JPS583949A - ツ−ルジヨイント用材料 - Google Patents
ツ−ルジヨイント用材料Info
- Publication number
- JPS583949A JPS583949A JP10045681A JP10045681A JPS583949A JP S583949 A JPS583949 A JP S583949A JP 10045681 A JP10045681 A JP 10045681A JP 10045681 A JP10045681 A JP 10045681A JP S583949 A JPS583949 A JP S583949A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- less
- steel
- delayed fracture
- tool joint
- tool
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は2石油掘削用ドリルパイプを接続す(1)
るだめのツールジヨイント用材料の改善(こ関するもの
である。
である。
最近の石油価格のi重なる上昇を契機とL ’r 。
従来は採掘されなかった深部および腐食環境の厳しい場
所に埋蔵される石油質ムλも見直さ11で採掘されるよ
うになり1 このため1石油掘削用のドリルパイプ同士
を接続するために使用されるツールジョイン1〜用の1
不1についても、lり侵れた特性のものが必要となって
きている。すなわち、ツールジョイン]・の使用状態か
ら推察して強度的には80kgf/−以上の耐力と、酸
性″ガ囲気中における遅れ破壊特性が良好であることが
必要である。−万、パイプを接続する方法さしてねじ締
め法が用いられているためツールジ−インド自体のねじ
切り加工が必要であり1 したがって高強度特性ととも
に良好な被削性も要求されるところである。
所に埋蔵される石油質ムλも見直さ11で採掘されるよ
うになり1 このため1石油掘削用のドリルパイプ同士
を接続するために使用されるツールジョイン1〜用の1
不1についても、lり侵れた特性のものが必要となって
きている。すなわち、ツールジョイン]・の使用状態か
ら推察して強度的には80kgf/−以上の耐力と、酸
性″ガ囲気中における遅れ破壊特性が良好であることが
必要である。−万、パイプを接続する方法さしてねじ締
め法が用いられているためツールジ−インド自体のねじ
切り加工が必要であり1 したがって高強度特性ととも
に良好な被削性も要求されるところである。
従来ソールジヨイント用材には、主としてAl5I14
100系の鋼が使用されてきたが、該鋼では弛度的な面
の確保はできても遅れ破壊的な(2) 面で問題があり材質の改善が余銭無くされCいる。
100系の鋼が使用されてきたが、該鋼では弛度的な面
の確保はできても遅れ破壊的な(2) 面で問題があり材質の改善が余銭無くされCいる。
そこで、不発明者らは笥酷な使用状態に耐え得るととム
l?:、製造性の良好なツールジヨイント用材を開発す
る1こめに多くの実験研究を枯重ねた結果1本発明を完
成゛「るに至った。
l?:、製造性の良好なツールジヨイント用材を開発す
る1こめに多くの実験研究を枯重ねた結果1本発明を完
成゛「るに至った。
すなわち1本発明に係るツールジヨイント用材は。
1 ) O: 0.15〜0.50M、 61:
1.50%以下、 Mn : 1.50%以下、C
!r:0.10〜5.0%、]、lo:0.10〜1.
505&f を基本組成とし、残部が実質的に17′
eからなる鋼にわいてSを0.010%以下に制御する
とともにTeを6,04 x s−0,03%含自させ
ることを特徴とするツールジョイ−・ト用材料。
1.50%以下、 Mn : 1.50%以下、C
!r:0.10〜5.0%、]、lo:0.10〜1.
505&f を基本組成とし、残部が実質的に17′
eからなる鋼にわいてSを0.010%以下に制御する
とともにTeを6,04 x s−0,03%含自させ
ることを特徴とするツールジョイ−・ト用材料。
2) (ン: 0.15〜0.50J Si :
1.50%以ド、Mn:1.50%以下、 (3r
+ 0.10・=−5,ON、 Mo : 0.10〜
l−50%と V:1.0%以下、Wb:1.0%以°
ド、 Ti : 1.0%以下、Zr:0.01〜1.
