KR100500263B1 - 마레이징 강 및 그 마레이징 강의 열처리 방법 - Google Patents

마레이징 강 및 그 마레이징 강의 열처리 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100500263B1
KR100500263B1 KR10-2002-0007403A KR20020007403A KR100500263B1 KR 100500263 B1 KR100500263 B1 KR 100500263B1 KR 20020007403 A KR20020007403 A KR 20020007403A KR 100500263 B1 KR100500263 B1 KR 100500263B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ferrite
maraging steel
chromium
steel
maraging
Prior art date
Application number
KR10-2002-0007403A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20020066990A (ko
Inventor
클라우스 잠트
요한 잠머
게르하르트 리히텐에거
Original Assignee
뵈러 에델스탈 게엠베하
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 뵈러 에델스탈 게엠베하 filed Critical 뵈러 에델스탈 게엠베하
Publication of KR20020066990A publication Critical patent/KR20020066990A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100500263B1 publication Critical patent/KR100500263B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/005—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/002—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D7/00—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
    • C21D7/13—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by hot working
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

본 발명은 개선된 절삭성, 양호한 용접성 및 높은 내식성을 갖는 마레이징강 및 상기와 같은 강의 열 처리 방법, 그리고 상기 방법의 용도에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 상기 강은 중량 백분율로 나타낼 때 0.02 - 0.075 % 탄소, 0.1 - 0.6 % 규소, 0.5 - 0.9 % 망간, 0.08 - 0.25 % 유황, 최대 0.04 % 인, 12.4 - 15.2 % 크롬, 0.05 - 1.0 % 몰리브덴, 0.2 - 1.8 % 니켈, 최대 0.15 % 바나듐, 0.1 - 0.45 % 구리, 최대 0.03 % 알루미늄, 0.02 - 0.08 % 질소, 그리고 경우에 따라서는 최대 2.0%까지의 하나 이상의 추가 합금 원소들, 잔여 철, 그리고 제조에 기인한 불순물을 함유하고 부피 백분율로 나타낼 때 구조 내에 28 % 미만의 페라이트량을 갖는다.
횡단면이 클 경우에도 완전 경화된 물질을 제공하고 개선된 절삭성을 갖는 마레이징강의 열 처리 방법에 의해, 실질적으로 상기와 같이 조성된 강괴에 대해 제 1 단계에서는 구조물 내 페라이트량의 형성 및 조절을 위한 어닐링 처리를 하고, 제 2 단계에서는 열간 성형을 실행하며, 제 3 단계에서는 연화 어닐링을 실행하고, 그리고 나서 조질열처리를 실행하는데 있다.

