JPH10152759A - 靱性に優れたマルエージング鋼 - Google Patents
靱性に優れたマルエージング鋼Info
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- JPH10152759A JPH10152759A JP31108396A JP31108396A JPH10152759A JP H10152759 A JPH10152759 A JP H10152759A JP 31108396 A JP31108396 A JP 31108396A JP 31108396 A JP31108396 A JP 31108396A JP H10152759 A JPH10152759 A JP H10152759A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 マルエージング鋼において、Ｎｉ量を増加さ
せることなく靱性を向上させたものを提供する。 【解決手段】 Ｎｉ：８．０〜２０．０％、Ｍｏ：２．
０〜１０．０％、Ｃｏ：２．０〜１０．０％およびＡ
ｌ：０．０５〜０．１５％とともに、制限された量の
Ｃ，ＳｉおよびＭｎを含有し、残部が実質上Ｆｅからな
るマルエージング鋼において、Ｎ：０．００５〜０．０
３％を添加するとともにＴｉ：０．０１％以下に規制し
た合金組成とする。
せることなく靱性を向上させたものを提供する。 【解決手段】 Ｎｉ：８．０〜２０．０％、Ｍｏ：２．
０〜１０．０％、Ｃｏ：２．０〜１０．０％およびＡ
ｌ：０．０５〜０．１５％とともに、制限された量の
Ｃ，ＳｉおよびＭｎを含有し、残部が実質上Ｆｅからな
るマルエージング鋼において、Ｎ：０．００５〜０．０
３％を添加するとともにＴｉ：０．０１％以下に規制し
た合金組成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金型材料として好
適なマルエージング鋼の改良に関し、靱性に優れた材料
を提供する。
適なマルエージング鋼の改良に関し、靱性に優れた材料
を提供する。
【０００２】
【従来の技術】熱間加工用金型やガラス成形金型の材料
として、マルエージング鋼を代表とする時効硬化鋼の使
用が指向されている。 この種の鋼は、焼入れ焼き戻し
処理を必要とする５％Ｃｒ鋼にくらべて熱処理時の変形
が小さいため、熱処理後の加工を省略することができる
という利点を持つ。
として、マルエージング鋼を代表とする時効硬化鋼の使
用が指向されている。 この種の鋼は、焼入れ焼き戻し
処理を必要とする５％Ｃｒ鋼にくらべて熱処理時の変形
が小さいため、熱処理後の加工を省略することができる
という利点を持つ。
【０００３】一般に金型材料は、耐衝撃性が高いこと、
すなわち高靱性が望まれることはいうまでもない。 マ
ルエージング鋼の靱性を高める効果的な手段はＮｉ量を
増大することであるが、Ｎｉ量の多少はマルエージング
鋼の特性を左右するのに対し、金型は用途によってそれ
ぞれ最適のＮｉ含有量があるから、Ｎｉ量の増大は、靱
性を高める方策としては自ら限界がある。
すなわち高靱性が望まれることはいうまでもない。 マ
ルエージング鋼の靱性を高める効果的な手段はＮｉ量を
増大することであるが、Ｎｉ量の多少はマルエージング
鋼の特性を左右するのに対し、金型は用途によってそれ
ぞれ最適のＮｉ含有量があるから、Ｎｉ量の増大は、靱
性を高める方策としては自ら限界がある。
【０００４】従来のマルエージング鋼では、適量のＴｉ
を添加してＮｉ3 Ｔｉを析出させ、時効硬化に寄与させ
ていた。 それとともに、Ｎの量は、ＴｉＮの析出を防
止するため、極力低く抑えていた。 ところが発明者ら
は、適量のＮの存在がマルエージング鋼の靱性を向上さ
せることを見出した。
を添加してＮｉ3 Ｔｉを析出させ、時効硬化に寄与させ
ていた。 それとともに、Ｎの量は、ＴｉＮの析出を防
止するため、極力低く抑えていた。 ところが発明者ら
は、適量のＮの存在がマルエージング鋼の靱性を向上さ
せることを見出した。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
した発明者らの新知見を活用して、靱性に優れたマルエ
ージング鋼を提供することにある。
した発明者らの新知見を活用して、靱性に優れたマルエ