0%、B:0.00596以下から選んだ1抽または2
抽以上を基本、組成とし、残1415が実質的にFθか
らなる嗣において8を0.010%以−トに制御1“る
とともにTeを0.04XS〜O,0a96含有させる
ことを特徴とするツールジヨイント用材料である。
1.50%以ド、Mn:1.50%以下、 (3r
+ 0.10・=−5,ON、 Mo : 0.10〜
l−50%と V:1.0%以下、Wb:1.0%以°
ド、 Ti : 1.0%以下、Zr:0.01〜1.
0%、B:0.00596以下から選んだ1抽または2
抽以上を基本、組成とし、残1415が実質的にFθか
らなる嗣において8を0.010%以−トに制御1“る
とともにTeを0.04XS〜O,0a96含有させる
ことを特徴とするツールジヨイント用材料である。
つまり5本発明に係る鋼は遅れ破壊特性の確保に有利な
高温焼もどしを利用して1 かつ高温焼もどし処理にお
いても80kgf/m以上の耐力値が得られることを第
1条件にし、さらに遅れ破壊を促進する延伸された硫化
物系介在物を減少させることを第2条件にし、さらに適
度な被削性を保有させることを第3条件にして合金設計
されたところに特徴を有するツールジヨイント用に好適
な鋼である。
高温焼もどしを利用して1 かつ高温焼もどし処理にお
いても80kgf/m以上の耐力値が得られることを第
1条件にし、さらに遅れ破壊を促進する延伸された硫化
物系介在物を減少させることを第2条件にし、さらに適
度な被削性を保有させることを第3条件にして合金設計
されたところに特徴を有するツールジヨイント用に好適
な鋼である。
次に本発明に係るツールジヨイント用材の化学成分範囲
の限定理由について説明する。
の限定理由について説明する。
c : 0.15〜0.50%
Cは高強度を有するマルテンサイト組織および硬質な炭
化物を形成させるために必要な元素であり、ツールジヨ
イントに要求される強度を確保するためには少なくとも
0.15%以上添加する必要がある。一方、多量に添加
すると耐遅れ破壊性および被削性が低下するため050
%以下に限定しtこ。
化物を形成させるために必要な元素であり、ツールジヨ
イントに要求される強度を確保するためには少なくとも
0.15%以上添加する必要がある。一方、多量に添加
すると耐遅れ破壊性および被削性が低下するため050
%以下に限定しtこ。
Si : 1.50%以下
Slは鋼の溶製時の脱酸、脱硫元素として必要であると
ともに焼もどし軟化抵抗性を高める元素であり、したが
って高温焼もどしにおいても鮭強反を確保できるため積
極的に添加することが望ましい。しかしながら、多量に
添加すると被削性が低下するため1.50%以下に限定
した。
ともに焼もどし軟化抵抗性を高める元素であり、したが
って高温焼もどしにおいても鮭強反を確保できるため積
極的に添加することが望ましい。しかしながら、多量に
添加すると被削性が低下するため1.50%以下に限定
した。
IAn : 1.50%以下
Mnは鋼の溶製時の脱硫元素として必要な元素であり、
積極的に添加することが望ましいが。
積極的に添加することが望ましいが。
多量に添加すると遅れ破壊特性および被削性が低下する
ため1.50%以下に限定した。
ため1.50%以下に限定した。
Or : 0,10〜5.0%
Orは酸性雰囲気中での遅れ破壊特性を確保するために
必要な元素であるとともに焼もどし軟化抵抗を高めるた
めに必要f(元素であり、上記効果を得るためには少な
くとも0.10%以上添加する必要がある。3−万、5
%を超えて添加しても遅れ破壊特性および焼もどし軟化
抵抗性に与え(5) る効果が飽和するだけではなく被削性を低下させるほう
に働くため5.0%以下に限定した。