Description

마레이징 강 및 그 마레이징 강의 열처리 방법{MARAGING STEEL AND PROCESS FOR HEAT TREATMENT OF THE SAME}
본 발명은 개선된 절삭성, 양호한 용접성 및 높은 내식성을 갖는 마레이징(maraging)강 및 상기 마레이징강의 용도에 관한 것이다. 또한 본 발명은 횡단면이 클 경우에도 완전 경화되는 물질을 제공하는, 개선된 절삭성을 갖는 마레이징강의 열 처리 방법에 관한 것이다.
많은 일반 공업 필수제품에는 일반적으로 정해진 형태 및 표면 상태를 가져야만 하는 플라스틱이 함유되어 있다. 성형은 예컨대 성형품 덩어리의 압착(pressing), 이송 성형(transfer moulding) 또는 사출 성형에 의해 실행될 수 있다. 실질적으로 성형시에, 고객에 의한 미적 평가에 중요한 역할을 하는 성형품의 표면 상태는 사용된 공구의 표면거칠기(surface finish)에 의해 정해진다.
강, 특히 마레이징강으로 만들어진 일반적인 물건이나 성형품들이 플라스틱 물질의 성형을 위한 공구로서 뿐만 아니라 프레임과 같은 고정 부재로서 사용된다. 언급된 목적을 위해, 이러한 종류의 강을 공급할 때 주형 제작자의 이익과 주형 사용자의 이익을 함께 고려해야 된다.
주형 제작자는 플라스틱 주형 및 그에 속한 부품들을 단기간에 경제적으로 제조하기 위해, 조질열처리된 지지부의 바아나 플랫 재료(flat material)로 만들어진 가급적 부피가 큰 공작물을 사용하려고 하므로, 한편으로는 폐기물이 적게 방출되는 동시에 열 처리가 생략됨으로써 생산 비용이 감소될 수 있다. 다른 한편으로는 주형 제조후에 이어지는 열 처리에 의해 주형의 뒤틀림 현상이 없어지기 때문에, 이미 조질열처리된 재료로 제조할 경우에 주형 사용자는 매우 정확한 치수의 플라스틱 주형이나 성형품들을 사용할 수 있게 된다.
주형 제작자는 조질열처리된 출발 물질로부터 쉬운 가공 및 플라스틱 성형품의 충분한 표면거칠기를 달성하기 위해 특히 양호한 절삭성을 요구한다. 또한 이렇게 제조된 플라스틱 주형의 전체 횡단면에 걸쳐 균일한 기계적 특성을 달성하기 위해서는 사용된 공작물의 완전 경화가 요구된다.
주형 사용자에게 있어서는, 경제적인 이유로 볼 때 주형의 저가 제조 및 특히 수리를 위해서는 양호한 용접성과 함께 재료의 내식성도 매우 중요한 측면이 된다. 단지 충분한 내식성을 갖는 강으로 만들어진 플라스틱 주형 및 성형품 만이 중간 저장 시간 및/또는 연속 공정시 여러번 사용되기에 적합하다. 그러나, 첨가제, 특히 예컨대 산 촉매 작용을 한 중합체로부터 나온 산과 같은 플라스틱의 불순물에 의해 주형의 표면은 부식을 야기하는 공격성 화학 제품과의 균일한 접촉을 갖는다.
비교적 높은 내식성을 갖는 플라스틱 주형을 제조하기 위해서는 12 중량 % 이상의 크롬 함량을 갖는 강을 사용한다는 것이 공지되어 있다. 상기와 같은 강은 DIN-재료 번호가 1.2085, 1.2314 또는 1.2316인 합금으로 공지되어 있다. 이러한 종류의 강은 적어도 14.0 중량 %의 크롬 함량을 가질 때 0.33 중량 % 이상의 탄소 함량을 가지며, 상기와 같은 높은 탄소 함량은 카바이드 형성시 주형 내 크롬 농도를 낮춤으로써, 특히 카바이드 주변의 내식성을 감소시킬 수 있다.
개선된 내식성을 달성하기 위해서는 통상적으로 감소된 탄소 함량을 갖는 강, 예컨대 DIN-재료 번호가 1.4005인 강이 사용된다. 탄소 함량이 적은 마레이징강은 플라스틱 주형 제조를 위해 US 6.045.633호에도 공지되어 있다. 상기와 같은 강은 철과 제조에 기인한 불순물 이외에도 중량 백분율로 나타낼 때 1.0 - 1.6% 망간, 0.25 - 1.0% 규소, 0.5 - 1.3% 구리, 12.0 - 14.0% 크롬, 0.06 - 0.3% 유황, 그리고 추가의 원소들을 함유한다. 상기와 같은 합금에서는, 탄소 함량이 감소됨과 더불어 구리에 의한 내식성의 증가가 야기되어야만 한다. 이러한 높은 구리 함량은 물론 공작물의 열간 성형시 상당한 문제들, 특히 가공된 공작물의 표면에 미세한 틈을 형성할 수 있으므로, 재차 틈 부식이 야기될 수 있다.
플라스틱 주형 및 그와 같은 성형품에 쓰이는 공지된 강은 기계적이고 부식 화학적인 특성에 대한 주형 제작자와 주형 사용자의 다양한 요구들에 철저히 부흥할 수 있지만, 이러한 종류의 재료에서는 종종 불충분한 절삭성이 관찰되기도 한다. 또한 경우에 따라 특히 큰 횡단면을 가지며 부피가 큰 물질, 예컨대 기술적으로 바람직하게 생성되는 단조용 바아에서는 조질열처리시 합금으로 만들어진 공작물의 완전 경화가 어렵게 달성되는 것은 명백하다. 그 결과, 상기와 같은 공작물로부터 제조된 주형의 불균일한 기계적 특성 및 이에 따른 약점이 나타나는데, 이러한 특성 및 약점은 주로 이전의 재료 결함에 의해 분명해진다.
