JPH108198A - ガラス金型用鋼 - Google Patents
ガラス金型用鋼Info
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- JPH108198A JPH108198A JP17722096A JP17722096A JPH108198A JP H108198 A JPH108198 A JP H108198A JP 17722096 A JP17722096 A JP 17722096A JP 17722096 A JP17722096 A JP 17722096A JP H108198 A JPH108198 A JP H108198A
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- steel
- strength
- less
- glass
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 強度および耐ヒートチェック性の優れたかす
み板(曇りガラス)ロールなどのガラス金型用鋼を提供
すること。 【解決手段】 ガラス金型用鋼の成分組成を、重量%
で、C:0.10〜0.30%、Si:0.05〜1.0
%、Mn:1.50%以下、P:0.030%以下、S:
0.035%以下、Cr:8.0〜13.0%、W:0.
5〜1.5%、Mo:0.5〜1.5%、V:0.1〜
1.0%、N:0.03〜0.08%、残部がFeおよ
び不可避的不純物からなるものとすること。
み板(曇りガラス)ロールなどのガラス金型用鋼を提供
すること。 【解決手段】 ガラス金型用鋼の成分組成を、重量%
で、C:0.10〜0.30%、Si:0.05〜1.0
%、Mn:1.50%以下、P:0.030%以下、S:
0.035%以下、Cr:8.0〜13.0%、W:0.
5〜1.5%、Mo:0.5〜1.5%、V:0.1〜
1.0%、N:0.03〜0.08%、残部がFeおよ
び不可避的不純物からなるものとすること。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラスのかすみ板
ロール、ガラス成形金型などに使用するガラス金型用鋼
に関する。
ロール、ガラス成形金型などに使用するガラス金型用鋼
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ガラス成形用ロール材、ガラス成
形金型材として、JIS 616の13Crマルテンサ
イト系ステンレス鋼が一般に使用されている。また、こ
の13Crマルテンサイト系ステンレス鋼の改良鋼とし
て特公昭57─5871号公報、特願平1─22718
7号に開示された鋼が知られている。さらにCr量を1
3Crより少なくしたガラス成形用ロール材として、特
開平3─199346号公報に開示された鋼が知られて
いる。
形金型材として、JIS 616の13Crマルテンサ
イト系ステンレス鋼が一般に使用されている。また、こ
の13Crマルテンサイト系ステンレス鋼の改良鋼とし
て特公昭57─5871号公報、特願平1─22718
7号に開示された鋼が知られている。さらにCr量を1
3Crより少なくしたガラス成形用ロール材として、特
開平3─199346号公報に開示された鋼が知られて
いる。
【0003】この特開平3─199346号公報に開示
されたガラス成形用ロール材は、C:0.10〜0.3
%、Si:0.1〜3%、Mn:1.5%以下、Cr:
8.0〜11.5%、WおよびMoの一種または二種を
1/2W+Mo:0.5〜2%、V:0.1〜1%、N
b:0.01〜0.50%を含み、さらに必要に応じて
Co:0.1〜8%および1.5%以下の一種または二
種を含み、残部がFeおよび不可避的不純物からなるこ
とを特徴とするものである。このガラス成形用ロール材
は、高温強度を向上させ、特にヒートクラックの発生を
抑制し、寿命を向上させたものであるが、高温および室
温強度が十分ではないという欠点があった。
されたガラス成形用ロール材は、C:0.10〜0.3
%、Si:0.1〜3%、Mn:1.5%以下、Cr:
8.0〜11.5%、WおよびMoの一種または二種を
1/2W+Mo:0.5〜2%、V:0.1〜1%、N
b:0.01〜0.50%を含み、さらに必要に応じて
Co:0.1〜8%および1.5%以下の一種または二
種を含み、残部がFeおよび不可避的不純物からなるこ
とを特徴とするものである。このガラス成形用ロール材
は、高温強度を向上させ、特にヒートクラックの発生を
抑制し、寿命を向上させたものであるが、高温および室
温強度が十分ではないという欠点があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、強度および
耐ヒートチェック性の優れたかすみ板(曇りガラス板)
ロールなどのガラス金型用鋼を提供することを目的とし
ている。
耐ヒートチェック性の優れたかすみ板(曇りガラス板)
ロールなどのガラス金型用鋼を提供することを目的とし
ている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明者らは、従来のガラス成形用鋼について種々
検討したところ、Nを0.03〜0.08%含有させる
と、基地に固溶して高温および室温強度が向上し、また
フェライト組織が析出しなくなる、すなわち全体がマル
テンサイトになり易くなり、その結果耐ヒートチェック
性が優れたものとなるとの知見を得て本発明をなしたも
のである。
め、本発明者らは、従来のガラス成形用鋼について種々
検討したところ、Nを0.03〜0.08%含有させる
と、基地に固溶して高温および室温強度が向上し、また
フェライト組織が析出しなくなる、すなわち全体がマル
テンサイトになり易くなり、その結果耐ヒートチェック
性が優れたものとなるとの知見を得て本発明をなしたも
のである。
【0006】すなわち、本発明のガラス金型用鋼、その
成分組成を重量%で、C:0.10〜0.30%、S
i:0.05〜1.0%、Mn:1.50%以下、P:
0.030%以下、S:0.035%以下、Cr:8.
