30 matrix than in the N 0.05 matrix.

モリブデンリッチMC相が炭素のみを固溶させ窒素を固溶させないので、それはN 0.10およびN 0.30におけるより低い炭素含有量の影響を被り、したがって炭素含有量の減少とともにMCの量が減少する。使用されたオーステナイト化温度においてMCが全て固溶することにも注意すべきである。 Since the molybdenum-rich M 6 C phase only dissolves carbon and not nitrogen, it suffers from the lower carbon content at N 0.10 and N 0.30, and thus with decreasing carbon content, M 6 The amount of C decreases. It should also be noted that all M 6 C is in solution at the austenitizing temperature used.

焼戻し温度領域において実行した計算は、N 0.05、N 0.10およびN 0.30における二次析出のポテンシャルを推定するためにのみ行った。見出された平衡は、最善の状態で(at best)、どの相が十分長い時間が経過した後に材料中に存在するかを示し得る。以前の検討によって、実際には標準的な低クロム熱間加工工具鋼においていくらかの自己焼き戻し(auto-tempering)があることが示されている。これは、オーステナイト化プロセスの後に、MC(セメンタイト)が析出するであろうことを意味している。 The calculations performed in the tempering temperature region were performed only to estimate the secondary precipitation potential at N 0.05, N 0.10, and N 0.30. The equilibrium found is at best and can indicate which phase is present in the material after a sufficiently long time. Previous studies have shown that there is actually some auto-tempering in standard low chromium hot work tool steels. This means that M 3 C (cementite) will precipitate after the austenitization process.

焼戻し温度領域での計算の結果を図5に示す。実線の曲線はN 0.05を表し、破線の曲線はN 0.10を表し、点線の曲線はN 0.30を表す。
二次硬化は、通常500と650℃の間で生じ、そしてこの温度区間でM(C、N)の量に関してN 0.05とN 0.10の間には大きな差はない。一方、N 0.30は、おそらくはバナジウムおよび窒素の高い含有量の結果、高くてほぼ一定のM(C、N)量を有する。
The result of the calculation in the tempering temperature region is shown in FIG. The solid curve represents N 0.05, the dashed curve represents N 0.10, and the dotted curve represents N 0.30.
Secondary curing usually occurs between 500 and 650 ° C., and there is no significant difference between N 0.05 and N 0.10 with respect to the amount of M (C, N) in this temperature interval. On the other hand, N 0.30 has a high and nearly constant M (C, N) content, possibly as a result of the high content of vanadium and nitrogen.

N 0.05におけるより高い炭素含有量は、N 0.10に比べて、マトリックスとの平衡において、より多いMC相を生成させる。N 0.30では、はるかに少ないMCがある。 A higher carbon content at N 0.05 produces more M 2 C phase in equilibrium with the matrix compared to N 0.10. At N 0.30 there is much less M 2 C.

先の計算に基づいて、或る温度でオーステナイト化した後のこれらの合金における二次析出のポテンシャルを推定することが可能であろう。このポテンシャルは、焼戻し温度における準安定平衡状態とオーステナイト化温度における平衡との間の、M(C、N)相およびMC相の量の差に依存する。表3において、これらの差は、3つの異なる合金の二次析出ポテンシャルとして表される。値は、モルパーセントで与えられている。 Based on the previous calculations, it would be possible to estimate the secondary precipitation potential in these alloys after austenitization at a certain temperature. This potential depends on the difference in the amount of M (C, N) phase and M 2 C phase between the metastable equilibrium state at the tempering temperature and the equilibrium at the austenitizing temperature. In Table 3, these differences are expressed as secondary precipitation potentials for three different alloys. Values are given in mole percent.

Figure 0005837945
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表3に示す結果は、N 0.05が、1100℃において存在するM(C、N)相が少量である結果、最も良い硬化応答性(hardening response)を持つであろうこと、すなわち、多くの合金元素がオーステナイトマトリックス中に固溶可能であることを示している。また、N 0.05が、625℃における焼戻しの間の良好な二次硬化のための最も良いポテンシャルを有することを示している。   The results shown in Table 3 show that N 0.05 will have the best hardening response as a result of the small amount of M (C, N) phase present at 1100 ° C., ie many These alloy elements can be dissolved in the austenite matrix. It also shows that N 0.05 has the best potential for good secondary cure during tempering at 625 ° C.

