JPS58207359A - 熱間加工用工具鋼 - Google Patents

熱間加工用工具鋼

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JPS58207359A
JPS58207359A JP9050782A JP9050782A JPS58207359A JP S58207359 A JPS58207359 A JP S58207359A JP 9050782 A JP9050782 A JP 9050782A JP 9050782 A JP9050782 A JP 9050782A JP S58207359 A JPS58207359 A JP S58207359A
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JP
Japan
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steel
resistance
rare earth
temperature
hot working
Prior art date
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Pending
Application number
JP9050782A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuto Sugawara
一人 菅原
Kiyoshi Yamagishi
清 山岸
Koji Amano
宏地 天野
Yukihiro Aoi
青井 幸裕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nachi Fujikoshi Corp
Original Assignee
Nachi Fujikoshi Corp
Fujikoshi KK
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Publication date
Application filed by Nachi Fujikoshi Corp, Fujikoshi KK filed Critical Nachi Fujikoshi Corp
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Publication of JPS58207359A publication Critical patent/JPS58207359A/ja
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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】 本発明+q、a温茜負荷の使用条件においてきわめてす
ぐt″した性能を発揮Tる熱間加工用工具鋼に関するも
のである。
高温重負荷加工に用いられる金型には、従来から高w−
v−eO系のA工S工(The AmeriCan工r
onand 5teel ■n5titute ) 規
格mtc+ 耐高温@L オよぴ高温耐摩耗性に曖扛て
いる点で多さ使用さnているが、高温gi度に唆れる反
問靭性が劣り、しかも表面酸化膜が剥離しやすく耐ヒー
トナエノク性も劣っているため、必ずしも満足すべき大
月1成績(寿命)が得ら扛ていない。
本発明はCO,4−0,6%、 si o、1−1.o
%+ Mn 0.1−1.2% 。
Or 2.0−4.0%、 W O,5〜2.5%、 
Mo 2.0−4.0%、 V 1.(1−2,5%。
Co 1.o−to、o%さらにNb、Ti、Zr 1
7) ウち1 種−11c、ハ2種以上を0.01〜0
.3係含むとともに希を耕元素の1裡または2棟以上を
001〜0.3%含み、残部がFBおよび通常の不純物
よりなるもので尚輻強度および高温耐摩耗性に優nてい
るのみならJ−1使用時に、金型表面において靭性に富
み剥離し岨い性質をもつ保護皮膜を形成し、高温高負荷
の1史用条件において2nた性能を発揮させる熱間加り
用工具鋼に関する。
即ち本発明鋼は、Or−8i−Mn−Goを基a= b
y、分にW。
Mo、Vの炭化物形成元素を高温強度お工ひ篩温耐lY
粍性を向上させる目的で適度に組み合せ、史に缶 −土
類元素とNb、Ti、Zr全複合添加して耐酸化tt住
向上させたものである。
詳細に説明すると、希土類元素は耐酸化性11幼尿があ
ることが知ら7’しているが、窒素、酸素との親和力が
大さく製鋼過程における歩留が低く、その幼果をt−分
宛fポさせるには、多−添加が必要となり、j足価の上
昇を1ねく0葦た、多量添加の楊f目こは俗調−中の窒
化物や酸化物が増加して、鋼材の帖性低1をまねき易い
