JPH1096049A

JPH1096049A - プラスチック材料用金型を製造するための低合金鋼

Info

Publication number: JPH1096049A
Application number: JP9121725A
Authority: JP
Inventors: Jean Beguinot; ベギノジャン; Gilbert Primon; プリモンジルベール; Frederic Chenou; シェヌフレデリック
Original assignee: Creusot Loire SA; Creusot Loire Industrie SA
Current assignee: Creusot Loire SA; Creusot Loire Industrie SA
Priority date: 1996-04-29
Filing date: 1997-04-24
Publication date: 1998-04-14
Anticipated expiration: 2017-04-24
Also published as: CA2203488A1; ATE227354T1; US5855845A; DE69716806D1; CN1174896A; JP4189776B2; DE69716806T2; CN1074059C; TW426746B; MX9703092A; FR2748036A1; CA2203488C; KR970070229A; PT805220E; FR2748036B1; KR100429050B1; ES2186851T3; EP0805220A1; AU1903897A; EP0805220B1

Abstract

(57)【要約】【課題】プラスチック用金型を製造するための低合金
鋼。【解決手段】重量％組成で0.35≦C ≦0.5 、０≦Si≦
0.5 、0.2 ≦Mn≦2.5 、０≦Ni≦４、０≦Cr≦４、０≦
Mo＋W/2 ≦２、０≦Cu≦１、０≦Ｖ＋Nb/2＋Ta/4≦0.5
、0.005 ≦Al≦0.2 、０≦B ≦0.015 、０≦Ti＋Zr/2
≦0.3 、０≦S ＋Se＋Te≦0.2 、０≦Pb＋Bi≦0.2 、０
≦Ca≦0.1 を含み、残部は鉄と不可避不純物であり、さ
らに特定の関係式を満足する鋼。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は鋼、特にプラスチッ
ク材料用金型の製造で使用される低合金鋼に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】プラスチックまたはゴム用の金型は金属
ブロックの切削加工で作られる。金属ブロックの厚さは
1,500mm以上になることがある。この切削加工の目的は
被成形品と同じ形状を有するキャビティを形成すること
にある。キャビティの表面は、被成形品表面に所望の外
観を与えるために艶出し加工または化学的エッチングさ
れることが多い。成形時には加圧された高温のプラスチ
ックが射出され、金型はプラスチックの圧力に変形なし
に耐えなければならず、プラスチックから熱を取り除か
ねばならず、また、キャビティ表面に対するプラスチッ
クの摩擦による磨耗に耐えなければならない。金型とな
る鋼は上記のような条件を満たす性質を備えていなけれ
ばならない。さらに、この鋼は金型使用中安定、すなわ
ち成形操作中の温度変化に対して安定でなければならな
い。すなわち、成形操作で生じる温度サイクルの影響を
受けず、しかも、最大厚さの部分を含めてできるだけ均
質性を維持しなければならない。プラスチックの射出成
形用金型の製造で用いられる鋼で、上記の全ての条件を
満足する鋼は、硬度が極めて高く、切削加工性に優れ
た、艶出し性または化学エッチング性に優れ、熱伝導性
に優れ、最も厚い部分でもこれらの性質が極めて均質で
あることが必要があろう。しかし、そのような理想の鋼
は存在しない。

【０００３】一般に、金型製造では、焼入れ・アニーリ
ング後に十分な硬度、高い降伏点および高い靱性を有す
るマルテンサイトまたはベイナイト構造となる十分な焼
入れ性を備えた低合金鋼のブロックが使用される。最も
広く使用されている鋼はＡＩＳＩ規格の P20鋼と、Germ
an Werkstoff 規格のW1.2311 またはW1.2738 鋼であ
る。

【０００４】P20 鋼は重量比で0.28％〜0.4 ％の炭素
と、0.2 ％〜0.8 ％の珪素と、0.6 ％〜１％のマンガン
と、1.4 ％〜２％のクロムと、0.3 ％〜0.55％のモリブ
デンとを含み、残部は鉄および不可避不純物である。W
1.2311 およびW1.2738 鋼は重量比で0.35％〜0.45％の
炭素と、0.2 ％〜0.4％の珪素と、1.3 ％〜1.6 ％のマ
ンガンと、1.8 ％〜2.10％のクロムと、0.15％〜0.25％
のモリブデンとを含み、W1.2738 鋼はさらに0.9 ％〜1.
2 ％のニッケルを含み、残部は鉄および不可避不純物で
ある。