例2
N 0.05とN 0.10の二つの合金を、50kgの小さなインゴットに従来のように鋳造した。NO.10は、一番目の試験であり、鍛造プロセスの前にインゴットへの均質化処理を行わなかった。二番目の試験、N 0.05には、鍛造の前に1300℃15時間の均質化処理を適用した。三番目の合金、N 0.30は、従来の鋳造によって製造するには高すぎる窒素含有量を有した。したがって、この合金は粉末冶金を用いて作製した。まず鋼粉末を作製し、次いで、この粉末を加圧Nガスによって固体状態で窒化した。そしてその粉末を、1150℃、圧力76MPaで熱間等方圧プレス(HIP)した。
Example 2
Two alloys of N 0.05 and N 0.10 were conventionally cast into a 50 kg small ingot. NO. No. 10 is the first test, and the ingot was not homogenized before the forging process. For the second test, N 0.05, a homogenization treatment at 1300 ° C. for 15 hours was applied before forging. The third alloy, N 0.30, had a nitrogen content that was too high to be produced by conventional casting. Therefore, this alloy was produced using powder metallurgy. First, a steel powder was prepared, and then this powder was nitrided in a solid state with pressurized N 2 gas. The powder was hot isostatically pressed (HIP) at 1150 ° C. and a pressure of 76 MPa.

三つのインゴットをすべて1270℃で鍛造し、その後サンプルを寸法15×15×8mmで切り出した。サンプルを、820℃での最初の軟化焼鈍により熱処理した;焼鈍後の冷却シーケンスは、650℃まで10℃/hおよびその後の空気中の放冷である。軟化焼鈍後、N 0.05を1100℃で、30分オーステナイト化した。より劣等な析出のポテンシャルを補うために、N 0.10は1150℃で30分オーステナイト化し、N 0.30は1200℃で30分オーステナイト化した。三つの合金のそれぞれからの九つのサンプルを、以下の温度で焼戻した:450、525、550、575、600、625、650、675および700℃。ソーキング時間は2時間であり、それは二回焼戻し(double tempering)であり、すなわち焼戻しの総時間は4時間であった。熱処理後、サンプルの硬さを測定した。さらにサンプル中で固溶していない粒子のサイズ、分散、組織形態(morphology)を調べるために、走査型電子顕微鏡(SEM)法を実施した。使用したSEM装置はFEI Auanta 600Fだった。   All three ingots were forged at 1270 ° C., after which samples were cut with dimensions of 15 × 15 × 8 mm. The sample was heat-treated by an initial soft annealing at 820 ° C .; the cooling sequence after annealing was 10 ° C./h to 650 ° C. and then allowed to cool in air. After soft annealing, N 0.05 was austenitized at 1100 ° C. for 30 minutes. In order to compensate for the inferior precipitation potential, N0.10 was austenitized at 1150 ° C for 30 minutes and N0.30 was austenitized at 1200 ° C for 30 minutes. Nine samples from each of the three alloys were tempered at the following temperatures: 450, 525, 550, 575, 600, 625, 650, 675 and 700 ° C. The soaking time was 2 hours, which was double tempering, ie the total time for tempering was 4 hours. After the heat treatment, the hardness of the sample was measured. Further, a scanning electron microscope (SEM) method was performed in order to examine the size, dispersion, and morphology of particles not dissolved in the sample. The SEM device used was an FEI Auanta 600F.

硬度測定
硬度測定の結果を図6に示す。図から分かるように、すべての三つの合金は、温度区間500から650℃で二次硬化ピークを持っている。すべての焼戻しは2+2時間行われた。N 0.05は、急冷したままの状態で最も高い硬度(53HRC)を有し、N 0.10およびN 0.30がやや低い硬度を有していた。しかし、すべての3つの合金が硬化可能(hardenable)とみなされる。N 0.05の硬度曲線は、図1に示すような約54HRCの最大値を持つ標準的な低クロム熱間加工工具鋼のものと非常に類似している。
Hardness measurement The results of the hardness measurement are shown in FIG. As can be seen, all three alloys have a secondary hardening peak in the temperature range 500 to 650 ° C. All tempers were performed for 2 + 2 hours. N 0.05 had the highest hardness (53HRC) while still quenched, and N 0.10 and N 0.30 had slightly lower hardness. However, all three alloys are considered hardenable. The hardness curve of N 0.05 is very similar to that of a standard low chromium hot work tool steel with a maximum of about 54 HRC as shown in FIG.

N 0.10の二次硬化のピークは、600℃にピーク硬度を持ち、より高い温度に幾分シフトしているように見える。N 0.05とN 0.30の両方のピーク硬度は550℃にあった。   The N 0.10 secondary cure peak appears to have a peak hardness at 600 ° C. and somewhat shifted to higher temperatures. The peak hardness for both N 0.05 and N 0.30 was at 550 ° C.

