JPH05502477A - 高強度・高破壊靭性合金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｉム 本願は、１９９０年２月６日に出願された一部継続出願第０７／４７５，７７３ 号であり、本願の譲受人に譲渡されたものである。

光咀Ω背景 本発明は、時効硬化性マルテンサイト系鋼合金、特に、高い引張強さと、高い破 壊靭性と、海域環境における応力腐食割れに対する良好な耐性とが組み合さった 無類の特性を示すよう元素が厳密にコントロールされている合金及びそれより製 造された製品に係るものである。

従来、３００Ｍと呼ばれる合金が、高強度と軽量性とが要求される構造部品に用 いられている。この３００Ｍ合金は、重量％にして次の成分を有している。

重−Ｕ ＣＯ，４０〜０．４６ Ｍｎ　０．　６５〜０．　９０ Ｓｉ　１，４５〜１．　８０ Ｃｒ　０．　７Ｃ１−０，９５ Ｎｉ　１．６５〜２．００ Ｍｏ　０１３０〜０，４５ ■　最　少　００５ 及び残部が実質上鉄である。この３００Ｍ合金は、２８０〜３００ｋｓｉの範囲 の引張強さを発揮することができる。

３００Ｍのような高強度合金であるにもかかわらず、応力拡大係数に！。にょっ て表される破壊靭性かに１ｃ≧１００ｋｓ＋　Ｆ−である高い破壊靭性を有する 高強度合金の必要性が生じている。３００Ｍによって発揮される破壊靭性は■（ ９，で表した場合に約５５〜６０ｋｓｉ　（＝であって、それはその要求に応え るのに十分なものではない。より高い破壊靭性は、構造部品における信頼性を向 上させるために好ましく、また破滅的な破損をもたらすかもしれないひびを発見 するための構造部品に対する非破壊検査を可能にするという点においても好まし い。

ＡＦ１４１０と呼ばれている合金が、Ｋ１ｃ≧１００１＜　Ｓ　ｌ　Ｆ−によっ て示される良好な破壊靭性を発揮するものとして知られている。このＡＦ１４１ ０合金は、１９７８年２月２８日にリトル（Ｌｉｔｔｌｅ）等に付与された米国 特許第４，０７６．５２５中に記載されている。ＡＦ１４１．０合金は、同第４ ．０７６．５２５号特許中に述べられているように重量％にして次のような成分 を有している。

重−量一五 Ｓ　最大０００５ Ｃｒ　１．　８　〜３．　２ Ｎｉ　９．５　〜ｌＯ３５ Ｍｏ　０．　９　〜１．　３５ Ｃｏ　１１．５　〜１４．５ Ｒ，ＥＭ　Ｏ，０１ ＲＥＭ＝希土類金属 及び残部が実質上鉄である。然しなから、ＡＦ１４１０合金は、引張強さの点に 関して不完全な点が多い。それは、２７０ｋｓｉまでの終局引張強さを発揮する ことができ、３００Ｍによって発揮されるような重量比に対する非常に高い強度 が要求されるような高応力構造部品にとっては好ましい強度レベルではない。

３００Ｍ合金によって発揮される高い引張強さに加えてＡＦ１４１０合金が有す る良好な破壊靭性をも発揮する合金を手に入れることは非常に望ましいことであ る。

光亜ｐ摘要 従って、本発明は、高い引張強さと高い破壊靭性とのユニークな絵合せによって 特徴付けられる時効硬化性マルテンサイト系鋼合金及びそれにより製造された製 品を提供することを主目的とする。

より詳述すれば、本発明は、高い破壊靭性を依然として維持しつつＡＦ１４１０ 合金によって発揮される以上のかなり高し弓１張強さを有することによって特徴 付けられるような合金を提供することを目的とする。

本発明は更に、高強度と高い破壊靭性に加えて、海域環境において応力腐食割れ に対する高い耐性をも発揮するよう設計された合金を提供することを目的どする 。本発明の別の目的は、低い延性−脆性遷移温度を有する高張力合金を提供する ことにある。