【０００５】これらの鋼は優れた耐磨耗性を有している
が、発明者達はこれらの鋼は熱伝導性と焼入れ性(tempa
bilite) との組合せが良くないということを確認した。
すなわち、鋼W1.2738 は鋼W1.2311 よりも焼入れ性がよ
いが、鋼W1.2311 は鋼P20 よりも焼入れ性がよい。しか
し、鋼W1.2738 の熱伝導性は鋼W1.2311 よりかなり低
く、鋼W1.2311 の熱伝導性は鋼P20 よりもかなり低い。
熱伝導率が最高の時には焼入れ性は最低になり、逆も真
であるため、これらの鋼で熱伝導性に優れた大型の金型
を製造することはできない。これらの鋼で熱伝導性に優
れた寸法の大きな金型を製造する場合には、鋼W1.2738
の代わりに鋼P20 を用い、しかも、大きな単一部品にす
る代わりに複数の相対的に小さな部品にする必要があ
る。しかし、この方法はかなり複雑になり、金型の製造
費が増えるという欠点があるため、現実には使用されて
おらず、考えられていない。事実、成形品表面に跡が残
らないようにするためには各部品の組み合わせを完全に
しなければならないが、そのようなことは実際には不可
能である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記問
題点を解決して金型製造用の鋼に望ましい基本的特徴を
有する鋼すなわち耐磨耗性に優れ、しかも従来の鋼に比
べて焼入れ性と熱伝導性との組合せに優れた鋼を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、下記化学重量
組成を有することを特徴とするプラスチックまたはゴム
材料の射出成形用金型を製造するための鋼を提供する： 0.35％≦C ≦0.5 ％０％≦Si≦0.5 ％ 0.2 ％≦Mn≦2.5 ％０％≦Ni≦４％０％≦Cr≦４％０％≦Mo＋W/2 ≦２％０≦Cu≦１％０％≦Ｖ＋Nb/2＋Ta/4≦0.5 ％ 0.005 ％≦Al≦0.2 ％０％≦B ≦0.015 ％ 1) 任意成分としてチタンおよびジルコニウムから選択
される少なくとも１種の元素をチタン含有率とジルコニ
ウム含有率の半分との和が0.3 ％以下で含むことがで
き、 2) 任意成分としてさらに硫黄、セレンおよびテルルの
中から選択される少なくとも１種の元素をこれら元素の
含有率の和が 0.2％以下の含有量で含むことができ、 3) 任意成分としてさらに鉛およびビスマスから選択さ
れる少なくとも１種の元素をこれら元素の含有率の和が
0.2％以下で含むことができ、 4) 任意成分としてさらにカルシウムを0.1 ％以下に含
むことができ、残部は鉄と製錬に起因する不純物であ
り、さらに、下記関係を満足する： Cr＋３×(Mo ＋W/2)＋10×(V＋Nb/2＋Ta/4) ≧１Ｒ＝ 3.8×C ＋10×Si＋ 3.3×Mn＋ 2.4×Ni＋ 1.4×(C
r ＋Mo＋W/2)≦11 Qu＝ 3.8×C ＋ 1.1×Mn＋ 0.7×Ni＋ 0.6×Cr＋ 1.6×
(Mo ＋W/2)＋kB≧３ (B≧0.0005％の場合には kB ＝0.5 、B ＜0.0005％の場
合にはkB＝０）Ｒ≦ Max (2.33×Qu-1,0.9×Qu＋4)

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明鋼は下記関係を満足するの
が好ましい： Mo＋W/2 ≧0.4 ％本発明鋼はさらにSi≦0.15％を満足し、さらにはSi≦0.
1 ％を満足するのが好ましい。ホウ素含有率は0.0005％
以上にするのが望ましい。本発明鋼は下記関係を満足す
るように選択しなければならない：Ｒ≦９、且つ、必要な場合にさらに Qu≧4.3