ージング鋼を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の靱性に優れたマ
ルエージング鋼は、Ｎｉ：８．０〜２０．０％、Ｍｏ：
２．０〜１０．０％、Ｃｏ：２．０〜１０．０％、Ｎ：
０．００５〜０．０３％およびＡｌ：０.０５〜０.１５
％を含有し、Ｃ：０.０３％以下、Ｓｉ：０.１０％以
下、Ｍｎ：０．１０％以下、かつＴｉ：０．０１％以下
であって、残部が実質上Ｆｅからなる合金組成を有す
る。
ルエージング鋼は、Ｎｉ：８．０〜２０．０％、Ｍｏ：
２．０〜１０．０％、Ｃｏ：２．０〜１０．０％、Ｎ：
０．００５〜０．０３％およびＡｌ：０.０５〜０.１５
％を含有し、Ｃ：０.０３％以下、Ｓｉ：０.１０％以
下、Ｍｎ：０．１０％以下、かつＴｉ：０．０１％以下
であって、残部が実質上Ｆｅからなる合金組成を有す
る。
【０００７】本発明のマルエージング鋼は、上記の合金
成分に加えて、Ｃｒ:０.１０〜８．０％を含有してもよ
い。
成分に加えて、Ｃｒ:０.１０〜８．０％を含有してもよ
い。
【０００８】
【作用】上記の合金組成を採用した理由は、つぎのとお
りである。
りである。
【０００９】Ｎｉ：８．０〜２０．０％ ＮｉはＦｅに固溶して、靱性に富んだマトリクスを形成
するために必要不可欠な成分である。 少なくとも８．
０％存在しないと靱性が低く、一方、２０％を超えて存
在しても効果は飽和する。 熱間加工用金型の材料とす
る場合は９〜１３％の範囲がとくに好ましく、一方、高
靱性を与えようとする場合はこれより高目の添加量、と
くに１８〜２０％の範囲が好ましい。
するために必要不可欠な成分である。 少なくとも８．
０％存在しないと靱性が低く、一方、２０％を超えて存
在しても効果は飽和する。 熱間加工用金型の材料とす
る場合は９〜１３％の範囲がとくに好ましく、一方、高
靱性を与えようとする場合はこれより高目の添加量、と
くに１８〜２０％の範囲が好ましい。
【００１０】Ｍｏ：２．０〜１０．０％ 時効硬化の程度を確保する上で、下限量の２％以上必要
である。 １０％を超えると靱性の低下を招く上、コス
ト高になる。
である。 １０％を超えると靱性の低下を招く上、コス
ト高になる。
【００１１】Ｃｏ：２．０〜１０．０％ Ｃｏ量を増加させると、Ｍｏの固溶度が低下し、その結
果、時効硬化性が高まる。 ２％に至らない量ではその
効果は不十分であり、１０％を超えると靱性を低下させ
る上にコスト高にもなる。
果、時効硬化性が高まる。 ２％に至らない量ではその
効果は不十分であり、１０％を超えると靱性を低下させ
る上にコスト高にもなる。
【００１２】Ｎ ：０．００５〜０．０３％ 前述のように、通常のマルエージング鋼では、Ｎの含有
量は、ＴｉＮの析出を避けるため極力低く抑えている。
しかし、発明者らの発見によればＮは靱性向上に有用
であり、これはマルテンサイト結晶粒を微細化するこ
と、およびマルテンサイトを構成するブロックやパケッ
トを小さくすることの結果と考えられる。 この効果は
Ｎ量が０．００５％未満では弱く、一方、多量のＮはボ
イド発生の危険を招くので、０．０３％を上限とした。
量は、ＴｉＮの析出を避けるため極力低く抑えている。
しかし、発明者らの発見によればＮは靱性向上に有用
であり、これはマルテンサイト結晶粒を微細化するこ
と、およびマルテンサイトを構成するブロックやパケッ
トを小さくすることの結果と考えられる。 この効果は
Ｎ量が０．００５％未満では弱く、一方、多量のＮはボ
イド発生の危険を招くので、０．０３％を上限とした。
【００１３】Ｔｉ：０．０１％以下 これも前述したように、一般にマルエージング鋼ではＮ
ｉ3 Ｔｉを形成させて時効硬化を得るためにある程度の
量のＴｉを加えている。 しかし本発明ではＮを添加す
るため、Ｔｉが存在するとＴｉＮが析出してＮの効果を
消してしまうので、Ｔｉ量は制限しなければならない。
また、靱性を低くし、低サイクル疲労特性を劣化させ
ることからも、Ｔｉ量を低く抑える必要がある。 その
許容限度として０．０１％を置いた。 Ｔｉを規制する
ことにより、Ｎｉ3 Ｔｉの形成による時効硬化は期待で
きなくなるが、その分は、時効条件を適切にえらんでマ
トリクスの硬度を高くすることで補える。
ｉ3 Ｔｉを形成させて時効硬化を得るためにある程度の
量のＴｉを加えている。 しかし本発明ではＮを添加す
るため、Ｔｉが存在するとＴｉＮが析出してＮの効果を