本発明の上述の目的、利点及び追加の目的及び利点は、下表工において要約され 重量％にして次の成分を有する時効硬化性マルテンサイト系鋼合金において達成 される。

（本頁以下余白） 表１ Ｃ約０．２〜０．３３　約０．２０〜０．３１　約０，２１〜０．２７Ｍｎ　最 大的０．２０　最大的０．１５　最大的０．０５Ｓ　最大的０．００４０　最大 的０．００２５　最大的０．００２０Ｃｒ　約２〜４　約２．２５〜３．５　約 ２．５〜３．３Ｎｉ　約１０．５〜１５　約１０．７５〜１３．５　約１１．０ 〜１２．ＯＭｏ　約０．７５−１．７５　約０．７５〜１．５　約１．０〜１． ３Ｃｏ　約８〜１７　約１０−１５　約１１−１４残部には、特性の所望の組み 合せを低下させることのない量の追加の元素を含めてもよい。例えば、最大的０ ．　１％のケイ素、最大的０．０２％のチタン、最大的ｏ、ｏｉ％のアルミニウ ム及び約０．００８％以下のリンをこの合金中に存在させてもよい。

上記表は、便宜上要約して示したのであって、互いに組み合せてのみ用いられる 本発明による各元素の範囲の下限値及び上限値を制限するもの又は互いに組み合 せてのみ用いられる元素の広範な範囲、中間範囲又は好適な範囲を制限するもの と、解してはならない。従って、ある種の元素については広範な範囲、中間範囲 及び好適な範囲のうちの−又はそれ以上を採用しながら、残りの元素については 他の範囲の−又はそれ以上を採用することができる。加えて、ある種の元素につ いては、広範な、中間の又は好適な範囲の最小値又は最大値を採用しながら、残 りの範囲の一つからその元素の最大値又は最小値を採用することができる。芸に おいて及び本明細書を通して、特に指摘しない限り、パーセント（％）は重量％ を意味する。

本発明による合金は、高い引張強さと、高い破壊靭性と、応力腐食割れ耐性との ユニークな組み合せを提供するよう厳密にバランス付けされる。例えば、Ｃｅ／ Ｓの比の値は、少なくとも約２〜約１５以下好ましくは約ｌＯ以下である。本合 金中のモリブデンが約１．３％を越えて存在する場合には、炭素及び（又は）コ バルトの量は、それら元素の範囲の下半域以内にするよう低（調整するのが好ま しい。炭素とコバルトは、次の関係式に従ってバランス付けるのが好ましい。

ａ）％ＣＯ≦３５〜８１．８（％Ｃ） ｂ）％Ｃｏ≧２５．５〜７０（％Ｃ）及び最良の結果を得るためには、Ｃ）％Ｃ Ｏ≧２６．９〜７０（％Ｃ） 詳紐な脱脂 炭素は、主に、例えばクロム及びモリブデンの如き他の元素と組み合わさって熱 処理中にカーバイドを構成することによって合金の良好な硬化特性及び高い引張 強さに寄与するので、本発明に依る合金には、少なくとも約０．　２％、好適に は少なくとも約０．２０％、より好ましくは少なくとも約０．２１％の炭素が含 有される。炭素が多過ぎると、本合金の破壊靭性に悪影響を及ぼす。従って、炭 素は、約０．３３％以下、好適には約０．３１％以下、より好ましくは約０．２ ７％以下に制限する。

コバルトは、本合金の硬度及び強度に寄与し、降伏強さ：引張強さくＹ、Ｓ。

／Ｕ、　Ｔ、Ｓ、　）の割合に有益である。従って、少なくとも約８％、好適に は少な（とも約１０％、より好ましくは少なくとも約１１％のコバルトが本合金 中に存在する。最良の結果を得るためには、少なくとも約１２％のコバルトが存 在する。コバルトが約１７％を越えると、合金の破壊靭性と延性−脆性遷移温度 に悪影響を及ぼす。好ましくは約１５％以下、より好ましくは約１４％以下のコ バルトが、本合金中に存在する。