走査電子顕微鏡法
従来のように鋳造されたN 0.05(最も窒素含有量が低い合金)における固溶していないM(C、N)粒子は、1μmよりも小さい平均サイズを有する。これは鋼の通常の未固溶炭化物に匹敵するものである。N 0.05中に容易に発見される別の相は、アルミニウム酸化物およびマンガン硫化物の混合物である(図7参照)。図7は、N 0.05中の小さな固溶していないM(C、N)析出物2および球状混合酸化物−硫化物粒子1を示すSEM画像(後方散乱)である。サンプルは1100℃で30分オーステナイト化し、625℃で2+2時間焼き戻した。
Scanning Electron Microscopy Non-solid solution M (C, N) particles in conventionally cast N 0.05 (alloy with the lowest nitrogen content) have an average size of less than 1 μm. This is comparable to the usual undissolved carbides of steel. Another phase that is easily found in N 0.05 is a mixture of aluminum oxide and manganese sulfide (see FIG. 7). FIG. 7 is an SEM image (backscattering) showing a small undissolved M (C, N) precipitate 2 and spherical mixed oxide-sulfide particles 1 in N 0.05. The sample was austenitized at 1100 ° C. for 30 minutes and tempered at 625 ° C. for 2 + 2 hours.

N 0.05(およびN 0.10)中の多くの非金属含有物の理由は、すべての試験インゴットが、開放雰囲気の中で製造および鋳造されたことである。   The reason for the many non-metallic inclusions in N 0.05 (and N 0.10) is that all test ingots were manufactured and cast in an open atmosphere.

N 0.10におけるM(C、N)粒子の最も一般的なサイズは、1150℃で30分のオーステナイト化および625℃で2+2時間の焼戻しの後で、5と10μmの間の円相当径(ECD)である。より大きな、一次炭化物3(溶鋼中に析出)は、旧オーステナイト粒界にしばしば見出される(図8参照)。図8は、合金N 0.10中の旧オーステナイト粒界における固溶していない一次M(C、N)を示す後方散乱SEM画像である。サンプルは1150℃で30分オーステナイト化し、625℃で2+2時間焼き戻した。   The most common size of M (C, N) particles at N 0.10 is the equivalent circle diameter between 5 and 10 μm after austenitization at 1150 ° C. for 30 minutes and tempering at 625 ° C. for 2 + 2 hours ( ECD). Larger primary carbides 3 (precipitated in the molten steel) are often found at prior austenite grain boundaries (see FIG. 8). FIG. 8 is a backscattered SEM image showing the primary M (C, N) not dissolved in the prior austenite grain boundaries in alloy N0.10. The sample was austenitized at 1150 ° C. for 30 minutes and tempered at 625 ° C. for 2 + 2 hours.

図9は、N 0.10中の一次M(C、N)粒子4の詳細SEM顕微鏡写真である。
それらは、Oxford Instruments製のINCA Featureソフトウェアを使用してSEMで自動的に発見された。それらの鋭いエッジは、それらが溶鋼から析出していたことを示している。画像内の白い部分は、モリブデンリッチMC粒子5である。このケースでは、サンプルは軟化焼鈍したN 0.10だったことに注意されたい。
FIG. 9 is a detailed SEM micrograph of primary M (C, N) particles 4 in N0.10.
They were automatically discovered in the SEM using INCA Feature software from Oxford Instruments. Their sharp edges indicate that they were precipitated from the molten steel. White portions in the image are molybdenum rich M 6 C particles 5. Note that in this case, the sample was soft annealed N0.10.

粉末冶金で製造されたN 0.30において、固溶していないM(C、N)粒子6は、1から5μmの粒度分布(ECD)を有し、最も一般的なサイズは2μmであり、したがって、粒子は、窒素含有量が高いにもかかわらず小さかった。粒子はミクロ組織中に均質に分散していた(図10参照)。しかしながら、図11に示すように、いくらかのM(C、N)のクラスター7が発見された。   In N 0.30 produced by powder metallurgy, undissolved M (C, N) particles 6 have a particle size distribution (ECD) of 1 to 5 μm, the most common size is 2 μm, Thus, the particles were small despite the high nitrogen content. The particles were uniformly dispersed in the microstructure (see FIG. 10). However, as shown in FIG. 11, some M (C, N) clusters 7 were discovered.