【０００９】上記条件は本発明鋼が下記化学重量組成お
よび関係を満足する場合に特に有利に得られる： 0.37％≦C ≦0.45％０％≦Si≦0.15％ 0.2 ％≦Mn≦1.5 ％０％≦Ni≦0.5 ％０％≦Cr≦2.5 ％０％≦Mo＋W/2 ≦１％０≦Cu≦１％０％≦Ｖ＋Nb/2＋Ta/4≦0.2 ％ 0.005 ％≦Al≦0.2 ％ 0.0005％≦B ≦0.015 ％０％≦Ti＋Zr/2≦0.3 ％Ｒ≦2.33×Qu-2.4

【００１０】本発明鋼がチタンまたはジルコニウムを含
む好ましい例の場合には、製造時にチタンまたはジルコ
ニウムを液体鋼中に除々に導入して、窒化チタンまたは
窒化ジルコニウムの極めて微細な析出物にするのとが望
ましい。この場合、チタン、ジルコニウムおよび窒素の
含有率（重量％）は下記関係式を満足するのが好まし
い： 0.00003 ≦ (N)×(Ti ＋Zr/2) ≦0.0016 この条件では、固体状態で、顕微鏡断面１mm²当たり
0.1μｍ以上の窒化チタン析出物または窒化ジルコニウ
ム析出物の数は窒化物の形で析出したチタン全含有率
（％の1000倍で表す）の総量と窒化物の形で析出したジ
ルコニウム全含有率（％の1000倍で表す）の半分との和
の４倍以下である。

【００１１】本発明はさらに、特徴寸法(dimension car
acteristique) 約20〜1500mmで、全ての点で鋼がマルテ
ンサイトまたはベイナイト組織を有し、基本的にフェラ
イトを含まない、全ての点で硬度が 250〜370 ブリネ
ル、好ましくは 270〜350 ブリネルである本発明の化学
組成を有する鋼のブロックに関するものである。本発明
はさらに、本発明鋼の鋳造技術を用いたプラスチック用
金型の製造での使用にある。以下、本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明が下記の記載に限定されるもので
はない。

【００１２】プラスチックの射出成形用金型を製造する
のに必要な全ての使用特性を得るために、本発明鋼は以
下の元素を含む必要がある（重量％）： (1) 十分な硬度と極めて優れた耐磨耗性とを同時に得る
ためには炭素は0.35％以上にする。硬度が同じ場合、炭
素含有率が高ければ高い程、耐磨耗性はそれに比例して
良くなる。しかし、十分な切削性と強靱性とを保持する
ためには炭素含有率は高すぎないようにして0.5 ％以下
にする必要があり、好ましくは0.37〜0.45％にしなけれ
ばならない。 (2) 焼入れ性、特にベイナイト領域の範囲を広げて、特
徴の均質性に優れた厚いブロックを得るためにはモリブ
デンを好ましくは0.4 ％以上にする。モリブデンはさら
に耐アニール性を高めるという利点と、同じ強度で耐磨
耗性を高める炭素との炭化物を形成するという利点があ
る。しかし、この元素は高価で、しかも切削性および艶
出し性に不都合な偏析をを促進するので、モリブデン含
有率は１％に制限する。モリブデンの代わりに、その全
部または一部にタングステンを、１％のモリブデンに２
％のタングステンの比率で使うことができる。そのた
め、これら２種の元素の分析値は (Mo＋W/2)で定義され
る。