本合金の特徴である高強度と高い破壊靭性とのユニークな組み合せを提供するた めに本合金中においてはコバルトと炭素とが厳密にバランス付けされる。それ故 、良好な破壊靭性を確保するために、炭素とコバルトは次の関係式に従ってバラ ンス付けするのが好ましい。

ａ）％Ｃｏ≦３５〜８１．８（％Ｃ） 本合金が所望の高強度と硬度とを発揮するのを確実にするために、炭素とコバル トは、 ｂ）％Ｃｏ≧２５．５〜７０（％Ｃ）、最良の結果を得るためには、Ｃ）％ＣＯ ≧２６．９〜７０（％Ｃ） の如くバランス付けするのが好ましい。

クロムは、合金の良好な焼入性と硬化特性とに寄与し、合金の所望の低い延性− 脆性遷移温度に有益である。従って、少なくとも約２％、好適には少なくとも約 ２２５％、より好ましくは少なくとも約２．５％のクロムが存在する。クロムが 約４％を越えると、好適な時効硬化熱処理によって高い引張強さと高い破壊靭性 とのユニークな組み合せを達成することができない程度に合金がすみやかに過時 効（ｏｖｅｒａｇｉｎｇ）　Ｌ易くなる。クロムは、約３．５％以下、より好ま しくは杓３．３％以下に制限するのが好ましい。本合金が約３％以上のクロムを 含有する場合には、合金が所望の高い引張強さを発揮するのを確実にするべく、 合金中に存在する炭素の量を引き上げるよう調整する。

モリブデンは合金の所望の低い延性−脆性遷移温度に有益であるため、本合金中 には少なくとも約０．７５％、好ましくは少なくとも約１．０％のモリブデンが 存在する。モリブデンが約１．７５％を越えると、合金の破壊靭性が悪影響を受 ける。好ましくは、モリブデンは約１．５％以下、より好ましくは約１．　３％ 以下に制限する。本合金中に約１．３％以上のモリブデンが存在する場合には、 合金が所望の高い破壊靭性を発揮するのを確実にするべ（、炭素の％及び（又は ）コバルトの％を引き下げるよう調整しなければならない。従って、合金が約１ ．３％以上のモリブデンを含有する場合には、炭素の％は、ａ）及びｂ）の方程 式又はａ）及びＣ）の方程式によって限定されている、コバルトの一定の％に対 する炭素の中央値％より以下とする。

ニッケルは、本合金がすみやかな焼入れ技術で又はすみやかな焼入れ技術によら なくても硬化することができる程度に合金の焼入性に寄与するものである。ニッ ケルは、本合金によって提供される破壊靭性と応力腐食割れ耐性に有益であり、 また所望の低い延性−脆性遷移温度に寄与する。従って、少な（とも約１０．５ ％、好適には少な（とも約１０．７５％、より好ましくは少なくとも約１１．０ ％のニッケルが存在する。ニッケルが約１５％を越えると、合金中の炭素の溶解 度が低減する結果、合金が鍛造に続いて空冷された時の如（ゆっくりとした速度 で冷却された時に、結晶粒界にカーバイドが沈殿する可能性があるので、本合金 の破壊靭性と衝撃靭性（ｉｍｐａｃｔ　ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ）に悪影響を及ぼす こととなる。ニッケルは、約１３．５％以下、より好ましくは約１２．０％以下 に制限するのが好ましい。

本合金中には所望の特性を低減させない量でその他の元素を存在させることがで きる。マンガンは、合金の破壊靭性に悪影響を及ぼすので、約０．２０％以下で 存在させることができる。マンガンは、最大的０．１５％、より好ましくは最大 的０．１０％に制限するのが好ましい。最良の結果を得るためには、本合金は約 ０．０５％以下のマンガンを含有する。約０．　１％までのケイ素、約０．０１ ％までのアルミニウム、約０．０２％までのチタンを、合金の脱酸のために少量 の添加物以外の残部として存在させることができる。