必要な元素であるとともに焼もどし軟化抵抗を高めるた
めに必要f(元素であり、上記効果を得るためには少な
くとも0.10%以上添加する必要がある。3−万、5
%を超えて添加しても遅れ破壊特性および焼もどし軟化
抵抗性に与え(5) る効果が飽和するだけではなく被削性を低下させるほう
に働くため5.0%以下に限定した。
五イo:0.10〜150%
MOは酸性雰囲気中での遅れ破壊特性を確保するために
必要な元素であるとともに焼もどし時の二次硬化を付与
させるために必要な元素であり、上記効果を得るために
は少なくとも0.10%以上添加する必要がある。、し
かしながら、l、5%を超えて添加しても上記効果の向
上は望めず。
必要な元素であるとともに焼もどし時の二次硬化を付与
させるために必要な元素であり、上記効果を得るために
は少なくとも0.10%以上添加する必要がある。、し
かしながら、l、5%を超えて添加しても上記効果の向
上は望めず。
むしろ被削性を低下させるほうに働くため1.50%以
下に限定した。
下に限定した。
s:o、oto%以下
日は鋼中に非金属介在物として存在し、これが遅れ破壊
の原因となる水素の集中個所となって遅れ破壊を促進す
ることになるため、遅れ破壊環境におかれるツールジヨ
イント用材料としては最も好ましくない元素であるため
o、oio96以下に限定した。
の原因となる水素の集中個所となって遅れ破壊を促進す
ることになるため、遅れ破壊環境におかれるツールジヨ
イント用材料としては最も好ましくない元素であるため
o、oio96以下に限定した。
Te:0.04XS〜O,0a96
通常の溶製法では遅れ破壊にたいしてきわめ(6)
C有害なSを完全に除去することは不可能であす、シた
かつて機敏に含有するSを無害化する必要がある。遅れ
破壊を促進する鋼中のSは細長く延びた硫化物系介在物
として現われた時に最も悪いことが本発明者等の研究に
より確認されているが、これlこたいして微鼠のTeを
添加することにより硫化物系介在物の形態を球状にする
効果があり、遅れ破壊にたいする感受性を鈍くする効果
があることを確認した。
かつて機敏に含有するSを無害化する必要がある。遅れ
破壊を促進する鋼中のSは細長く延びた硫化物系介在物
として現われた時に最も悪いことが本発明者等の研究に
より確認されているが、これlこたいして微鼠のTeを
添加することにより硫化物系介在物の形態を球状にする
効果があり、遅れ破壊にたいする感受性を鈍くする効果
があることを確認した。
さらに、 Teの球状化効果は含有sjdの0.04倍
程度から見られることを見つけたためTeの下限は8%
X0.04に限定した。ただし、必要以上に添加すると
熱間加工性を低下させるため総量で0.08%以下に限
定し、た3゜ なお、 Teの添加はToを均一に分散させる必要上
、溶湯の注入流中あるいはAr等の不活性ガスによる攪
拌機構を備えた取鍋、またはタンディ、シュ中で行うこ
とが望ましい。
程度から見られることを見つけたためTeの下限は8%
X0.04に限定した。ただし、必要以上に添加すると
熱間加工性を低下させるため総量で0.08%以下に限
定し、た3゜ なお、 Teの添加はToを均一に分散させる必要上
、溶湯の注入流中あるいはAr等の不活性ガスによる攪
拌機構を備えた取鍋、またはタンディ、シュ中で行うこ
とが望ましい。
V、 Ti、 Nb、 Zr : 1.0%以下上記元
素はいずれも結晶粒を微細化する効果があり、その結果
靭性の向上に大きく寄与する元素である。上記効果は微
量の添加でみられ。
素はいずれも結晶粒を微細化する効果があり、その結果
靭性の向上に大きく寄与する元素である。上記効果は微
量の添加でみられ。
その添加鼠が増すほど顕著になるが1.0%以上では靭