消してしまうので、Ｔｉ量は制限しなければならない。
また、靱性を低くし、低サイクル疲労特性を劣化させ
ることからも、Ｔｉ量を低く抑える必要がある。 その
許容限度として０．０１％を置いた。 Ｔｉを規制する
ことにより、Ｎｉ3 Ｔｉの形成による時効硬化は期待で
きなくなるが、その分は、時効条件を適切にえらんでマ
トリクスの硬度を高くすることで補える。
【００１４】Ａｌ：０．０５〜０．１５％ 後記するように、マルエージング鋼ではＳｉやＭｎに脱
酸作用を期待することができないので、Ａｌを脱酸剤と
して添加する。 Ａｌはまた、時効硬化にも寄与する。
この効果は０．０５％に達しない添加量では認められ
ず、０．１５％を超えて過大に添加すると靱性の低下を
招くから、上記範囲内の添加量とした。
酸作用を期待することができないので、Ａｌを脱酸剤と
して添加する。 Ａｌはまた、時効硬化にも寄与する。
この効果は０．０５％に達しない添加量では認められ
ず、０．１５％を超えて過大に添加すると靱性の低下を
招くから、上記範囲内の添加量とした。
【００１５】Ｃ ：０．０３％以下 Ｃの存在は、炭化物たとえばＴｉＣやＭｏ2 Ｃを粒界に
析出させ、これらは靱性を著しく低下させるので、上限
０．０３％を設けた。 靱性を高く確保するためは、
０．０１％以下とすることが好ましい。
析出させ、これらは靱性を著しく低下させるので、上限
０．０３％を設けた。 靱性を高く確保するためは、
０．０１％以下とすることが好ましい。
【００１６】Ｓｉ：０．１０％以下 Ｓｉも靱性に関しては好ましくない元素であるから、
０．１０％以下の存在に止める。
０．１０％以下の存在に止める。
【００１７】Ｍｎ：０．１０％ Ｓと結びついて介在物ＭｎＳを形成し、靱性に悪影響を
与える。 これも上限値０．１０％を設けた。
与える。 これも上限値０．１０％を設けた。
【００１８】Ｃｒ：０．１０〜８．０％ 上記各元素が必須成分または不可避な成分であるのに対
し、Ｃｒは任意に添加して、耐酸化性の向上に役立たせ
る。 この効果は０．１０％以上の添加で認められる
が、８．０％を超える多量になると靱性を低下させる。
し、Ｃｒは任意に添加して、耐酸化性の向上に役立たせ
る。 この効果は０．１０％以上の添加で認められる
が、８．０％を超える多量になると靱性を低下させる。
【００１９】
【実施例】表１に示す合金組成のマルエージング鋼を溶
製した。
製した。
【００２０】 表１ No. Ｃ Ｓｉ Ｍｎ Ｎｉ Ｃｒ Ｍｏ Ｃｏ Ｔｉ t-Ａｌ Ｎ 実施例 １ 0.011 0.07 0.04 19.0 − 4.8 9.0 0.004 0.087 0.020 ２ 0.003 0.08 0.05 17.9 − 2.2 8.1 0.002 0.080 0.015 ３ 0.002 0.08 0.05 17.9 − 2.1 4.1 0.004 0.080 0.018 ４ 0.006 0.08 0.05 17.8 − 2.3 12.1 0.001 0.080 0.019 ５ 0.002 0.08 0.04 17.8 − 4.0 8.1 0.002 0.073 0.020 ６ 0.003 0.08 0.04 14.0 − 4.1 8.1 0.003 0.080 0.028 ７ 0.010 0.08 0.04 12.0 − 6.0 6.1 0.007 0.080 0.028 ８ 0.010 0.08 0.04 11.9 − 4.0 8.2 0.001 0.085 0.010 ９ 0.005 0.08 0.03 10.1 − 9.8 4.1 0.002 0.080 0.015 10 0.002 0.08 0.05 9.9 − 3.0 8.1 0.001 0.080 0.016 11 0.010 0.08 0.04 10.3 − 6.0 4.0 0.004 0.080 0.020 12 0.010 0.07 0.04 10.0 − 6.0 6.2 0.005 0.087 0.019 13 0.010 0.07 0.04 7.0 7.0 8.1 8.1 0.005 0.110 0.019 比較例 １a 0.005 0.08 0.04 18.8 − 4.7 9.2 0.60 0.082 0.001 ８a 0.009 0.07 0.04 12.1 − 3.9 8.1 0.45 0.078 0.002 12a 0.007 0.06 0.04 10.1 − 5.9 6.0 0.48 0.082 0.002 13a 0.008 0.04 0.04 7.2 7.0 8.3 8.0 0.50 0.090 0.002 比較例のNo．は、実施例中の最も近い組成のものを示す。