この合金中には、硫化物の形態をコントロール（Ｓｕｌｆｉｄｅ　５ｈａｐｅ　 ｃｏｎｔｒｏｌ）する少量であるが有効量の元素が存在し、それがイオウと結合 して破壊靭性に悪影響を及ぼさない硫化物不純物を構成することによって破壊靭 性に利することとなる。例えば、本合金には、約０．０３０％までのセリウムと 約ｏ、ｏｉ％までのランタンを含めることができる。セリウムとランタンを本合 金中に提供するための好適な方法は、合金中に有効な量のセリウム及びランタン を補うのに十分な量のミツシュメタルを溶融工程中に添加することを通して行な われる。Ｃｅ／Ｓの比の値が少なくとも約２の場合には、有効な量のセリウムと ランタンが存在する。Ｃｅ　／　Ｓの比の値が約１５以上である場合には、合金 の熱間加工性と引張延性（ｔｅｎｓｉｌｅ　ｄｕｃｔｉｌｉｔｙ）に悪影響を及 ぼす。Ｃｅ　／　Ｓの比の値は約１０以下が好ましい。良好な熱間加工性を確保 するために、例えば、合金が回転鍛造と対比されるプレス鍛造される場合には、 合金には約００１％以下のセリウムと約０００５％以下のランタンが含有される 。セリウムとランタンの幾分か又は全てに代えて少Ｉであるが有効量のカルシウ ムを本合金中に存在させて合金によって提供される破壊靭性に利することができ る。合金に約０．００２％のカルシウムを含有させた場合に、すばらしい結果が 得られた。その他の希土類金属、マグネシウム又はイツトリウムを、有益な硫化 物形態コンＩ・ロール特性を提供するために、セリウム、ランタン又はカルシウ ムの幾分か又は全てに代えて本合金中に同様に存在させることができる。

本発明に依る合金の残部は、同様の使用に供せられる重版等級の合金中に見受け られる通常の不純物を除き、実買上鉄である。そのような成分の１ノベルは、本 合金の所望の特性に悪影響を及ぼさないようコントロールしなければならない。

例えば、リンは約０００５％以下に制限される。イオウは、本合金によって提供 される破壊靭性に悪影響を及ぼす１．従って、イオウは、最大的０．００４０％ 、好適には最大的０．００２５％、より好ましくは最大的０．００２０％に制限 する。合金に約０．００１％以下のイオウを含有させた場合に、最良の結果が得 られる。鉛、スズ、ヒ素、アンチモンの如きｌ・ランプエレメントは、夫々最大 的０．００３％、好適には夫々最大的０．００２％、より好ましくは夫々最大的 ０．００１％に制限される。酸素は、約２０ｐｐｍ以下に、窒素は約４０ｐｐｍ 以下に制限する。

本発明の合金は、従来の真空溶融技術を用いて簡単に溶融される。最良の結果を 得るためには、追加の精練が要求される場合のようにフルティプル溶融法が好ま しい。好ましいプラクティスは、真空誘導炉（Ｖ　Ｉ　Ｍ）内でヒート（ｈｅａ ｔ）を溶融させて、そのヒートを電極の形に鋳造するものである。上述した硫化 物の形態をコントロールするために添加物を混ぜ合わせるのは、溶融Ｖ　Ｉ　Ｍ ヒートを鋳造する前に行うのが好ましい。次いで、電極を真空アーク炉（Ｖ　Ａ 、　Ｒ）内で再溶融させて−又はそれ以上のインゴットを再鋳する。電極インゴ ッットは、ＶＡＲに先立って、約１２５０Ｆで４〜１６時間応力除去焼なましし 空冷するのが好ましい。ＶＡ、Ｒ後に、そのインゴットを約２１５０〜２２５０ Ｆで６〜２４時間拡散焼なましするのが好ましい。

本合金は約２２５０Ｆ〜約１５００Ｆで熱間加工することができる。好ましい熱 間加エプラクティスは、インボッ［・を約２１５０〜２２５０Ｆから鍛造して横 断面面積を少なくとも３０％縮小（ｒｅｄｕｃ　ｔ　１ｏｎ）させるものである 。次いで、インゴットを約１８００Ｆまで再加熱して更に鍛造して横断面面積を 更に少な（ども約３０％縮小させる。