본 발명의 목적은 양호한 용접성, 높은 내식성 및 개선된 절삭성을 동시에 갖는 마레이징강을 제공하는데 있다.
본 발명의 두 번째 목적은 횡단면이 클 경우에도 완전 경화되는 물질을 제공하는, 개선된 절삭성을 갖는 마레이징강의 열 처리 방법을 제공하는데 있다.
마지막으로 본 발명의 목적은 본 발명에 따른 강의 용도를 제공하는데 있다.
상기 목적은
(중량 백분율로 나타낼 때)
0.02 - 0.075% 탄소,
0.1 - 0.6% 규소,
0.5 - 0.95% 망간,
0.08 - 0.25% 유황,
최대 0.04% 인,
12.4 - 15.2% 크롬,
0.05 - 1.0% 몰리브덴,
0.2 - 1.8% 니켈,
최대 0.15% 바나듐,
0.1 - 0.45% 구리,
최대 0.03% 알루미늄,
0.02 - 0.08% 질소를 함유하는 마레이징강, 그리고 경우에 따라서는 최대 2.0% 까지의 하나 이상의 추가적인 합금 원소들, 잔여 철, 그리고 제조에 기인한 불순물을 함유하며, 부피 백분율로 나타낼 때 28 %미만의 페라이트를 함유하며 개선된 절삭성, 양호한 용접성 및 높은 내식성을 갖는 마레이징강에 의해 달성된다.
본 발명의 장점은, 적절한 합금 기술 처리에 의해 마레이징강이 제공되며, 상기 마레이징강은 열 처리에 의해 원하는대로 조절가능한 페라이트량을 가짐으로써 개선된 절삭성을 가지며, 동시에 0.02 - 0.075 중량 %의 탄소 함량 및 12.4 - 15.2 중량 %의 크롬 함량에 의해 높은 내식성 및 양호한 용접성을 보장한다는데 있다. 여기서, 본 발명에 따라 0.2 - 1.8 중량 %의 니켈 함량이 제공되는데, 상기 니켈 함량은 한편으로는 페라이트량을 조절하기 위해 사용된다. 다른 한편으로는 크롬과 결합된 니켈에 의해 감소되는 화학 제품에 대한 안정성이 달성됨으로써, 본 발명에 따른 강은 높은 화학적 저항성을 달성한다.
재료 내에 절삭성을 촉진하는 황화 망간을 형성하기 위해서는 0.5 - 0.95 중량%의 망간 함량 및 0.08 - 0.25 중량 %의 유황 함량을 갖는 것이 본 발명에서 중요하며, 망간 함량 대 유황 함량의 비는 양호한 내식성과 동시에 바람직한 절삭성이 달성되도록 매칭될 수 있다. 이 경우, 0.5 중량 % 보다 적은 망간 함량에서는 절삭성에 불리한 작용을 하는 황화 크롬을 형성하려는 경향이 야기될 수 있다는 사실이 지적되었다. 이에 반해, 0.95 중량 % 보다 높은 망간 함량에서는 크롬이 적은 황화 망간의 형성은 균일하게 나타나야만 한다. 최대 0.01 중량 %까지의 칼슘은 황화 망간 함유물의 바람직한 등방성 구조를 생성할 수 있다.
구리는 0.1 - 0.45 중량 % 범위로 제공되며, 상기와 같은 구리 함량은 내식성을 증가시키는데 기여한다. 여기서, 구리 함량의 상한선은 0.45 중량 %이며, 상기 상한선까지 본 발명에 따른 강으로 제조된 공작물의 양호한 열간 성형품, 특히 큰 단조가 달성될 수 있다.
0.05 내지 1.0 중량 %의 함량을 갖는 몰리브덴은 마레이징 처리시 경도 증가를 위한 소정의 변형 운동을 유지하는데 사용되고 정해진 농도 범위에서 한편으로는 크롬 카바이드 형성을 크게 억제하기 위해 적합한 것으로 증명되며 다른 한편으로는 내식성을 증가시킨다. 이에 반해, 1.0 중량 % 보다 높은 몰리브덴 함량은 소수의 온도 범위에서의 공작물의 열간 성형 공정시 내균열성을 하강시킨다.
본 발명에 따른 강의 추가의 원소들은 청구항 1항에 따른 중량을 갖는 탄소, 규소, 인, 바나듐, 알루미늄, 그리고 질소를 갖는다.
특히 제 5 주기와 제 6 주기의 전이 금속들과 같은 합금 성분들은 절삭성에 대한 불리한 작용을 보이지 않으면서 2 중량 % 미만의 전체 함량을 가지며, 경우에 따라서는 내식성을 상승시키는데 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 강은 바람직한 실시예에서 0.80 - 0.90 중량 % 망간, 그리고 0.10 - 0.16 중량 % 유황을 갖는다. 5.0 내지 9.0의 Mn/S 중량비를 갖는 조성 범위에서 특히 절삭성이 개선될 때 양호한 내식성이 달성되며, 이러한 효과는 언급될 실시예에서 황화 망간 입자의 구형 형태에 영향받을 수 있다. 또한 Mn/S < 3:1의 화학량론적인 비에서 경우에 따라서는 소량의 크롬을 함유하는 황화 망간 입자의 형성이 바람직함으로써, 재료는 바람직한 내식성을 달성할 수 있다.