すべての3つの合金中のM(C、N)相の固溶していない粒子の化学組成を、EDSによって測定し、その結果を表4に示す。表4は、合金N 0.05、N 0.10およびN 0.30中のM(C、N)粒子の化学組成を示す。値は原子パーセントで与えられている。炭素および窒素などの軽元素に関するEDSの精度があまり高くなくても、M(C、N)相中の炭素と窒素のバランスが、公称組成に基づいて期待できるものであることがわかることに注意されたい。表中の±の値は、INCAプログラム(Oxford Instruments)で与えられたものである。記録された鉄の一部は、おそらく、特に合金N 0.05について、周囲のマトリックスから来ている。   The chemical composition of the non-solid particles of the M (C, N) phase in all three alloys was measured by EDS and the results are shown in Table 4. Table 4 shows the chemical composition of M (C, N) particles in alloys N 0.05, N 0.10 and N 0.30. The value is given in atomic percent. Note that even if the accuracy of EDS for light elements such as carbon and nitrogen is not very high, the balance of carbon and nitrogen in the M (C, N) phase can be expected based on the nominal composition. I want to be. The ± values in the table are those given by the INCA program (Oxford Instruments). Part of the recorded iron probably comes from the surrounding matrix, especially for alloy N 0.05.

Figure 0005837945
Figure 0005837945

産業上の利用可能性
本発明の方法および低クロム熱間加工工具鋼は、長時間にわたって高温で使用することができる熱間加工鋼工具を得ることが望まれるところに適用可能である。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The method of the present invention and the low chromium hot work tool steel can be applied where it is desired to obtain a hot work steel tool that can be used at high temperatures for a long time.

Claims (10)