本発明による合金のオーステナイト化及び時効硬化は次のようにして行なわれる 。合金のオーステナイト化は、合金を約１５５０〜１６５０で約５時間加熱さ１ インチにつき約５分間の時間加熱して、次いで油で焼入れすることによって実行 される。本合金の焼入性は、空冷又は不活性ガス焼入れを共なった真空加熱処理 を許容するのに非常によく、その両者とも油焼入れよりも遅い速度で冷却するも のである。焼入れ技術がどのように用いられようとも、焼入れ速度は合金を約２ 時間でオーステナイト温度から約１５０Ｆまで冷却するのに十分な程度に速いの が好ましい。然しなから、本合金を油焼入れする場合には、約１５５０〜１６０ ０Ｆでオーステナイト化するのが好ましく、−力木合金を真空処理又は空気焼入 れする場合には、約１５７５〜１６５０Ｆでオーステナイト化するのが好ましい 。オーステナイト化した後に、本合金を約−１００Ｆで１／２〜１時間深冷（ｄ ｅｅｐ　ｃｂｉｌ　Ｒｉｎｇ）することによってザブゼロ処理し、そして空気中 で暖めるのが好ましい。

本合金の時効硬化は、合金を約８５０〜９２５Ｆで約５時間加熱し次いで空気中 で冷却することによって行うのが好ましい。オーステナイＩ・化され時効硬化し た時に、本発明による合金は、少なくとも約２８０ｋｓ　ｉの終局引張強さと、 少なくとも約１００ｋｓｉ−ｒＶ：の縦破壊靭性（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ　 ｆｒａｃｔｕｒｅ　ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ）を発揮する。更に、本合金を防弾製品 （ｂａｌｌｉｓｔｉｃａｌｌｙ　ｔｏｌｅｒａｎｔ　ａｒｔｉｃｌｅｓ）に使用 することが要求される場合には、本合金を上述のプロセスパラメーター（ｐｒｏ ｃｅｓｓ　ｐａｒ門ｅｔｅｒ）の範囲内で時効させて少なくとも５４ＨＲＣＯロ ックウェル硬さを発揮させることができる。

実施例 ４つ（７）４００］、ｂＶＩＭｔニー　ｈを用意し、その各々を２００１ｂｖＡ Ｒ１ｉ極インゴツトに二分割鋳造した。電極インゴットの各々を鋳造する前に、 ミツシュメタル又はカルシウムの添加物を各ＶＩＭヒートに添加した。各添加物 の量は、精製後に所望の残留量が残るよう選択した。１１極インゴツ）・を空気 中で冷却し、１２５０Ｆで１６時間応力除去焼なましし、次いで空冷した。そし て、その電極インゴットをＶＡＲによって精練しバーミキュライト（ｖｅｒｍｉ ｃｕｌｉｔｅ）冷却した。そのＶＡ、Ｒインゴットを１．２５０Ｆで１６時間応 力除去焼なましし、空気中で冷却した６ＶＡ、Ｒインゴットの成分は、下掲表Ｈ に重量パーセントで記載した。ヒート１〜７は本発明の実施例であり、ヒートＡ −Ｃは比較合金例である。

表呈 Ｈｎ（，０１，＜、０１　（，０１＜、０１　＜、０１　＜、０１　＜、０１　 ＜、０１　＜、０１　＜、０１５．０００Ｂ　、ｏｏｏｃ＋　、０００６　００ ０７．０００８　０００７．０００８．０００９ｏＯ０５〈０ＯＯ５Ｃｒ３．１ ２　３．１０　３．１１　３．１１　３．１．ｌ　３．１０　３，１１　３，１ ２　３，０９　３．＋１Ｎｉ　１１．０６　１１．１８　１１．１１　１１．１ ６　１１．２６　１１．０８　＋１．２２　１１．０３　１＋、１２　１１＋６ Ｍｏ　１．．１９　１．１．９　１，１９　１．．１８　１．、＋９　１１９　 １．１９　１．．２０　］、＋１　１．１８Ｆｅ残部　残部　残部　残部　残部 　残部　残部　残部　残部　残部性　鉄のチャージ材料（ｉｒｏ口ｃｈａｒｇｅ ｎａｔｅｒｊａｌ）は高純度等級の電解鉄とした。