크롬 함량이 높아지면서 실질적으로 합금의 내식성이 개선되는 반면, 상기 합금의 절삭성은 약간 감소된다. 본 발명에 따른 강은 13.8 - 15.0%, 바람직하게는 14.1 - 14.7% 크롬을 가지며, 상기 크롬의 조성 범위에서 소정의 바람직한 특성이 동시에 달성될 수 있다.
양호한 내식성, 정확한 페라이트량 조절, 그리고 개선된 절삭성에 관련해서 볼 때, 본 발명에 따른 강은 0.25 - 1.6 중량 %, 바람직하게는 0.35 - 1.1 중량 %, 특히 0.8 - 1.0 중량 %의 니켈과 합금되는 것이 중요하다. 높은 니켈 농도는 대개 불리하게도 온도가 높아질 때 오스테나이트를 안정화시키는 반면, 낮은 니켈 함량은 조질열처리시 재료의 변형비에 부적합한 영향을 끼친다.
재료 특성이 최적화될 때 0.25 - 0.35 중량 %의 구리 함량이 바람직한 것으로 판명된다. 이러한 범위의 구리 농도에서 합금 원소에 의해 달성된 일반적인 내식성의 개선은 열간 성형된 물질에서 최대에 도달하며, 구리 함량이 증가할 때의 틈 부식 경향의 상승은 미세한 표면 균열이 형성되는 것으로서 설명될 수 있다.
본 발명에 따른 재료의 양호한 절삭성은 페라이트량이 14 부피 % 미만 일때 달성된다. 그러나, 바람직한 방식으로 절삭성이 약간 더 감소된 경우에도 10 부피 % 미만 및 6 부피 % 미만의 페라이트량이 제공될 수 있으므로, 성형품의 기계적 특성이 특히 변형 방향에 대해 횡으로 증가된다.
또 다른 목적은 횡단면이 클 경우에도 완전 경화되는 물질을 제공하고 개선된 절삭성을 갖는 마레이징강의 열 처리 방법을 제공하는데 있으며, 상기 목적은
(중량 백분율로 볼 때)
0.02 - 0.075 % 탄소,
0.1 - 0.6 % 규소,
0.5 - 0.95 % 망간,
0.08 - 0.25 % 유황,
최대 0.04 % 인,
12.4 - 15.2 % 크롬,
0.05 - 1.0 % 몰리브덴,
0.2 - 1.8 % 니켈,
최대 0.15 % 바나듐,
0.1 - 0.45 % 구리,
최대 0.03 % 알루미늄,
0.02 - 0.08 % 질소, 및 경우에 따라서는 전체의 최대 2.0% 까지의 추가적인 합금 원소들, 잔여 철, 그리고 제조에 기인한 불순물로 조성된 강괴에 대해 제 1 단계에서는 페라이트량의 형성 및 조절을 위한 어닐링 처리를 실행하고, 제 2 단계에서는 적어도 4 배의 변형률을 갖는 열간 성형을 실행하며, 제 3 단계에서는 단조물의 연화 어닐링을 실행하고, 그리고 나서 적어도 경화 처리 및 적어도 한번의 뜨임 처리로 이루어진 조질열처리를 실행함으로써 달성된다.
본 발명에 따른 방법의 장점은 큰 횡단면에서도 완전 경화되는 경화 구조를 갖는 열 처리된 금속 물질이 제공될 수 있기 때문에, 이러한 공작물로부터 균일한 기계적 특성 및 높은 품질을 갖는 플라스틱 성형품이 제조될 수 있다는데 있다. 여기서, 바람직한 완전 경화는 주로 추가의 합금 원소들과 결합된 니켈의 작용에 의해 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 방법에서, 페라이트량의 조절이 넓은 범위에서 이루어짐으로써 공작물의 절삭성이 영향을 받게 될 수 있다.
본 발명에 따르면, 니켈 함량이 0.2 - 1.8 중량 % 일 때 소정의 방식으로 각각 어닐링 처리 온도 및 시간의 선택에 의해 페라이트량이 부피 백분율로 나타낼 때 0 내지 70%로 조절될 수 있다. 어닐링 시간이 충분할 때 예컨대 페라이트량은 니켈 함량에 따른 실험 방정식에 따르면 다음과 같다. 즉,
0.5 % 니켈: 페라이트량[부피-%] = 0.345 ×어닐링 처리 온도[℃]-370(1)
1.0 % 니켈: 페라이트량[부피-%] = 0.355 ×어닐링 처리 온도[℃]-390(2)
1.5 % 니켈: 페라이트량[부피-%] = 0.375 ×어닐링 처리 온도[℃]-430(3)
미리 주어진 어닐링 처리 온도에서도 페라이트량은 간단한 방식으로 강 내 니켈 함량의 변동에 의해 조절될 수 있다.
바람직한 것으로 증명된 바와 같이, 어닐링 처리가 1080℃ 내지 1350℃에서 적어도 12시간 동안, 바람직하게는 적어도 24시간 동안 실행될 경우에는 재료의 추가 처리에 관련하여 바람직한 안정성을 가진 페라이트량의 정확한 조절이 보장될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 바람직한 실시예에서, 어닐링 처리에 의해 페라이트량이 (부피 백분율로 나타낼 때) 15 % 미만, 바람직하게는 10% 미만이고, 특히 6% 미만으로 조절됨으로써, 공작물의 양호한 절삭성과 동시에 양호한 강성이 달성된다.