0〜13.0%、W:0.5〜1.5%、Mo:0.5
〜1.5%、V:0.1〜1.0%、N:0.03〜
0.08%を含み、さらに必要に応じて、B:0.00
1〜0.10%、Nb:0.01〜0.5%、Ni:
0.5〜1.0%およびCo:0.1〜6.0%の一種
または二種以上を含み、残部がFeおよび不可避的不純
物からなるものとしたことである。
成分組成を重量%で、C:0.10〜0.30%、S
i:0.05〜1.0%、Mn:1.50%以下、P:
0.030%以下、S:0.035%以下、Cr:8.
0〜13.0%、W:0.5〜1.5%、Mo:0.5
〜1.5%、V:0.1〜1.0%、N:0.03〜
0.08%を含み、さらに必要に応じて、B:0.00
1〜0.10%、Nb:0.01〜0.5%、Ni:
0.5〜1.0%およびCo:0.1〜6.0%の一種
または二種以上を含み、残部がFeおよび不可避的不純
物からなるものとしたことである。
【0007】
【作用】本発明のガラス金型用鋼は、Nを含有している
ため、基地に固溶して高温および室温強度が向上する。
また、WおよびMoを含有する鋼はフェライト組織が析出
し易くなるが、Nが含有されるとフェライト組織が析出
しなくなり、全体がマルテンサイトになるので、硬度お
よび強度が高くなり、その結果ヒートクラックの発生が
少なくなる。
ため、基地に固溶して高温および室温強度が向上する。
また、WおよびMoを含有する鋼はフェライト組織が析出
し易くなるが、Nが含有されるとフェライト組織が析出
しなくなり、全体がマルテンサイトになるので、硬度お
よび強度が高くなり、その結果ヒートクラックの発生が
少なくなる。
【0008】次に、本発明の成分組成を限定した理由を
説明する。 C:0.10〜0.30% Cは、常温、高温の強度を上げ、耐摩耗性を向上するの
に有効な元素である。強度および耐摩耗性を付与するた
めには、少なくとも0.10%は必要であるが、0.3
0%を超えると、過共析鋼となって、巨大炭化物の生成
による耐ヒートチェック性の劣化が生じるので、その含
有量を0.10〜0.30%にする。好ましくは0.1
5〜0.27%である。 Si:0.05〜1.0% Siは、耐酸化性を付与する元素であり、また脱酸剤と
しても作用する元素である。0.05%より少ないと、
脱酸剤としての効果が少なく、1.0%を超えると、ヒ
ートクラックが生じやすくなり、また靱性を低下するの
で、その含有量を0.05〜1.0%にする。好ましく
は0.05〜0.7%である。
説明する。 C:0.10〜0.30% Cは、常温、高温の強度を上げ、耐摩耗性を向上するの
に有効な元素である。強度および耐摩耗性を付与するた
めには、少なくとも0.10%は必要であるが、0.3
0%を超えると、過共析鋼となって、巨大炭化物の生成
による耐ヒートチェック性の劣化が生じるので、その含
有量を0.10〜0.30%にする。好ましくは0.1
5〜0.27%である。 Si:0.05〜1.0% Siは、耐酸化性を付与する元素であり、また脱酸剤と
しても作用する元素である。0.05%より少ないと、
脱酸剤としての効果が少なく、1.0%を超えると、ヒ
ートクラックが生じやすくなり、また靱性を低下するの
で、その含有量を0.05〜1.0%にする。好ましく
は0.05〜0.7%である。
【0009】Mn:1.50%以下 Mnは、脱酸剤として、また硬度および強度を向上する
元素である。1.50%を超えると耐ヒートチェック性
が劣化するので、その含有量を1.50%以下にする。
好ましくは1.0%以下である。 P:0.030%以下 Pは、不純物であり、少ないほうが好ましいが、0.0
30%以下であれば材質にそれ程影響がないので、0.