重量%で、
C 0.08〜0.35
N 0.015〜0.30
C+N 0.30〜0.50
Cr 1〜3
Mo 2.2〜3
V 0.8〜1.3
Mn 0.5〜2
Si 0.1〜0.5
場合により
Ni <3
Co ≦5
B <0.01
残部 不純物を別としてFe
からなる、高温における金属の加工および成形の少なくとも一方のための、低クロム熱間加工工具鋼物品
% By weight
C 0.08-0.35
N 0.015-0.30
C + N 0.30 to 0.50
Cr 1-3
Mo 2.2 ~3
V 0.8-1.3
Mn 0.5-2
Si 0.1-0.5
In some cases, Ni <3
Co ≦ 5
B <0.01
The remainder Fe, apart from impurities
A low chromium hot work tool steel article for at least one of metal processing and forming at high temperatures .
重量%で、以下の条件
C 0.20〜0.35
N 0.03〜0.30
C+N 0.30〜0.50
Cr 1〜3
Mo 2.2〜2.9
V 1.0〜1.3
Mn 1〜2
Si 0.1〜0.5
Ni <1
Co <4
B 0.001〜0.01
のうちの一つ以上を満たす、請求項1記載の低クロム熱間加工工具鋼物品
In weight%, the following condition C 0.20 to 0.35
N 0.03-0.30
C + N 0.30 to 0.50
Cr 1-3
Mo 2.2 to 2.9
V 1.0-1.3
Mn 1-2
Si 0.1-0.5
Ni <1
Co <4
B 0.001-0.01
The low chromium hot work tool steel article of claim 1 satisfying one or more of the following:
重量%で、以下の条件
C 0.25〜0.35
N 0.04〜0.30
C+N 0.38〜0.42
Cr 1.3〜2.5
のうちの一つ以上を満たす、請求項1または2記載の低クロム熱間加工工具鋼物品
In weight%, the following condition C 0.25-0.35
N 0.04-0.30
C + N 0.38 to 0.42
Cr 1.3-2.5
The low chromium hot work tool steel article according to claim 1 or 2, satisfying one or more of the following:
重量%で、以下の条件
N 0.042〜0.15
C+N 0.39〜0.41
Cr 1.3〜2.3
のうちの一つ以上を満たす、請求項1〜3のいずれか1項に記載の低クロム熱間加工工具鋼物品
In weight%, the following condition N 0.042-0.15
C + N 0.39 to 0.41
Cr 1.3-2.3
The low chromium hot work tool steel article according to any one of claims 1 to 3, satisfying at least one of the following.
重量%で、以下の条件
C 0.20〜0.35
N 0.042〜0.12
C+N 0.39〜0.41
Cr 1.4〜1.9
Mo/V 1.8〜2.3
Cr/V <2
のうちの一つ以上を満たす、請求項1〜4のいずれか1項に記載の低クロム熱間加工工具鋼物品
In weight%, the following condition C 0.20 to 0.35
N 0.042-0.12
C + N 0.39 to 0.41
Cr 1.4-1.9
Mo / V 1.8-2.3
Cr / V <2
The low chromium hot work tool steel article according to any one of claims 1 to 4, which satisfies one or more of the following.
重量%で、
C 0.20〜0.35
N 0.03〜0.30
C+N 0.30〜0.50
Cr 1.2〜2.3
Mo 2.2〜3
V 0.8〜1.3
Mn 1〜2
Si 0.1〜0.4
Ni <1
場合により
Co 3〜5
B 0.001〜0.01
Mo/V 1.8〜2.3
Cr/V <2
残部 不純物を別としてFe
からなる、請求項1記載の低クロム熱間加工工具鋼物品
% By weight
C 0.20 to 0.35
N 0.03-0.30
C + N 0.30 to 0.50
Cr 1.2-2.3
Mo 2.2 ~3
V 0.8-1.3
Mn 1-2
Si 0.1-0.4
Ni <1
In some cases Co 3-5
B 0.001-0.01
Mo / V 1.8-2.3
Cr / V <2
The remainder Fe, apart from impurities
The low chromium hot work tool steel article according to claim 1, comprising:
重量%で、
C 0.20〜0.35
N 0.03〜0.30
C+N 0.30〜0.50
Cr 1.2〜2.3
Mo 2.2〜3
V 0.8〜1.3
Mn 1〜2
Si 0.1〜0.4
Ni <1
場合により
Co 3〜5
B 0.001〜0.01
Mo/V 1.8〜2.3
Cr/V <2
残部 不純物を別としてFe
からなる、請求項1記載の低クロム熱間加工工具鋼物品
% By weight
C 0.20 to 0.35
N 0.03-0.30
C + N 0.30 to 0.50
Cr 1.2-2.3
Mo 2.2 ~3
V 0.8-1.3
Mn 1-2
Si 0.1-0.4
Ni <1
In some cases Co 3-5
B 0.001-0.01
Mo / V 1.8-2.3
Cr / V <2
The remainder Fe, apart from impurities
The low chromium hot work tool steel article according to claim 1, comprising:
重量%で、
C 0.20〜0.35
N 0.04〜0.30
C+N 0.30〜0.50
Cr 1.2〜2.3
Mo 2.2〜3
V 0.8〜1.3
Mn 1〜2
Si 0.1〜0.4
Ni <1
Co <0.2
場合により
B 0.001〜0.01
Mo/V 1.8〜2.3
Cr/V <2
残部 不純物を別としてFe
からなる、請求項1記載の低クロム熱間加工工具鋼物品
% By weight
C 0.20 to 0.35
N 0.04-0.30
C + N 0.30 to 0.50
Cr 1.2-2.3
Mo 2.2 ~3
V 0.8-1.3
Mn 1-2
Si 0.1-0.4
Ni <1
Co <0.2
In some cases B 0.001-0.01
Mo / V 1.8-2.3
Cr / V <2
The remainder Fe, apart from impurities
The low chromium hot work tool steel article according to claim 1, comprising:
重量%で、
C 0.20〜0.35
N 0.04〜0.30
C+N 0.36〜0.44
Cr 1.2〜2.3
Mo 2.2〜2.9
V 0.8〜1.3
Mn 1〜2
Si 0.1〜0.4
Ni <0.25
Co <0.20
場合により
B 0.001〜0.01
Mo/V 1.8〜2.3
Cr/V <2
残部 不純物を別としてFe
からなる、請求項1記載の低クロム熱間加工工具鋼物品
% By weight
C 0.20 to 0.35
N 0.04-0.30
C + N 0.36 to 0.44
Cr 1.2-2.3
Mo 2.2 to 2.9
V 0.8-1.3
Mn 1-2
Si 0.1-0.4
Ni <0.25
Co <0.20
In some cases B 0.001-0.01
Mo / V 1.8-2.3
Cr / V <2
The remainder Fe, apart from impurities
The low chromium hot work tool steel article according to claim 1, comprising:
重量%で、
C 0.30〜0.34
N 0.04〜0.09
C+N 0.37〜0.43
Cr 1.4〜1.9
Mo 2.2〜2.8
V 1.0〜1.3
Mn 1〜2
Si 0.2〜0.4
Ni <0.25
Co <0.20
場合により
B 0.001〜0.005
Mo/V 1.8〜2.3
Cr/V <2
残部 不純物を別としてFe
からなる、請求項1記載の低クロム熱間加工工具鋼物品
% By weight
C 0.30 to 0.34
N 0.04-0.09
C + N 0.37 to 0.43
Cr 1.4-1.9
Mo 2.2-2.8
V 1.0-1.3
Mn 1-2
Si 0.2-0.4
Ni <0.25
Co <0.20
In some cases B 0.001-0.005
Mo / V 1.8-2.3
Cr / V <2
The remainder Fe, apart from impurities
The low chromium hot work tool steel article according to claim 1, comprising:
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