본 발명에 따라 제조된 공작물의 페라이트 함량은 강이 (중량 백분율로 나타낼 때) 13.8 - 15.0%, 바람직하게는 14.1 - 14.7% 크롬 및/또는 0.25 - 1.6%, 바람직하게는 0.35 - 1.1%, 특히 0.8 - 1.0 % 니켈을 함유할 경우에 특히 정확하게 정해질 수 있다는 것을 알 수 있었으며, 이러한 크롬 함량과 니켈 함량의 범위를 볼 때 종래 기술을 능가하는 내식성을 갖는 공작물이 제조될 수 있다.
도시된 바와 같이, 강이 0.25 내지 0.35 중량 %의 구리를 함유할 경우 공작물의 내식성은 특히 개선된다. 그러나, 0.35 중량 % 이상의 구리 농도는 재료의 열간 성형시 단점을 유발하고 성형품의 표면거칠기를 감소시킬 수 있다. 또한 공작물의 틈 부식 경향은 0.35 중량 % 이상의 높은 구리 함량에 의해 증가될 수 있다.
본 발명에 따른 강의 용도는 플라스틱 주형용 프레임 구조에 사용될 때 특히 바람직하고 경제적인 것으로 판명되었다. 개선된 절삭성, 높은 내식성, 그리고 양호한 용접성으로 인해 상기와 같은 강은 이러한 성형품의 경제적인 제조에 적합하며, 상기 성형품은 사용시 높은 화학적 저항성 및 긴 사용 년수로 특징지워진다. 특히 최대 경제성에 관련해서 볼 때 본 발명에 따른 합금으로 제조된 단조품을 사용하는 것이 주형 또는 성형품의 제조를 위해 특히 바람직한 것으로서 판명되었다.
본 발명은 하기 실시예에 의해 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 강(1-3) 및 비교강(4-6)으로 만들어진 공작물에 쓰이는 공구의 수명 경로에 따른 공구의 마멸표시 폭을 나타낸 도표이다.
재료 특성을 테스트하기 위해서는 본 발명에 따라 제조된, 표 1에 따른 화학적 조성을 갖는 공작물 및 비교 공작물이 사용된다. 공작물(1 내지 3)의 화학적 조성은 각각 본 발명에 따른 강에 관한 것이며, 도면 부호 4 내지 6은 종래 기술로부터 공지된 비교강에 관한 것이다.
표 1: 중량 %로 나타낸 분석된 공작물의 화학적 조성(제조에 기인한 불순물은 제외함)
제 1 단계에서는 공작물이 1080℃ 내지 1350℃에서 15 시간의 어닐링 처리로 이루어진 열 처리를 받았으며, 본 발명에 따른 공작물에서는 주어진 니켈 함량에서의 소정의 페라이트 함량이 상기 온도 범위에서 조절되었다. 제 2 단계에서는 상기 공작물이 각각 대략 1000℃에서 6 배의 변형률로 단련되고나서, 590℃에서 연화 어닐링 처리를 받았다. 이어서, 1020℃에서의 경화 및 530℃에서의 뜨임 처리를 포함하는 조질열처리가 실행되었다. 상기 공작물의 완전 경화 상태가 분석되었다. 또한 절삭성이 테스트되고 내식성이 분석되었다.
공작물의 완전 경화는 공작물의 횡단면에서 횡단면의 수평 축에 따른 5번의 경도 측정에 의해 양적으로 판명되었다. 본 발명에 따라 제조된 공작물에서, 최대 경도값에 관련된 경도차는 각각 최대 ±5% 이내에 놓여있었던 반면, 비교 공작물(4, 5 또는 6)은 ±10% 이상의 경도차를 가졌다.
절삭성을 결정하기 위해서는 경금속 색인용 인서트를 갖는 토러스 밀링 커터(torus milling cutter)가 사용되었으며, 주어진 커팅 파라미터는 다음과 같다. 즉,
커팅 속도: 350mmin-1
이송률/기어: 0.3mm
본 발명에 의해 달성된 개선은 도 1에 나타나며, 상기 도 1에는 본 발명에 따른 강의 처리시 공작물의 더욱 높아진 사용 년수가 개시된다.
화학적 조성이 동일할 때 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 공작물은 페라이트량이 대략 5% 미만으로 쉽게 가공될 수 있는 것으로 증명된다.
내식성 분석은 제 1 테스트에서는 DIN 50021에 따른 염 분사 테스트에 의해 실행되었으며, 부식된 평면 부분이 2 시간 및 5 시간의 처리 시간에 따라 검출되었다. 분석된 공작물의 샘플 크기는 36cm2 이였다.
표 2 : DIN 50021에 따른 분석된 공작물의 내식성
본 발명에 따른 강으로 이루어진 성형품의 용융은 어떠한 문제점도 제시하지 않는다.
대략 1.5% 미만의 추가적인 합금 원소들, 즉 주로 주기율표의 제 5 주기 및 제 6 주기 금속들을 갖는 본 발명에 따른 강에 대한 또 다른 분석에 의해 유사한 결과들이 제시되었다.
본 발명에 의해 양호한 용접성, 높은 내식성 및 개선된 절삭성을 동시에 갖는 마레이징강, 횡단면이 클 경우에도 완전 경화되는 물질을 제공하는, 개선된 절삭성을 갖는 마레이징강의 열 처리 방법, 그리고 본 발명에 따른 강의 용도가 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 강(1-3) 및 비교강(4-6)으로 이루어진 공작물에 쓰이는 공구 수명 경로에 따른 공구의 마멸표시 폭을 나타낸 도표.