【００１３】(3) 焼入れ性を高め、さらに熱伝導性を過
度に損なわずに耐軟化性および耐磨耗性を高めるために
はクロムは０〜４％、好ましくは1.5 〜2.5 ％にする。 (4) 硬度を良くし、耐磨耗性を高めるために、必要に応
じてバナジウム、ニオブまたはタンタルを単独または組
み合わせて、 V＋Nb/2＋Ta/4の和が０〜0.5％、好まし
くは0.2 ％以下で含むことができる。 (5) マンガンは硫黄を固定し、焼入れ性を高める利点を
有するので0.2 ％以上にするが、鋼の熱伝導性をかなり
低下させる欠点があるので2.5 ％以下、好ましくは 1.5
％以下に制限する。 (6) 珪素は液体鋼の脱酸素で使用するが、鋼の熱抵抗を
大幅に上げる欠点、しかも寸法の大きいブロックに準偏
析を形成する欠点があるので、0.5 ％以下、好ましくは
0.15％以下、さらに好ましくは0.1 ％以下にする。 (7) 焼入れ性を高めるために、必要に応じてニッケルを
０〜４％含むことができるが、熱伝導率を下げ過ぎない
ようにするためには0.5 ％以下にする。この元素は、鋼
を鉄屑から製造した場合に残留元素として存在している
ことがある。 (8) 必要に応じて、原料から導入される残留元素である
銅は０〜１％含むことができ、この元素はニッケルを加
えた場合には優れた硬化作用を示す。 (9) アルミニウムは鋼の脱酸素と、必要な場合には焼入
れ性のホウ素の保護に必要で、0.005 〜0.2 ％にする。

【００１４】(10)チタンおよびジルコニウムから選択さ
れる少なくとも１種の元素は鋼に常に含まれる窒素（こ
れはホウ素の作用を無くす）を減らすために、チタン含
有率とジルコニウム含有率の半分との和で 0.3％以下で
含むことができる。本発明鋼がチタンまたはジルコニウ
ムを含む場合は、チタン、ジルコニウムおよび窒素の含
有率（窒素は不純物として少なくとも数ppm 〜数百ppm
の含有率で常に存在している）が下記関係式を満たすの
が好ましい： 0.00003≦ (N)×(Ti ＋Zr/2) ≦0.0016 さらに、例えばチタンまたはジルコニウムを脱酸素され
ていない鋼に添加し、次いでアルミニウム等の強い還元
剤を加えることで、チタンまたはジルコニウムを酸化チ
タンまたは酸化ジルコニウムの相で除々に溶解して鋼に
導入するのが望ましい。これらの条件によって、強靱
性、切削性および艶出性に優れた窒化チタンの極めて微
細な分散物が得られる。この好ましい方法でチタンまた
はジルコニウムを導入した場合の、固体鋼の顕微鏡断面
1-mm²当たり0.1 μｍ以上の窒化チタン析出物または窒
化ジルコニウム析出物の数は窒化物の形で析出したチタ
ン全含有率（％の1000倍で表す）の総量と窒化物の形で
析出したジルコニウム全含有率（％の1000倍で表す）の
半分との和の４倍以下である。 (11)ホウ素は鋼の熱伝導性を損なわずに焼入れ性を高め
るために、必要に応じて０〜0.015 ％、好ましくは0.00
05％以上、さらに好ましくは0.002 ％以上の比率で添加
できる。 (12)硫黄は不純物として、すなわち0.005 ％以下で含む
ことができ、それに、必要に応じて、セレンまたはテル
ルをさらに含むことができる。切削性を高めるために、
硫黄、セレンおよびテルルの含有率の和は0.2 ％以下に
する。切削性を鉛またはビスマスを0.2 ％以下で添加す
るか、カルシウムを0.1 ％以下で添加して高めることも
できる。残部は鉄と製錬に起因する不純物である。

【００１５】上記組成範囲内で、各元素の含有率は下記
条件に従う必要がある：Ｒ≦11、好ましくはＲ≦９ Qu≧３、好ましくはQu≧4.3 ここで、Ｒは本発明鋼の熱抵抗の量を表し、Quは本発明
鋼の焼入れ性を表し、これらの表記ではＲおよびQuは下
記式を用いて計算した無次元の係数である：Ｒ＝3.8 ×C ＋10×Si＋3.3 ×Mn＋2.4 ×Ni＋1.4 ×(C
r ＋Mo＋W/2) Qu＝3.8 ×C ＋1.1 ×Mn＋0.7 ×Ni＋0.6 ×Cr＋1.6 ×
(Mo ＋W/2)＋kB （ここで、B ≧0.0005％の場合にはkB＝0.5 、B ＜0.00
05％の場合にはkB＝０）