【００２１】得られた各鋼のインゴットを直径２０mmの
丸棒に鋳造し、適切と考えられる種々の温度で溶体化処
理および時効処理を施した。 熱処理後の材料について
時効硬さを測定したのち、機械加工によりＪＩＳ３号試
験片を切り出してシャルピー衝撃試験にかけた。 熱処
理の温度および時効硬さとともに、衝撃値を表２にまと
めて示す。
丸棒に鋳造し、適切と考えられる種々の温度で溶体化処
理および時効処理を施した。 熱処理後の材料について
時効硬さを測定したのち、機械加工によりＪＩＳ３号試
験片を切り出してシャルピー衝撃試験にかけた。 熱処
理の温度および時効硬さとともに、衝撃値を表２にまと
めて示す。
【００２２】 表２ No. 溶体化温度（℃） 時効温度（℃） 時効硬さ(HRC） 衝撃値(J/cm2） 実施例 １ ７４０ ４８０ ５２ ９０ ２ ７８０ ５００ ４５ ７８ ３ ７８０ ５００ ４２ １００ ４ ７８０ ５００ ４８ ７３ ５ ７８０ ５００ ４９ ７２ ６ ８００ ５２０ ４８ ６５ ７ ８１０ ５４０ ４８ ５５ ８ ８１０ ５４０ ４６ ９８ ９ ８３０ ５４０ ４９ ５７ 10 ８２０ ５４０ ４４ ８４ 11 ８１０ ５４０ ４４ ６６ 12 ８２０ ５４０ ４７ ５２ 13 ８２０ ５４０ ４４ ４５ 比較例 １a ７４０ ４８０ ５２ ５６ ８a ８１０ ５４０ ４６ ５７ 12a ８２０ ５４０ ４８ ３３ 13a ８２０ ５４０ ４４ ２８。
【００２３】次に、熱衝撃への耐性をしらべるため、ヒ
ートチェック試験を行なった。 実施例No．１２および
比較例１２ａの時効処理後の供試材から、直径１５mm、
厚さ５mmの円板状の試験片を切り出し、６００℃×４秒
間→水冷３秒間→空中１秒間のサイクルを２０００回繰
り返したのち、クラックの長さおよび発生個数をしらべ
た。 結果は表３に示すとおりである。
ートチェック試験を行なった。 実施例No．１２および
比較例１２ａの時効処理後の供試材から、直径１５mm、
厚さ５mmの円板状の試験片を切り出し、６００℃×４秒
間→水冷３秒間→空中１秒間のサイクルを２０００回繰
り返したのち、クラックの長さおよび発生個数をしらべ
た。 結果は表３に示すとおりである。
【００２４】 表３ No． クラック最大長さ クラック発生数 実施例１２ ９（μｍ） １２（個／cm） 比較例１２ａ ３０ ３４
【００２５】
【発明の効果】本発明に従い、１８％Ｎｉを代表とする
マルエージング鋼において、従来の合金組成と異なって
Ｔｉを添加せず、むしろ規制し、代って適量のＮを存在
させることにより、マルエージング鋼の靱性を向上させ
ることができる。 この鋼は、また耐ヒートチェック性
においてもすぐれているから、とくにダイカスト金型の
材料として好適である。
マルエージング鋼において、従来の合金組成と異なって
Ｔｉを添加せず、むしろ規制し、代って適量のＮを存在
させることにより、マルエージング鋼の靱性を向上させ
ることができる。 この鋼は、また耐ヒートチェック性
においてもすぐれているから、とくにダイカスト金型の
材料として好適である。
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｎｉ：８．０〜２０．０％、Ｍｏ：２．
０〜１０．０％、Ｃｏ：２．０〜１０．０％、Ｎ：０．
００５〜０．０３％およびＡｌ：０．０５〜０．１５％
を含有し、Ｃ：０．０３％以下、Ｓｉ：０．１０％以
下、Ｍｎ：０．１０％以下、かつＴｉ：０．０１％以下
であって、残部が実質上Ｆｅからなる合金組成を有す
る、靱性に優れたマルエージング鋼。 - 【請求項２】 請求項１に記載の諸成分に加えて、Ｃ
ｒ：０．１０〜８．０％を含有する合金組成を有する、