Claims (15)

  1. 중량 백분율로 볼 때
    0.02 - 0.075 % 탄소,
    0.1 - 0.6 % 규소,
    0.5 - 0.95 % 망간,
    0.08 - 0.25 % 유황,
    최대 0.04 % 인,
    12.4 - 15.2 % 크롬,
    0.05 - 1.0 % 몰리브덴,
    0.2 - 1.8 % 니켈,
    최대 0.15 % 바나듐,
    0.1 - 0.45 % 구리,
    최대 0.03 % 알루미늄,
    0.02 - 0.08 % 질소,
    나머지 철, 그리고 제조에 기인한 불순물을 함유하며, 부피 백분율로 나타낼 때 28 % 미만의 페라이트량을 갖는, 개선된 절삭성, 양호한 용접성, 그리고 높은 내식성을 갖는 마레이징강.
  2. 제 1항에 있어서,
    하나 이상의 추가적인 합금 원소들을 중량 백분율로 볼 때 최대 2.0% 까지 함유하는 마레이징강.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    0.80 - 0.90 % 망간 및 0.10 - 0.16 % 유황을 함유하는 마레이징강.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    13.8 - 15.0 % 크롬을 함유하는 마레이징강.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    14.1 - 14.7 % 크롬을 함유하는 마레이징강.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    0.25 - 1.6 % 니켈을 함유하는 마레이징강.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    0.25 - 0.35 % 구리를 함유하는 마레이징강.
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    부피 백분율로 나타낼 때 15 % 미만의 페라이트량을 갖는 마르레이징강.
  9. 횡단면이 클 경우에도 완전 경화된 물질을 제공하는, 개선된 절삭성을 갖는 마레이징강의 열 처리 방법에 있어서,
    중량 백분율로 볼 때
    0.02 - 0.075 % 탄소,
    0.1 - 0.6 % 규소,
    0.5 - 0.95 % 망간,
    0.08 - 0.25 % 유황,
    최대 0.04 % 인,
    12.4 - 15.2 % 크롬,
    0.05 - 1.0 % 몰리브덴,
    0.2 - 1.8 % 니켈,
    최대 0.15 % 바나듐,
    0.1 - 0.45 % 구리,
    최대 0.03 % 알루미늄,
    0.02 - 0.08 % 질소,
    잔여 철, 그리고 제조에 기인한 불순물로 조성된 강괴에 대해, 제 1 단계에서는 페라이트량의 형성 및 조절을 위한 어닐링 처리를 하고, 제 2 단계에서는 4 배 이상의 변형률을 갖는 열간 성형을 실행하며, 제 3 단계에서는 연화 어닐링을 실행하고, 그리고 나서 한번 이상의 경화 처리와 한번 이상의 뜨임 처리로 이루어진 조질열처리를 실행하는 것을 특징으로 하는 마레이징강의 열처리 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    하나 이상의 추가 합금 원소들을 중량 백분율로 볼 때 최대 2.0% 까지 함유하는 것을 특징으로 하는 마레이징강의 열처리 방법.
  11. 제 9항 또는 제 10항에 있어서,
    페라이트량을 형성하고 조절하기 위한 어닐링 처리를 1080℃ 내지 1350℃에서 12시간 이상 동안 실행하는 것을 특징으로 하는 마레이징강의 열처리 방법.
  12. 제 9항 또는 제 10항에 있어서,
    페라이트량을 형성하고 조절하기 위한 어닐링 처리를 1080℃ 내지 1350℃에서 24시간 이상 동안 실행하는 것을 특징으로 하는 마레이징강의 열처리 방법.
  13. 제 9항 또는 10항에 있어서,
    상기 어닐링 처리에 의해 페라이트 함량을 부피 백분율로 나타낼 때 최대 15 % 미만으로 조절하는 것을 특징으로 하는 마레이징강의 열처리 방법.
  14. 제 9항 또는 제 10항에 있어서,
    상기 강이 중량 백분율로 나타낼 때 13.8 - 15.0 % 크롬 또는 0.25 - 1.6 % 니켈을 함유하는 것을 특징으로 하는 마레이징강의 열처리 방법.
  15. 제 9항 또는 제 10항에 있어서,
    상기 강이 0.25 - 0.35 % 구리를 함유하는 것을 특징으로 하는 마레이징강의 열처리 방법.
KR10-2002-0007403A 2001-02-14 2002-02-08 마레이징 강 및 그 마레이징 강의 열처리 방법 KR100500263B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA230/2001 2001-02-14
AT2302001A AT409636B9 (de) 2001-02-14 2001-02-14 Stahl für kunststoffformen und verfahren zur wärmebehandlung desselben