ので高度の製鋼技術を必要とする問題点かあった◎ 本発明鋼の重要な添加元素の1つであるNb、Ti。
t、rは上記問題点を解決するために添加したものであ
る。
ulJちiJ b 、 ’I’ i 、 l rは窒素
、酸素との大きな親和力Qこエリ・溶湯中の溶存窒素、
酸素を減少させて、希土類元素の窒素、酸素との結合を
さまたげ有効fr嘗祉を増加させる。またNb、Ti、
Zrと希土類元素t fM合添加することにエリ、希土
類元素を単独冷加した場合に比べて、酸化皮膜の密着性
が向上踵さらに酸化皮膜中に生じる酸化物粒子の形状が
角状から球状に変化することにエリ、酸化皮膜・′)性
状を同上させ、使用時における酸化皮膜の割れ、剥離を
防止し、保護皮膜としての効果を十分に発揮させること
をロエ能とする。
更には、基質界囲の形状特性が改良さ11本本発明鋼機
械的性質を著しく向上させる効果を自す□。
また従来から知らtている工うに、Nb、Ti、=tは
微細な炭化物を形成して、高温強度お工ひ市1.A耐摩
耗性を与え、結晶粒を微細化する効果もfJしている。
希土類元素とNb、Ti、Zrの複合添加は上記の如く
希土類元素およびNb、Ti、Zrそnぞ扛り幼果を著
しく向上させるものであり、本発明の主要な狡素を形成
するものである〇 以下本発明鋼の成分限定理由を述べるとCは本発明鋼の
焼入焼もどしがたさを尚め、−ま71COr、Mo、W
、V、Nb、Ti、Zr の炭化物形成元素と鯖1tし
て炭化物を形成し、焼もどし軟化抵抗、尚温強度および
耐摩耗性を与えるために含)Kざぜんもりである。特に
65パo℃以上の高温において本発明鋼にすぐnた強度
、耐摩耗性を与えるために01%以上必要であるか、0
6%をこえると市温(ごL・ける炭化物の粗大化と基質
の脆化のために籾1′Lが代)するとともに届、・激v
C市温強娑を低下させて、耐ヒートチェック性を劣化さ
せ耐酸化性を悪くするのでその範囲を04〜06%に限
定した。
Siは適度の耐酸化11の維持、市扁強度の向上に41
幼であるが、10%をこえると靭性を低下させ急造性お
工ひ扱剛性を害する。また工具鋼の脱酸削としては、0
1%未満では効果が十分でないのでそのΦα囲をO1〜
1.C)%に限定した。
IJnは4発ψJ鋼の焼入性を維持するために添加する
ものであるが、12%をこえるとA、変態点が低トし耐
ヒートチェック性゛を癲くする0またslと同4−1★
脱酸剤として最低01チは必要であるのでその範囲全0
1〜1.2チに限定した。
Crは焼もどし軟化抵抗、高温強度の向上、炭化′F/
I彫成による耐摩耗性の向上、焼入性の向上および適度
の酸化皮膜生成の点エリ、その設定はきゎst)て重要
である。650U以上の温度において高幅強度、尚温耐
摩耗性を尚めるには2oチ未満では十分な幼呆が得らn
ない。しかし40%をこえると炭化物の凝集を促進′し
焼もどし軟化抵抗および高温強度を低下させる。したが
ってその範囲を20〜40%に限定したO M、は酸化物を形成し、高温耐摩耗性、焼入1・11・
尚め、焼もどし軟化抵抗および高温強度を向上させる重
要な元素である0特にMO炭化物はCr炭化物に比較し
て高温硬さが高く、高温耐摩耗性の向Jlに有効である
が、4,0チをこえると靭性が低トする。また650℃
以上の高温において十分なIJ!I!Ilを与えるため
には最低2.0チ以上必要である。したがってその範囲
を20〜4.0チに限定した。
Wは高硬度の炭化物を形成し、耐摩耗性向りに効果があ
り、焼もどし時に微細な炭化物を析出して高温強度を尚
める。しかし2.5%をこえると引火炭化物を形成しゃ
すくなり靭性を低下させるので2.5−以下とした。0
5チ未満では上記効果が得ら扛ない0したがってその範
囲を05〜25%に限定する・ ■は安定で固溶しにくい高硬度の炭化物を形1ノにし高
温耐摩耗性を著しく尚め、さらに焼もどしにより微細な
凝集しにくい炭化物を析出して焼もどし軟化抵抗および
四部強度を高める元素で本発明鋼の特徴である650℃
以上の高温においてきわめてすぐnた強度、耐摩耗性を
与える重要な元素である。また結晶粒を微細化して靭性
および疲労’j’fr度’t fa>め耐ヒートチェッ
ク性を向上させる。しかし、10%未満では上記添加効
果が得らnない。
′fた不発明鋼Vこおいて25%をこえると高温強度の
向上効果がほとんど認めら扛なくなり、かつ高温耐摩耗
性の同上効果が少なくなるばかりか粗大炭化物を生成し
靭性を低下させ、さらに耐酸化性を悪くする0したがっ
てそd範囲を10〜25%に限定した口 COは本発明鋼の特徴である650℃以上の高温で擾才
1−たg1度を維持し、さらに耐摩耗性を与える*費な
添加元素である。lolをこえると靭性を低トさせ、l
Oチ未満では上記幼果が得らnない〇したがってその範
囲を1.0−10.0チに限定した■Nb、Ti、Zr
は女定な尚硬度の炭化′+vJを形成し、Sl幌勤度お