鍛造する前に、ＶＡＲインゴットを２２５０Ｆで６時間拡散焼なましした。次い で、このインゴットを２２５０Ｆの温度からブＩノス鍛造して、高さ３インチ、 幅５インチのバーを形成した。そのバーを１．８００　Ｆまで再加熱し、ブＩノ ス鍛造して１〜１／２インチ×４インチのバーを形成し、そして空気中で冷却し た。鍛造したバーを１２５０Ｆで１６時間焼なましし、そして空冷した。

この焼なまししたバーから標準的な縦引張試料（直径０．２５２インチ、長さ１ インチ）を加工した。その引張試料を塩中で工時間１６２５Ｆでオーステナイト 化させ、バーミキュライト冷却し、−１，０ＯＦで１時間深冷し、次いで空気中 で暖めた。そして、この試料を５時間９００Ｆで時効硬化させ空冷しノ；。焼な ましたバーの残部から標準のコンパクトな引張破壊靭性試料を縦向き（ｌｏｎｇ ｉｔｕｄ−ｉｎａｌ　ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）で加工した。その破壊靭性試料 をオーステナイト化させ、深冷し、オーステナイト温度から空冷することを除い ては引張試料と同様に時効硬両試料の室温引張試験の結果については、表■に示 されている通りであり、表■には、０．２％オフセット降伏強さく０．２％ｙ、 ｓ、　）、終局引張強さくＵ、　Ｔ、Ｓ、　）　ｋｓ　ｉ、伸び率（％Ｅ１．） 及び面積収縮率（％Ｒ，Ａ、　）が示されている。ＡＳＴＭ規格試験Ｅ３９９に 従った室温破壊靭性試験結果についても表■にｋｓｉ　ＪＴ、でＫＩＣとして示 されている。ヒートＢとＣについてはプレス鍛造することができなかったので、 試験はしなかった。

表里 １１５．４２６１．６　２９２４　＋５．４　６５．４２　．０００６．００６ ＜、００１０　１０．０　１１７．２　２６０．１　２８９．１　１５．３　６ ７．１１０６．５２６０．１２８８７１４．８６８．２３　．０００６．００９ ＜、００１０　１５．０　１０９．８　２６０．５　２８９．０　＋３．４　６ ３．６９９．０　２６０．７　２８９．２　１３，３　６４．０４　．０Ｏ０７ ，ＯＯｌ　、００２　１．４　１３０．３　２５５．５　２８３．０　１３．３ 　６９．２１４３．４　２５１．５　２８１Ｊ　１６．３　６９．２５　．００ ０８＜、００１　．００２　＜１．２　１２１．２　２５８．５　２８４．２　 １５．９　６９．２１１６．０　２５７．５　２８３．２　＋５ｊ　６８ムロ　 、０００７＜、００１　．００２　＜１．４　１１９．８　２５５．６　２８３ ．０　＋５．５　６９．０７．０００８＜、００１．００２＜１．２１２９．９ ２５５．＋２８３．０１７．１６７．５１２２．２　２５１．０　２７５．９　 １６．４　６９　３Ａ　、０００９．００１＜、００１０　１．＋　９’１．６ 　２６２．＋　２９２．５　１３，７　６６．２Ｂ　、０００５．０２４　＜、 ００１０　４８．０　−−−　−−−　−−−　−−−　−−−表■のデーター は、本発明に係る合金が、少なくとも約１００ｋｓｉ　（−のに１ｏで表される 高い破壊靭性と組み合わさって少な（とも２８０ｋｓ　ｉの終局引張強さを発揮 するものであることを示している。

本発明による合金は、高強度と軽量性とが要求される様々な用途、例えば、飛行 機の着陸ギア部品、プレース、ビーム、ストラット等の飛行機の構造部材、ヘリ コプタ−のローターシャフト及びマスト、その他使用に際して大きな応力を受け る飛行機の構造部品に有益である。本発明の合金はジェットエンジンのシャフト の使用に好ましい。この合金は時効して非常に高い硬度を発揮するので、軽量装 甲用鋼板として、或いは防弾性能が要求される構造部材の使用に好ましい。本合 金は、ビレット、バー、チューブ、プレート及びシート等の様々な形態の製品の 使用にも適していることは勿論である。