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20020066990A KR20020066990A (ko) 2002-08-21
KR100500263B1 true KR100500263B1 (ko) 2005-07-11

Family

ID=3669928

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2002-0007403A KR100500263B1 (ko) 2001-02-14 2002-02-08 마레이징 강 및 그 마레이징 강의 열처리 방법

Country Status (12)

Country Link
US (1) US6893608B2 (ko)
EP (1) EP1233080B1 (ko)
KR (1) KR100500263B1 (ko)
CN (2) CN100558926C (ko)
AT (1) AT409636B9 (ko)
BR (1) BR0200003B1 (ko)
CA (1) CA2371333C (ko)
DE (1) DE50107038D1 (ko)
DK (1) DK1233080T3 (ko)
ES (1) ES2247052T3 (ko)
HK (1) HK1107123A1 (ko)
TW (1) TW528811B (ko)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040007527A1 (en) * 1998-11-23 2004-01-15 Zenon Environmental Inc. Membrane filtration device and process
US20050079087A1 (en) * 2003-10-09 2005-04-14 Henn Eric D. Steel alloy for injection molds
FR2872825B1 (fr) * 2004-07-12 2007-04-27 Industeel Creusot Acier inoxydable martensitique pour moules et carcasses de moules d'injection
US20080073006A1 (en) * 2006-09-27 2008-03-27 Henn Eric D Low alloy steel plastic injection mold base plate, method of manufacture and use thereof
JP5412851B2 (ja) * 2009-01-29 2014-02-12 大同特殊鋼株式会社 プラスチック成形金型用鋼およびプラスチック成形金型
US8557059B2 (en) * 2009-06-05 2013-10-15 Edro Specialty Steels, Inc. Plastic injection mold of low carbon martensitic stainless steel
BRPI0904608A2 (pt) 2009-11-17 2013-07-02 Villares Metals Sa aÇo inoxidÁvel para moldes com menor quantidade de ferrita delta
KR101268764B1 (ko) * 2009-12-22 2013-05-29 주식회사 포스코 내식성을 향상시킨 사출성형 몰드용 마르텐사이트 스테인리스강
CN103540871B (zh) * 2013-11-07 2017-04-12 首钢总公司 一种低碳高Cr高N强耐腐蚀性用钢及其生产方法
AT515157B1 (de) * 2013-11-21 2016-12-15 Böhler Edelstahl GmbH & Co KG Verfahren zur Herstellung von Kunststoffformen aus martensitischem Chromstahl und Kunststoffform
CN103741048B (zh) * 2013-12-28 2016-05-04 扬州立德粉末冶金股份有限公司 一种汽油机活塞胀圈及其制备方法
CN106978564A (zh) * 2017-03-30 2017-07-25 钢铁研究总院 一种析出硬化型塑料模具钢及其制备方法
CN110184547B (zh) * 2019-07-03 2020-09-29 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 含氮塑料模具宽厚扁钢及其制备方法
US20230357906A1 (en) * 2021-01-13 2023-11-09 Nippon Steel Stainless Steel Corporation Martensite-based stainless steel material and method for producing same
CN114855061A (zh) * 2022-07-05 2022-08-05 中特泰来模具技术有限公司 一种镜面塑料模具钢及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0170598A1 (fr) * 1984-07-04 1986-02-05 Ugine Savoie Procédé de fabrication de barres ou de fil machine en acier inoxydable martensitique et produits correspondants
EP0508574A1 (en) * 1991-04-11 1992-10-14 Crucible Materials Corporation Martensitic stainless steel article and method for producing the same