工ひ高温耐摩耗性を与え、結晶粒を微細化して靭性お工
ひ疲労弛度を市め耐ヒートチェック性を向上させる元素
である。ざらに布土類几素の微量添加による耐酸化性向
上の効果を著しくさせる働きをもった不発明鋼の1をな
冷加元素である003%をこえると靭性を低下させ表面
酸化皮膜が緻密でなくなり剥離しやすくなるので14重
または2種以上の合剖で0.3 % =pでとする。0
【】Iチ未満では上記効果が得らnないので1性または
2柚以上の合計で0.01チ以上とした。
希土類元素は緻密でじん性の筒い保護性と布層性に富ん
だ表面酸化膜を彫成し、耐酸化性を回りさせるのに著し
い効果を示す元素である。
上記効果を示すにはNb、Ti、Zrの添加量に関すす
るが最低0.01%以上必要である0また03チをこえ
ると上記添加効果の向上が得ら7Lないばがりか原価の
上昇が著しくなる。したがってその軸回’i 0.01
〜03チに限定した。なお、ここでいう希土類元素とは
う、ンタン族にイツトリウム(Y)とスカンジウム(S
C)を加えた元素である〇、次に実施例を示す口 第1表は本発明鋼、比較鋼および従来鋼のiL′:j:
Jilt +戊である。
第1表 序1(、Eは希に類元素である0 1だ、第2表は本発明鋼の熱処理条件(目標かたさHn
C50) ′f:示したもので不発明鋼は従来鋼に比べ
て大幅に焼もどし軟化抵抗が向上していることがわかる
第  2  表 さらに第3表は本発明鋼の高温引張試験にす、・ける6
50℃および700℃での高温強1夏を示したものであ
る。
第3表 本発明鋼は従来鋼に比べて優nた高温強度を牛すことが
わかる。
また第1図は700℃におけるば化減μを几fりしたも
のである〇 上記の如く本発明鋼は従来鋼に比べて著しく間1酸化性
/が向上していることがわかる。またへυ、1j。
zl−ニーとの適度の組合せに↓り希土類元素の耐酸I
L性にお工はす効果を著しくしている。
第2図は本発明鋼′Bと比較鋼E2従米鋼Fの酸1ヒ皮
模顕#説写真である0こnを見ても本発明鋼りは密着性
のよい酸化皮膜を形成していることがわかる0また比較
鋼Eは酸化皮膜が密着しているか割扛ており、従来鋼F
は酸化皮膜が剥離している。
第4表は本発明鋼Aと従来′Ab’を熱間鍛造用工具Q
こ使用した実用成績である。
第4表 このように不発明鋼は従来鋼に比べて著しく優t1でい
ることがわかる。
E記の如く、本発明にNb、Ti、Zrを添加し炭化物
を形成したので高温強度お工ひ高温1Ilj摩耗性をL
Jえ、結晶#Iを微細化すると共Vこ、屋素との著しい
親什力により、浴湯中の溶存窒素を減少させて7苗[耕
元素の窒素との結合をさ逢たV1有効合金量を増加させ
た0また、Nb、Ti、Zrと希土類元素とにくい保護
酸化皮膜を形成してクラック進+1にの起点となる初期
クラックの発生をおくらせ艮)、f命を与える0また、
酸化皮膜中に生じる酸化物の形状力≦角状力・ら球状に
変化して、すぐ扛た薇械的性貿を示した。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明鋼の酸化減量の比較鋼、匠米鋼との比較
図、第2図(イ)は不発明鋼(B)の、回(1))は従
来鋼(F”)の、同(ハ)は比較鋼(nu)の各顕微鋭
組蛾写真である。 代理人弁理士  河 内 潤 二

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. CO4〜0.6%、 si o1〜t、o%、 Mn 
    0.1−1.2%、Cr2.0−40%、Wo、5−2
    .5%、 Mo 2.0−4.0%、 V 10−2.
    5%、 co 1.0〜10.0チさらにNb、Ti、
    zrのうち1神葦たは2種以上を0.01〜03チ含む
    とともに、希土類元素のl捜または2m1以上を001
    〜03チ含み、残部かドθお工び通常の不純物エリなる
    熱間加工用1畦鋼。
JP9050782A 1982-05-29 1982-05-29 熱間加工用工具鋼 Pending JPS58207359A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6160864A (ja) * 1984-08-31 1986-03-28 Kobe Steel Ltd 耐熱疲労特性及び焼戻し軟化抵抗にすぐれた熱間工具鋼
JPS6160863A (ja) * 1984-08-31 1986-03-28 Kobe Steel Ltd 耐熱疲労特性及び焼戻し軟化抵抗にすぐれた熱間工具鋼
JPH02125840A (ja) * 1988-11-01 1990-05-14 Hitachi Metals Ltd 熱間加工用工具鋼

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