性向上にたいする効果は少なく、被削性が悪くなるため
i、o*以下に限定した。
性向上にたいする効果は少なく、被削性が悪くなるため
i、o*以下に限定した。
B:0.005%以下
Bは焼入性を増加させ高強度を確保するために有効な元
素であり必要に応じC添加することが望ましいが、多量
に添加すると熱間加工性が低下するためBの好適な範囲
は0.005%以下である。
素であり必要に応じC添加することが望ましいが、多量
に添加すると熱間加工性が低下するためBの好適な範囲
は0.005%以下である。
次に本発明に係るツールジヨイント用材の特徴を実施例
1こより詳細lと説明する。
1こより詳細lと説明する。
〈実施例1〉
第1表に示すごとき成分組成の本発明用材および比較用
材を製造し各種特性値を比較した。
材を製造し各種特性値を比較した。
なお1本発明用材の溶製においてはTeを均一に分散さ
せるため、溶湯を鋳型へ注入する時に添加した。
せるため、溶湯を鋳型へ注入する時に添加した。
第1表の組成からなる鋼材を用いrlloO”cに加熱
U、つづいて直径20 mmの棒材に鍛伸して、確性試
験用の供試材とした。
U、つづいて直径20 mmの棒材に鍛伸して、確性試
験用の供試材とした。
第2表に各供試材の機械的性質を示す。なお。
各試験片の熱処理は焼入=850℃X1hrOC1,焼
もどし=650℃X1hrAOとし、引張試験片はJI
84号シャルピー試験は、Tl54号試験片で行った。
もどし=650℃X1hrAOとし、引張試験片はJI
84号シャルピー試験は、Tl54号試験片で行った。
第1表
第 2 表
同表にみられるごとく各供試材はいずれも9 Qkgf
/a”以上の耐力と15kgf−m/ai?以上のシャ
ルピー衝撃値を保有しCおり、ツールジヨイント用材と
して要求される機械的強度特性を充分に満たしている。
/a”以上の耐力と15kgf−m/ai?以上のシャ
ルピー衝撃値を保有しCおり、ツールジヨイント用材と
して要求される機械的強度特性を充分に満たしている。
つぎに各供試材の遅れ破壊特性を調べるため(こ酸性腐
*環境中における促進遅れ破壊試験を行なった。その結
果のうち応カー破断時聞曲線から求められる30時間破
断強度および100時間破断強度をまとめC第3衣に示
した。
*環境中における促進遅れ破壊試験を行なった。その結
果のうち応カー破断時聞曲線から求められる30時間破
断強度および100時間破断強度をまとめC第3衣に示
した。
第8表
同表にみられるごとくSの含自゛縁を変化させた隘1〜
8を比較してみるとSの含有坦が低いほど遅れ破壊強度
が尚いことを示しでいる1、すなわち鋼中のSは遅れ破
壊特性に悪い影蕾をおよぼすため極力低くすることが望
ましいことを4(しCいる。
8を比較してみるとSの含有坦が低いほど遅れ破壊強度
が尚いことを示しでいる1、すなわち鋼中のSは遅れ破
壊特性に悪い影蕾をおよぼすため極力低くすることが望
ましいことを4(しCいる。
つぎにSを微蓋にしたNu8と、これらに@足のTeを
添加した隘4〜ff1lOを比較しCみると。
添加した隘4〜ff1lOを比較しCみると。
Te添加鋼はTe無添加鋼にくらべて遅れ破壊強度は明
きらかに優れCおi)Teの効果が顕著に認められる。
きらかに優れCおi)Teの効果が顕著に認められる。
以上のごとく酸性環境中で使用されるツールジヨイント
用材としCはSを極力低くして、かつ微風のTeを含有
させることが好ましいことを示している。
用材としCはSを極力低くして、かつ微風のTeを含有
させることが好ましいことを示している。
つぎに各供試材の被削性を調査した。試験条件は以下の
通りである。
通りである。
工具: p 10 (−5,−5,5,5,80,0,
0,4)、送り: 0.2+n+Jmv切込み+ 2.