【００１６】これらの条件によって、焼入れ後、基本的
にフェライトを含まない（フェライトは望ましくない
が、少量の残部は残る）、マルテンサイトまたはベイナ
イト組織にするため（混合マルテンサイトベイナイトに
することもできる）、十分な焼入れ性を得ることがで
き、本発明鋼の熱伝導性が得られ、射出成形設備の生産
効率を上げることができる。

【００１７】各元素に対して上記の２つの式から係数の
比を計算すると、珪素、ニッケルおよびある程度までの
マンガンは不都合な元素で、これらの含有量は種々の冶
金上の制約に合わせた最低量に調節しなければならない
ことが分かる。また、ホウ素、モリブデン（またはタン
グステン）、炭素およびクロムをこの順番で加えるのが
好ましい。これらの元素は熱抵抗上の所定作用での焼入
れ性の点から見て極めて都合が良い。ＲおよびQuの式中
の係数の比をモリブデン、炭素およびクロムの係数に対
して計算すると、本発明鋼の化学組成は下記関係を満足
する：Ｒ≦Max (2.33 ×Qu-1, 0.9×Qu＋4) この表記はＲが 2.33 ×Qu-1および 0.9×Qu＋4 の２つ
の値の内、大きい値より小さいか、同じでなければなら
ないことを意味している。

【００１８】さらに、500 ℃以上でアニールした後に本
発明鋼の特性である優れた安定性と十分な衝撃強度とを
得るのに必要な 250 BH 以上の硬度を得るためには、モ
リブデン、タングステン、クロム、バナジウム、ニオブ
およびタンタルの含有率は下記関係を満足する必要があ
る： Cr＋３×(Mo ＋W/2)＋10×(V＋Nb/2＋Ta/4) ≧１上記の関係式は全て同時に満足しなければならない。

【００１９】こうして定義された組成部分において、下
記条件から好ましい部分を決定することができる： 0.37％≦C ≦0.45％０％≦Si≦0.15％ 0.2 ％≦Mn≦1.5 ％０％≦Ni≦0.5 ％０％≦Cr≦2.5 ％０％≦Mo＋W/2 ≦１％０≦Cu≦１％０％≦Ｖ＋Nb/2＋Ta/4≦0.2 ％ 0.005 ％≦Al≦0.2 ％ 0.005％≦B ≦0.015 ％０％≦Ti＋Zr/2≦0.3 ％ Cr＋３×(Mo ＋W/2)＋10×(V＋Nb/2＋Ta/4) ≧１Ｒ≦2.33×Qu-2.4 この鋼に上記の他の元素（硫黄、セレン、テルル、ビス
マス、鉛およびカルシウム）を添加することができ、好
ましくは上記の方法でチタンを導入する。

【００２０】炭素含有率が約0.4 ％の鋼は一般に溶接が
難しいが、本発明鋼で製造された金型は約 300℃以上の
予備加熱および後加熱をすることにより溶接によって修
復することができる。この観点では、本発明で選択され
た組成部分は、ベース金属と溶接金属のＺＡＨとの硬度
の差ΔＨが中硬度（100 BH以下）で、この差は同じ焼入
れ性の場合、そのＺＡＨと従来の鋼を用いたベース金属
との硬度差よりもはるかに小さいので修復後の処理（切
削、艶出、エッチング）が容易になるという利点があ
る。

【００２１】金型の製造で使用可能な鋼ブロックを製造
するには、液体鋼を製造し、インゴットまたはスラブの
ような半製品の形に鋳造し、次いでこの半製品を圧延ま
たは鍛造してブロック、例えば鋼板にする。次いで、半
製品を焼入れおよびアニールで処理して基本的に切削性
に不都合なフェライトを含まないマルテンサイトまたは
ベイナイト組織にする。一般にブロックは平行六面体の
形をしており、焼入れ媒体の種類と芯の冷却速度を決め
る特徴寸法ｄ（一般には最小寸法）とを有している。芯
の組織がフェライトを含まないようにするためには、フ
ェライトの現れる臨界速度が芯の冷却速度より遅くなる
ように鋼の焼入れ性を十分にする必要がある。アニール
は500 ℃以上、好ましくは550 ℃以上で且つ鋼のAc₁点
以下で行わなければならない。