030%以下とする。
元素である。1.50%を超えると耐ヒートチェック性
が劣化するので、その含有量を1.50%以下にする。
好ましくは1.0%以下である。 P:0.030%以下 Pは、不純物であり、少ないほうが好ましいが、0.0
30%以下であれば材質にそれ程影響がないので、0.
030%以下とする。
【0010】S:0.035%以下 Sは、不純物であり、少ないほうが好ましいが、0.0
35%以下であれば材質にそれ程影響がないので、0.
035%以下とする。 Cr:8.0〜13.0% Crは、耐酸化性、耐熱性を向上させる元素である。そ
の効果は8.0%以上で発揮されるが、13.0%を超
えると高温強度が低下するので、その含有量を8.0〜
13.0%にする。好ましくは10.0〜13.0%で
ある。
35%以下であれば材質にそれ程影響がないので、0.
035%以下とする。 Cr:8.0〜13.0% Crは、耐酸化性、耐熱性を向上させる元素である。そ
の効果は8.0%以上で発揮されるが、13.0%を超
えると高温強度が低下するので、その含有量を8.0〜
13.0%にする。好ましくは10.0〜13.0%で
ある。
【0011】W:0.5〜1.5%、Mo:0.5〜1.
5% WおよびMoは、強力な炭化物生成元素であり、高温の耐
摩耗性を向上する元素である。その効果は0.5%以上
で発揮されるが、1.5%を超えると、δフェライトの
生成が懸念され、靱性を低下させるので、その含有量を
0.5〜1.5%にする。好ましくは0.7〜1.5%
である。 V:0.1〜1.0% Vは、WおよびMoより強力な炭化物生成元素であり、高
温の強度および耐摩耗性を向上する元素である。その効
果は0.1%以上で発揮されるが、1.0%を超える
と、巨大炭化物を形成し、靱性が低下するので、その含
有量を0.1〜1.0%にする。好ましくは0.1〜
0.7%である。
5% WおよびMoは、強力な炭化物生成元素であり、高温の耐
摩耗性を向上する元素である。その効果は0.5%以上
で発揮されるが、1.5%を超えると、δフェライトの
生成が懸念され、靱性を低下させるので、その含有量を
0.5〜1.5%にする。好ましくは0.7〜1.5%
である。 V:0.1〜1.0% Vは、WおよびMoより強力な炭化物生成元素であり、高
温の強度および耐摩耗性を向上する元素である。その効
果は0.1%以上で発揮されるが、1.0%を超える
と、巨大炭化物を形成し、靱性が低下するので、その含
有量を0.1〜1.0%にする。好ましくは0.1〜
0.7%である。
【0012】B:0.001〜0.10% Bは、高温強度の向上、結晶粒の微細化に効果がある元
素である。高温強度の向上、耐ヒートチェック性の改善
のためには少なくとも0.001%含有させる必要があ
るが、0.10%を超えると、熱間加工で割れが生じる
ので、その含有量を0.001〜0.10%にする。好
ましくは0.001〜0.010%である。 Nb:0.01〜0.5% Nbは、結晶粒を微細化し、高温強度を上げ、耐ヒート
チェック性を改善する元素である。その効果は0.01
%以上で発揮されるが、0.5%を超えると、粗大な炭
化物を作り、δフェライトを析出してその効果を減じる
ので、その含有量を0.01〜0.5%にする。好まし
くは0.05〜0.4%である。
素である。高温強度の向上、耐ヒートチェック性の改善
のためには少なくとも0.001%含有させる必要があ
るが、0.10%を超えると、熱間加工で割れが生じる
ので、その含有量を0.001〜0.10%にする。好
ましくは0.001〜0.010%である。 Nb:0.01〜0.5% Nbは、結晶粒を微細化し、高温強度を上げ、耐ヒート
チェック性を改善する元素である。その効果は0.01
%以上で発揮されるが、0.5%を超えると、粗大な炭
化物を作り、δフェライトを析出してその効果を減じる
ので、その含有量を0.01〜0.5%にする。好まし
くは0.05〜0.4%である。
【0013】Ni:0.5〜1.0% Niは、耐食性および靱性を改善する元素である。その
効果は0.5%以上で発揮されるが、1.0%を超える
と焼きなまし硬さが低くならず、また熱処理後の応力割
れ感受性が強くなり、さらに変態点を下げるため、使用
温度を制限するので、その含有量を0.5〜1.0%に
する。好ましくは0.5〜0.8%である。
効果は0.5%以上で発揮されるが、1.0%を超える
と焼きなまし硬さが低くならず、また熱処理後の応力割
れ感受性が強くなり、さらに変態点を下げるため、使用
温度を制限するので、その含有量を0.5〜1.0%に
する。好ましくは0.5〜0.8%である。
【0014】次に、本発明のガラス金型用鋼の製造方法
および熱処理方法の一例を説明する。電弧炉または高周
波炉で溶製したインゴントを電極としてエレクトロスラ
グ再溶解法により造塊する。このエレクトロスラグ再溶