本発明による合金が、公知の合金によって提供され得ない、引張強さと破壊靭性 とのユニークな組合わせを提供するものであることは上述の記載及び実施例から 明らかである。本合金は、高い強度と軽量性とが要求される場合の使用に非常に 適している。本合金は、低い延性−脆性遷移温度を有するもので、それにより、 使用中の温度がＯ’Ｆを大きく下回る場合の使用にでも非常に有益である。

本合金は、真空熱処理が可能であるので、複雑で精密な部品の製造用として特に 好適である。公知の合金から製造される製品において油での焼入れによって通常 発生する歪みが、真空熱処理される製品には生じないので、真空熱処理は好まし い。

ここで使用した用語及び表現は、説明の便宜上使用したにすぎないものであって 、何らかの制限を意図するものではない。また、これらの用語、表現を用いたか らと言って、それらは、記載した本発明の特徴またはその一部と同等なものを除 外することを意図するものではない。然しながら、本発明の請求事項の範囲内で 種々の変更を加えることができることは明らかである。

要　約　書 重量％にして実質上、約０．　２〜０．３３の炭素、最大約０．２０のマンガン 、最大約０．　１のケイ素、最大約０．００８のリン、最大約０．００４のイオ ウ、約２〜４のクロム、約１０．５〜１５のニッケル、約０．７５〜１．７５の モリブデン、約８〜１７のコバルト、有効量〜約０．０３０のセリウム、有効量 〜約０．Ｏ１のランタン、残部が鉄にて成る高強度・高破壊ｉ性鋼合金及びその 合金により製造された製品が開示されている。セ１功ム及びランタンの幾分か又 は全てに代えて少量であるが有効量のカルシウムを本合金中に存在させることが できる。本合金は時効硬化性マルテンサイト系鋼合金であって、引張強さと破壊 靭性とが組み合わさった魚類の特性を発揮する。本合金は、不活性ガス冷却を伴 った真空加熱処理によって硬化された時にすばらしい機械的特性を発揮し、低い 延性−脆性遷移温度を有する。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．高強度と高い破壊靱性とを有する時効硬化性マルチンサイト系鋼合金であっ て重量％にして実質上、約０．２〜０．３３％の炭素，最大約０．２０％のマン ガン，最大約０．００４％のイオウ，約２〜４％のクロム，約１０．５〜１５％ のニッケル，約０．７５〜１．７５％のモリブデン，約８〜１７％のコバルト， 少量であるが約０．０３０％までの有効量のセリウム，少量であるが約０．０１ ％までの有効量のランタンを含有し、残部が実質上鉄である時効硬化性マルチン サイト系鋼合金。 ２．炭素の含有量が少なくとも約０．２０％である、請求項１に記載の合金。 ３．ニッケルの含有量が少なくとも約１０．７５％である、請求項１に記載の合 金。 ４．セリウム／イオウの比の値が約２〜１５である、請求項１に記載の合金。 ５．コバルトと炭素が、ａ）％Ｃ０≦３５〜８１．８（％Ｃ）の関係にある、請 求項１に記載の合金。 ６．コバルトと炭素が、ｂ）％Ｃ０≧２５．５〜７０（％Ｃ）の関係にある、請 求項５に記載の合金。 ７．％Ｍ０≧１．３である場合に、％Ｃが、特定の％Ｃ０に対して関係式ａ）及 びｂ）によって定められるＣの中央値％以下である、請求項６に記載の合金。 ８．コバルトと炭素が、ｃ）％Ｃ０≧２６．９〜７０（％Ｃ）の関係にある請求 項５に記載の合金。 ９．％Ｍ０≧１．３である場合に、％Ｃが、特定の％Ｃ０に対して関係式ａ）及 びｃ）によって定められるＣの中央値％以下である、請求項８に記載の合金。 １０．マンガンの含有量が量大約０．１５％である、請求項１に記載の合金。 １１．セリウムとランタンの少なくとも一部の代わりに、少量であるが有効量の カルシウムを含有している、請求項１に記載の合金。 １２．高強度と高い破壊靱性とを有する時効硬化性マルテンサイト系鋼合金であ って重量％にして実質上、約０．２０〜０．３１％の炭素，最大約０．１５％の マンガン．最大約０．００２５％のイオウ，約２．２５〜３．５％のクロム，約 １０．７５〜１３．５％のニッケル，約０．７５〜１．５％のモリブデン，約１ ０〜１５％のコバルト，少量であるが約０．０３０％までの有効量のセリウム， 少量であるが約０．０１％までの有効量のランタンを含有し、残部が実質上鉄で ある時効硬化性マルチンサイト系鋼合金。 １３．炭素の含有量が少なくとも約０．２１％である、請求項１２に記載の合金 。 １４．ニッケルの含有量が少なくとも約１１．０％である、請求項１２に記載の 合金。 １５．セリウム／イオウの比の値が約２〜１５である、請求項１２に記載の合金 。 １６．マンガンの含有量が最大約０．１０％である、請求項１２に記載の合金。 １７．高強度と高い破壊靱性とを有する時効硬化性マルチンサイト系鋼合金であ って、重量％にして実質上、約０．２１〜０．２７％の炭素．最大約０．０５％ のマンガン，最大約０．１％のケイ素，最大約０．００８％のリン，最大約０． ００２０％のイオウ，約２．５〜３．３％のクロム，約１１．０〜１２．０％の ニッケル，約１．０〜１．３％のモリブデン，約１１〜１４％のコバルト，最大 約０．０１％のセリウム，最大約０．０１％のランタンを含有し、残部が実費上 鉄であって、セリウム／イオウの比の値が約２〜１０である、時効硬化性マルチ ンサイト系鋼合金。 １８．コバルトと炭素が、ａ）％Ｃ０≦３５〜８１．８（％Ｃ）の関係にある、 請求項１７に記載の合金。 １９．コバルトと炭素が、ｂ）％Ｃ０≧２５．５〜７０（％Ｃ）の関係にある、 請求項１８に記載の合金。 ２０．セリウムとランタンの少なくとも一部の代わりに、少量であるが有効量の カルシウムを含有している、請求項１７に記載の合金。 ２１．重量％にして、０．２〜０．３３％の炭素，最大約０．１５％のマンガン ，最大約０．１％のケイ素，最大約０．００８％のリン，最大約０．００４％の イオウ，約２〜４％のクロム，約１０．５〜１５％のニッケル、約０．７５〜１ ．７５％のモリブデン，約８〜１７％のコバルト、最大約０．０３０％のセリウ ム．最大約０．０１％のランタンを含有し、残部が実質上鉄であって、セリウム ／イオウの比の値が約２〜１５であるマルテンサイト系鋼合金から作られた、高 強度と高い破壊靱性とを有する時効硬化性製品であって、少なくとも約２８０ｋ ｓｉの常温縦引張強さと、少なくとも約１００ｋｓｊ√ｉｎの常温縦破壊靱性Ｋ ｉｃとを有することを特徴とする製品。 ２２．前記合金が少なくとも約０．２１％の炭素を含有している、請求項２１に 記載の製品。 ２３．前記合金が少なくとも約１１．０％のニッケルを含有している、請求項２ １に記載の製品。 Ｚ４．コバルトと炭素が、ａ）％Ｃ０≦３５〜８１．８（％Ｃ）の関係にある、 請求項２１に記載の製品。 ２５．コバルトと炭素が、ｂ）％Ｃ０≧２５．５〜７０（％Ｃ）の関係にある、 請求項２４に記載の製品。 ２６．％Ｍ０≧１，３の場合に、％Ｃが、特定の％Ｃ０に対して関係式ａ）及び ｂ）によって定められるＣの中央値％以下である、請求項２５に記載の製品。 ２７．前記合金が約０．０５％以下のマンガンを含んでいる、請求項２１に記載 の製品。