【００２２】本発明鋼は鋳造法を用いた金型の製造に特
に有利である。本発明鋼で作られる金型は錬鋼の代わり
に鋳造鋼で作られる。この場合には、大きな平行六面体
ブロックに冷却水循環用溝を形成し、金型キャビティを
切削する代わりに、鋳造によって金型キャビティのブラ
ンクと、十分な機械的強度を有する適当な形状の外側部
分とからなる金型ブランクを製造する。この外側部分は
大きいブロックからキャビティを切削して得られる壁よ
りもはるかに薄い壁でよい。この金型ブランクを仕上げ
切削し、熱処理して金型が得られる。この金型は壁が相
対的薄いので熱伝導性に極めて優れた本発明鋼を使用す
ることで金型の壁に開けた冷却水循環溝を減らすか、無
くすことができ、金型の外側部分の回りにガスを循環さ
せて金型を冷却することもできる。キャビティ切削で外
観が多孔質になり易いが、これは溶接で修復することが
できる。この操作は本発明鋼の優れた溶接性によって容
易である。熱処理は溶接鋼で作られた金型に実施される
熱処理と同じであるが、粒子を細かくするために、オー
ステナイト化を予め１回または数回行うことができる。

【００２３】

【実施例】本発明の鋼Ａ、Ｂ、ＣおよびＤと、従来の鋼
Ｅ、ＦおよびＧを製造した。下記の〔表１〕は重量％の
1000倍で表した化学組成である：

【００２４】

【表１】

【００２５】これら鋼をアニールし、焼入れして金型の
製造に使用可能なブロックを製造した。ブロックの厚さ
（特徴寸法ｄ）、焼入れ法、アニール条件および熱抵抗
係数Ｒおよび焼入れ係数Qu、熱伝導率の値、得られた硬
度およびＺＡＨとベース金属との硬度の差ΔＨは下記の
〔表２〕に示してある：

【表２】伝導率＝熱伝導率 W/m/kを表す硬度はブリネルで表示

【００２６】〔表２〕の結果から、本発明鋼Ａ、Ｂ、Ｃ
およびＤは、従来鋼ＥおよびＦに匹敵する焼入れの値を
有するが、熱伝導率の値ははるかに（ほぼ30％）高く、
従来鋼Ｇは鋼Ｂ、ＣおよびＤに匹敵する熱伝導率を有し
ているが、焼入れ性はこれらの鋼よりはるかに低いこと
が分かる。この低い焼入れ性のために、製造可能な最大
厚さは200 mm以下で、焼入れは必ず水冷で行なわなけれ
ばならない。これは薄さに伴う欠点である。本発明鋼Ａ
〜ＤではＺＡＨとベース金属との硬度の差ΔＨは55 BH
以下で、鋼ＥよびＦは100 BH以上である。従来鋼ＧはΔ
Ｈは低い（44 BH ）が、焼入れ性も中程度である。

【００２７】本発明鋼は、特徴寸法が20mmから少なくと
も1500mmの間で、基本的にフェライトを含まない、全て
の点で鋼がマルテンサイトまたはベイナイト組織を有
し、全ての点で硬度が250 〜370 ブリネルであるブロッ
クの製造に使用することができる。これらのブロックは
成形温度が好ましくは約500 ℃以下であるプラスチック
またはゴムあるいは他の任意材料の射出成形用金型の製
造に利用することができる。金型を溶接で修復する場合
に用いる補充の鋼はベース金属と同じ組成を有している
のが望ましい。従って、本発明の鋼は溶接用ワイヤまた
は溶接電極製造用ワイヤの形に製造することができる。