解法により製造されたインゴットを型鍛造により所定の
形状に成形する。型鍛造としては、型入鍛造および型打
鍛造のいずれを使用してもよいが、プレスによる型入鍛
造を利用するのが好ましい。型鍛造は1050〜115
0℃の範囲の比較的低温度で行う必要がある。型鍛造が
1050℃より低くなると、熱間の変形抵抗が大となっ
て加工し難くなり、また1150℃より高くなると、結
晶粒が粗大となるので、上記の範囲の温度で行うことが
必要である。
および熱処理方法の一例を説明する。電弧炉または高周
波炉で溶製したインゴントを電極としてエレクトロスラ
グ再溶解法により造塊する。このエレクトロスラグ再溶
解法により製造されたインゴットを型鍛造により所定の
形状に成形する。型鍛造としては、型入鍛造および型打
鍛造のいずれを使用してもよいが、プレスによる型入鍛
造を利用するのが好ましい。型鍛造は1050〜115
0℃の範囲の比較的低温度で行う必要がある。型鍛造が
1050℃より低くなると、熱間の変形抵抗が大となっ
て加工し難くなり、また1150℃より高くなると、結
晶粒が粗大となるので、上記の範囲の温度で行うことが
必要である。
【0015】本発明のガラス金型用鋼の熱処理は、90
0〜1000℃から油冷または水冷して焼入れを行い、
その後650〜750℃から空冷しで焼もどしを行うの
が好ましい。焼入れ温度が1000℃より高くなると、
結晶粒が大きくなり、耐ヒートチェック性が劣化し、9
00℃より低くなると全体がマルテンサイトの組織にな
らなくなり、引張強さが劣化する。また焼もどしを75
0℃より高い温度で行うと、引張強さが劣化し、また6
50℃より低い温度で行うと、靱性が劣化する。
0〜1000℃から油冷または水冷して焼入れを行い、
その後650〜750℃から空冷しで焼もどしを行うの
が好ましい。焼入れ温度が1000℃より高くなると、
結晶粒が大きくなり、耐ヒートチェック性が劣化し、9
00℃より低くなると全体がマルテンサイトの組織にな
らなくなり、引張強さが劣化する。また焼もどしを75
0℃より高い温度で行うと、引張強さが劣化し、また6
50℃より低い温度で行うと、靱性が劣化する。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例としてかす
み板(曇りガラス)ロールついて説明する。高周波炉で
溶解して鋼塊を製造し、この鋼塊を電極としてエレクト
ロスラグ再溶解法により再溶解して表1の成分組成の鋼
塊を製造した。これらの鋼塊を1/2uの据え込みを入
れ、型入鍛造により所望の形状のかすみ板(曇りガラ
ス)ロールを作製した。次いで、950℃から油冷して
焼入れをし、700℃から空冷して焼もどしをしてかす
み板ロールを作製した。なお、比較例1および2は、N
が入っていないこと以外は本発明の実施例1および2の
ガラス金型鋼と同じ成分組成のものである。
み板(曇りガラス)ロールついて説明する。高周波炉で
溶解して鋼塊を製造し、この鋼塊を電極としてエレクト
ロスラグ再溶解法により再溶解して表1の成分組成の鋼
塊を製造した。これらの鋼塊を1/2uの据え込みを入
れ、型入鍛造により所望の形状のかすみ板(曇りガラ
ス)ロールを作製した。次いで、950℃から油冷して
焼入れをし、700℃から空冷して焼もどしをしてかす
み板ロールを作製した。なお、比較例1および2は、N
が入っていないこと以外は本発明の実施例1および2の
ガラス金型鋼と同じ成分組成のものである。
【0017】
【表1】
【0018】上記のようにして作製した各かすみ板ロー
ルについて、該各かすみ板ロールから試験片を切り出
し、機械的性質の測定およびヒートチェックテストを行
った。その結果を表2および表3に示す。ヒートチェッ
クテストは、かすみ板ロールから切り出した10φ×5
mmの試験片を常温から高周波加熱により700℃に加
熱し、次いで水冷により常温に戻す操作を1000回繰
り返して行った場合である。
ルについて、該各かすみ板ロールから試験片を切り出
し、機械的性質の測定およびヒートチェックテストを行
った。その結果を表2および表3に示す。ヒートチェッ
クテストは、かすみ板ロールから切り出した10φ×5
mmの試験片を常温から高周波加熱により700℃に加
熱し、次いで水冷により常温に戻す操作を1000回繰
り返して行った場合である。
【0019】
【表2】
【0020】表2の結果から、本発明のガラス金型用鋼
は、伸びは比較例のものとほぼ同等であるが、0.2%
耐力および引張り強さがNを所定量含有していない比較
例の鋼より高くなっており、耐ヒートチェック性に有利
であることが分かる。
は、伸びは比較例のものとほぼ同等であるが、0.2%
耐力および引張り強さがNを所定量含有していない比較
例の鋼より高くなっており、耐ヒートチェック性に有利
であることが分かる。
【0021】
【表3】
【0022】表3の結果から、本発明のガラス金型用鋼