On+n+、 速tK : 200 m/min切削
油:なし 寿命判定=フラ゛/り摩耗がQ、 2 mmになるまで
の切削時間 第4表 比較用材の試験結果にみられることくS含有域の^戎少
による工具寿命の低下かみられるがTeを含有した本発
明用材においCは工具寿命の回復が1ノられ、S含有材
(thl、2)と同&!度の工具寿命を示しCいる。
0,4)、送り: 0.2+n+Jmv切込み+ 2.
On+n+、 速tK : 200 m/min切削
油:なし 寿命判定=フラ゛/り摩耗がQ、 2 mmになるまで
の切削時間 第4表 比較用材の試験結果にみられることくS含有域の^戎少
による工具寿命の低下かみられるがTeを含有した本発
明用材においCは工具寿命の回復が1ノられ、S含有材
(thl、2)と同&!度の工具寿命を示しCいる。
tJ上のごとく本発明用材は80kg−f/m♂以」二
の耐力値が得られ、かつ酸性環境中1とおける遅れ4J
N壊特性も良好であることが確認された。また被削性も
S含有材と同程度であり、ツールジヨイント用材として
はきわめて好ましい銅でJ)ることを確認した1 〈実施例2〉 5fe0.010%以下に制御し、かつ微鍬のTe添加
したg5表に示すごとき成分組成の銅を俗製した。なお
、この場合のTeは溶鋼を不活性ガスによる攪拌機構を
備えtこ取鍋に注入した時1(添加しTeを均一に分散
させるようにした。
の耐力値が得られ、かつ酸性環境中1とおける遅れ4J
N壊特性も良好であることが確認された。また被削性も
S含有材と同程度であり、ツールジヨイント用材として
はきわめて好ましい銅でJ)ることを確認した1 〈実施例2〉 5fe0.010%以下に制御し、かつ微鍬のTe添加
したg5表に示すごとき成分組成の銅を俗製した。なお
、この場合のTeは溶鋼を不活性ガスによる攪拌機構を
備えtこ取鍋に注入した時1(添加しTeを均一に分散
させるようにした。
第5表
第5表の供試鋼材を熱間圧延により直径50mmの棒材
とし、っづいC耐力が90kgf/−以上となるように
焼入れ、焼もどし処理を施した後中心部から試験片を採
取し、各種試験に供した。その結果を第6表にまとめC
示した。
とし、っづいC耐力が90kgf/−以上となるように
焼入れ、焼もどし処理を施した後中心部から試験片を採
取し、各種試験に供した。その結果を第6表にまとめC
示した。
第6表
同表にみられるごとく各供試材とも90kgf/−以上
の耐力および15kgf−m/aIl’以上のシャルピ
ー衝撃値を保有している。しかしながら、S含自足が亮
い隘21および8含有蓋が低くCもTθが含有されCい
ない隘22は本発明用材にくらべて遅れ破壊強度は明き
らかに低いことを示しCおり、実施例1と同様な傾向を
示している。すなわち3本発明用材は酸性雰囲気中にお
ける遅れ破壊特性が優れておりツールジヨイント用材と
して好適であることを確認した。
の耐力および15kgf−m/aIl’以上のシャルピ
ー衝撃値を保有している。しかしながら、S含自足が亮
い隘21および8含有蓋が低くCもTθが含有されCい
ない隘22は本発明用材にくらべて遅れ破壊強度は明き
らかに低いことを示しCおり、実施例1と同様な傾向を
示している。すなわち3本発明用材は酸性雰囲気中にお
ける遅れ破壊特性が優れておりツールジヨイント用材と
して好適であることを確認した。
以上、詳述したように本発明によれば強度が高く、かつ
主として酸性雰囲気中での遅れ破壊感受性の鈍い材料を
得ることができ、従来は採掘されなかったような深部で
かつ腐食環境の厳しい場所に埋蔵される石油資源の掘削
用に用いられるドリルパイプ同士を接続するためのツー
ルジヨイント用の材料としC適した特性をそなえCおり
、従来より多用されCいるAXS工4100系の材料に
比較して極めて優れた特性を有している。したがって、
If4J[環境が厳し〈従来よりも増して深部に存在
する石油等の資源を掘削するためのツールジヨイント用
の材料を提供することができるという著大なる工業的価
値を有し。
主として酸性雰囲気中での遅れ破壊感受性の鈍い材料を
得ることができ、従来は採掘されなかったような深部で
かつ腐食環境の厳しい場所に埋蔵される石油資源の掘削
用に用いられるドリルパイプ同士を接続するためのツー
ルジヨイント用の材料としC適した特性をそなえCおり
、従来より多用されCいるAXS工4100系の材料に
比較して極めて優れた特性を有している。したがって、
If4J[環境が厳し〈従来よりも増して深部に存在
する石油等の資源を掘削するためのツールジヨイント用