フロントページの続き (72)発明者フレデリックシェヌフランス国 71200 ルクルゾリュピュイデモワノ（番地なし)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記化学重量組成を有することを特徴と
するプラスチックまたはゴム材料の射出成形用金型を製
造するための鋼： 0.35％≦C ≦0.5 ％０％≦Si≦0.5 ％ 0.2 ％≦Mn≦2.5 ％０％≦Ni≦４％０％≦Cr≦４％０％≦Mo＋W/2 ≦２％０≦Cu≦１％０％≦Ｖ＋Nb/2＋Ta/4≦0.5 ％ 0.005 ％≦Al≦0.2 ％０％≦B ≦0.015 ％ 1) 任意成分としてチタンおよびジルコニウムから選択
される少なくとも１種の元素をチタン含有率とジルコニ
ウム含有率の半分との和が0.3 ％以下で含むことがで
き、 2) 任意成分としてさらに硫黄、セレンおよびテルルの
中から選択される少なくとも１種の元素をこれら元素の
含有率の和が 0.2％以下の含有量で含むことができ、 3) 任意成分としてさらに鉛およびビスマスから選択さ
れる少なくとも１種の元素をこれら元素の含有率の和が
0.2％以下で含むことができ、 4) 任意成分としてさらにカルシウムを0.1 ％以下に含
むことができ、残部は鉄と製錬に起因する不純物であり、さらに、下記関係を満足する： Cr＋３×(Mo ＋W/2)＋10×(V＋Nb/2＋Ta/4) ≧１Ｒ＝ 3.8×C ＋10×Si＋ 3.3×Mn＋ 2.4×Ni＋ 1.4×(C
r ＋Mo＋W/2)≦11 Qu＝ 3.8×C ＋ 1.1×Mn＋ 0.7×Ni＋ 0.6×Cr＋ 1.6×
(Mo ＋W/2)＋kB≧３ (B≧0.0005％の場合には kB ＝0.5 、B ＜0.0005％の場
合にはkB＝０）Ｒ≦ Max (2.33×Qu-1,0.9×Qu＋4)
【請求項２】 Si≦0.15％である請求項１に記載の鋼
【請求項３】 B ≧0.0005％である請求項１または２に
記載の鋼
【請求項４】Ｒ≦９である請求項１〜３のいずれか一
項に記載の鋼
【請求項５】 Qu≧4.3 である請求項１〜４のいずれか
一項に記載の鋼
【請求項６】 Si≦0.1 ％である１〜５のいずれか一項
に記載の鋼
【請求項７】下記化学重量組成を満足する請求項１〜
６のいずれか一項に記載の鋼： 0.37％≦C ≦0.45％０％≦Si≦0.15％ 0.2 ％≦Mn≦1.5 ％０％≦Ni≦0.5 ％０％≦Cr≦2.5 ％０％≦Mo＋W/2 ≦１％０≦Cu≦１％０％≦Ｖ＋Nb/2＋Ta/4≦0.2 ％ 0.005 ％≦Al≦0.2 ％ 0.0005％≦B ≦0.015 ％０％≦Ti＋Zr/2≦0.3 ％且つＲ≦2.33×Qu-2.4
【請求項８】チタン、ジルコニウムおよび窒素の含有
率が好ましくは下記関係： 0.00003 ≦(N) ×(Ti ＋Zr/2) ≦0.0016 を満足し、さらに、固体状態で顕微鏡断面１mm²当たり
0.1μｍ以上の窒化チタン析出物または窒化ジルコニウ
ム析出物の数が窒化物の形で析出したチタン全含有率
（％の1000倍で表す）の総量と窒化物の形で析出したジ
ルコニウム全含有率（％の1000倍で表す）の半分との和
の４倍以下である請求項１〜７のいずれか一項に記載の
鋼。
【請求項９】特徴寸法が20〜1500mmであり、全ての点
で鋼がマルテンサイトまたはベイナイト組織であり、全
ての点で硬度が 250〜370 ブリネルである請求項１〜10
のいずれか一項に記載の鋼のブロック。
【請求項１０】請求項１〜８のいずれか一項に記載の
鋼の鋳造技術を用いたプラスチック用金型製造での使
用。
【請求項１１】請求項１〜８のいずれか一項に記載の
鋼からなる溶接用ワイヤまたは溶接電極製造用ワイヤ。