は、比較例の鋼に比較して、クラックの発生数が少な
く、またクラックの長さも短く、また結晶粒度が小さ
く、ガラス金型用鋼として優れていることが分かる。
は、比較例の鋼に比較して、クラックの発生数が少な
く、またクラックの長さも短く、また結晶粒度が小さ
く、ガラス金型用鋼として優れていることが分かる。
【0023】
【発明の効果】本発明は、ガラス金型用鋼の成分組成を
上記の構成にしたことにより、硬度および引張強度が高
くなり、その結果耐ヒートチェック性が優れ、著しく寿
命の長いガラス金型用鋼を製造することができると言う
優れた効果を奏する。
上記の構成にしたことにより、硬度および引張強度が高
くなり、その結果耐ヒートチェック性が優れ、著しく寿
命の長いガラス金型用鋼を製造することができると言う
優れた効果を奏する。
Claims (2)
- 【請求項1】 重量%で(以下同じ)、C:0.10〜
0.30%、Si:0.05〜1.0%、Mn:1.50%
以下、P:0.030%以下、S:0.035%以下、
Cr:8.0〜13.0%、W:0.5〜1.5%、Mo:
0.5〜1.5%、V:0.1〜1.0%、N:0.0
3〜0.08%、残部がFeおよび不可避的不純物から
なることを特徴とするガラス金型用鋼。 - 【請求項2】 C:0.10〜0.30%、Si:0.0
5〜1.0%、Mn:1.50%以下、P:0.030%
以下、S:0.035%以下、Cr:8.0〜13.0
%、W:0.5〜1.5%、Mo:0.5〜1.5%、
V:0.1〜1.0%、N:0.03〜0.08%を含
み、さらにB:0.001〜0.10%、Nb:0.0
1〜0.5%、Ni:0.5〜1.0%およびCo:
0.1〜6.0%の一種または二種以上を含み、残部が
Feおよび不可避的不純物からなることを特徴とするガ
ラス金型用鋼。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17722096A JPH108198A (ja) | 1996-06-19 | 1996-06-19 | ガラス金型用鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17722096A JPH108198A (ja) | 1996-06-19 | 1996-06-19 | ガラス金型用鋼 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH108198A true JPH108198A (ja) | 1998-01-13 |
Family
ID=16027265
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17722096A Pending JPH108198A (ja) | 1996-06-19 | 1996-06-19 | ガラス金型用鋼 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH108198A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7966845B2 (en) | 2007-04-10 | 2011-06-28 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | Glass-shaping mold and method for manufacturing the same |
US8206518B2 (en) | 2005-06-24 | 2012-06-26 | Toshiba Kakai Kabushiki Kaisha | Die for press forming of glass and manufacturing method thereof |
-
1996
- 1996-06-19 JP JP17722096A patent/JPH108198A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8206518B2 (en) | 2005-06-24 | 2012-06-26 | Toshiba Kakai Kabushiki Kaisha | Die for press forming of glass and manufacturing method thereof |
US7966845B2 (en) | 2007-04-10 | 2011-06-28 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | Glass-shaping mold and method for manufacturing the same |
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