の材料を提供することができるという著大なる工業的価
値を有し。
そのほか、高い強度と耐遅れ破壊性を要求される用途に
幅広く活用することができるなど、非常に優れた効果を
有する。。
幅広く活用することができるなど、非常に優れた効果を
有する。。
特許出願人 大同特殊鋼株式会社
代理人 河口善雄
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1) C: 0.15〜0.5096. Si :
1.504以下、 Mn : 1.50%以下、
Or : 0.10〜5.0%、 Mo : 0.10
〜1.50%を基本組成とし、残部が実質的にFθから
なる鋼において、Sを0.010%以下に制御するとと
もに、 Teを0.04XS〜0,03%含有させるこ
とを特徴とするツールジヨイント用材料。 2) c:0.15〜0.50%、 Si : 1
.50%以下、Mn:1.50%以下、 Cr : 0
.10〜5.0%、 Mo : 0.10〜1.50%
と■:1.04以下、 Nb: 1.、OQ;以下、
Ti : l、Q%以下、 Zr : 1.Q%以下
、B:0.005%以下から選A、だ1種または2種以
上を基本組成とし、残部が実質的にFθからなる鋼にお
いてSを0.010%以下に制御するとともにTeを0
.04XS〜o、oa945含有させることを特徴とす
るツールジョインi 用材H0
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10045681A JPS583949A (ja) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | ツ−ルジヨイント用材料 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10045681A JPS583949A (ja) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | ツ−ルジヨイント用材料 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS583949A true JPS583949A (ja) | 1983-01-10 |
Family
ID=14274413
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10045681A Pending JPS583949A (ja) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | ツ−ルジヨイント用材料 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS583949A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58123856A (ja) * | 1982-01-16 | 1983-07-23 | エム・ア−・エヌ・マシ−ネンフアブリ−ク・アウグスブルク−ニユルンベルク・アクチエンゲゼルシヤフト | 簡単な熱処理で大きい強度および靭性を有する構造部材用の炭素−マンガン鋼 |
JPH05339678A (ja) * | 1992-06-05 | 1993-12-21 | Nkk Corp | 耐遅れ破壊特性に優れた車輌部材用超高張力電縫鋼管 |
-
1981
- 1981-06-30 JP JP10045681A patent/JPS583949A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58123856A (ja) * | 1982-01-16 | 1983-07-23 | エム・ア−・エヌ・マシ−ネンフアブリ−ク・アウグスブルク−ニユルンベルク・アクチエンゲゼルシヤフト | 簡単な熱処理で大きい強度および靭性を有する構造部材用の炭素−マンガン鋼 |
JPH0551653B2 (ja) * | 1982-01-16 | 1993-08-03 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | |
JPH05339678A (ja) * | 1992-06-05 | 1993-12-21 | Nkk Corp | 耐遅れ破壊特性に優れた車輌部材用超高張力電縫鋼管 |
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