靱性に優れたマルエージング鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31108396A JPH10152759A (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | 靱性に優れたマルエージング鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31108396A JPH10152759A (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | 靱性に優れたマルエージング鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10152759A true JPH10152759A (ja) | 1998-06-09 |
Family
ID=18012926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31108396A Pending JPH10152759A (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | 靱性に優れたマルエージング鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10152759A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1111080A2 (en) * | 1999-12-24 | 2001-06-27 | Hitachi Metal, Ltd. | Maraging steel having high fatigue strength and maraging steel strip made of same |
| WO2009008071A1 (ja) * | 2007-07-11 | 2009-01-15 | Hitachi Metals, Ltd. | マルエージング鋼及び金属ベルト用マルエージング鋼 |
| EP2412836A1 (en) * | 2009-03-26 | 2012-02-01 | Hitachi Metals, Ltd. | Maraging steel strip |
-
1996
- 1996-11-21 JP JP31108396A patent/JPH10152759A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1111080A2 (en) * | 1999-12-24 | 2001-06-27 | Hitachi Metal, Ltd. | Maraging steel having high fatigue strength and maraging steel strip made of same |
| EP1111080A3 (en) * | 1999-12-24 | 2002-07-24 | Hitachi Metal, Ltd. | Maraging steel having high fatigue strength and maraging steel strip made of same |
| US6767414B2 (en) | 1999-12-24 | 2004-07-27 | Hitachi Metals, Ltd. | Maraging steel having high fatigue strength and maraging steel strip made of same |
| WO2009008071A1 (ja) * | 2007-07-11 | 2009-01-15 | Hitachi Metals, Ltd. | マルエージング鋼及び金属ベルト用マルエージング鋼 |
| EP2412836A1 (en) * | 2009-03-26 | 2012-02-01 | Hitachi Metals, Ltd. | Maraging steel strip |
| EP2412836A4 (en) * | 2009-03-26 | 2012-08-29 | Hitachi Metals Ltd | STRIP OF MARTENSITAUSHÄRTENDEM STEEL |
| US8747574B2 (en) | 2009-03-26 | 2014-06-10 | Hitachi Metals, Ltd. | Maraging steel strip |
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