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3401035A (en) * 1967-12-07 1968-09-10 Crucible Steel Co America Free-machining stainless steels
US3767390A (en) * 1972-02-01 1973-10-23 Allegheny Ludlum Ind Inc Martensitic stainless steel for high temperature applications
EP0192236B1 (en) * 1985-02-19 1990-06-27 Kawasaki Steel Corporation Ultrasoft stainless steel
US6045633A (en) 1997-05-16 2000-04-04 Edro Engineering, Inc. Steel holder block for plastic molding
ES2185308T3 (es) * 1998-01-16 2003-04-16 Crs Holdings Inc Acero inoxidable martensitico de libre maquinado.
JP3327853B2 (ja) * 1998-11-27 2002-09-24 日本高周波鋼業株式会社 耐発錆性に優れた快削ステンレス系金型用鋼

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0170598A1 (fr) * 1984-07-04 1986-02-05 Ugine Savoie Procédé de fabrication de barres ou de fil machine en acier inoxydable martensitique et produits correspondants
EP0508574A1 (en) * 1991-04-11 1992-10-14 Crucible Materials Corporation Martensitic stainless steel article and method for producing the same

Also Published As

Publication number Publication date
AT409636B (de) 2002-09-25
ATA2302001A (de) 2002-02-15
DE50107038D1 (de) 2005-09-15
EP1233080A1 (de) 2002-08-21
HK1107123A1 (en) 2008-03-28
ES2247052T3 (es) 2006-03-01
BR0200003A (pt) 2002-10-29
AT409636B9 (de) 2002-12-27
US6893608B2 (en) 2005-05-17
DK1233080T3 (da) 2005-12-19
CN1370851A (zh) 2002-09-25
US20020162614A1 (en) 2002-11-07
BR0200003B1 (pt) 2010-11-16
CN100558926C (zh) 2009-11-11
KR20020066990A (ko) 2002-08-21
TW528811B (en) 2003-04-21
CA2371333A1 (en) 2002-08-14
CN101041885A (zh) 2007-09-26
EP1233080B1 (de) 2005-08-10
CA2371333C (en) 2007-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100500263B1 (ko) 마레이징 강 및 그 마레이징 강의 열처리 방법
KR100934935B1 (ko) 플라스틱 재료용 사출 성형 몰드 또는 가공 금속용 부품을제조하기 위한 벌크 스틸
KR100429050B1 (ko) 플라스틱용금형의제조를위한저합금강,용접용와이어및블록
KR101360922B1 (ko) 냉간 가공 강 및 냉간 가공 공구
EP2660348B1 (en) Die steel having superior rusting resistance and thermal conductivity, and method for producing same
JP2009242820A (ja) 鋼、金型用鋼及びこれを用いた金型
RU2463373C2 (ru) Высокопрочная сталь для массивных деталей
RU2703630C1 (ru) Оснастка для литья пластмасс под давлением и способ ее изготовления
JP5641298B2 (ja) プラスチック成形金型用鋼の製造方法
JP3637375B2 (ja) コネクティングロッドの製造方法
JP2866113B2 (ja) 耐食性金型用鋼
KR100903714B1 (ko) 강철 제품
JPS59126718A (ja) 冷間加工性に優れた鋼材の製造方法
JPS6223930A (ja) 高強度平歯車の製造方法
JP2022180208A (ja) 鋼材及びこれを用いた鋼製品
JP2012149277A (ja) プラスチック成形金型用鋼の製造方法
JP2004523656A (ja) スチール製品
JP4393344B2 (ja) 冷間加工性と耐結晶粒粗大化特性に優れた肌焼き用鋼の製造方法
JP2002088450A (ja) 熱間工具鋼
JP3830030B2 (ja) 被削性に優れた冷間加工用高硬度プリハードン鋼およびそれを用いてなる冷間加工用金型ならびに鋼の加工方法
KR102046232B1 (ko) 성형용 블랭크의 제조방법
KR101909501B1 (ko) 굽힘강도가 우수한 주강 및 이를 이용한 금형 및 공구
JPH02294450A (ja) プラスチック成型用金型鋼およびその製造方法
JPS62112727A (ja) 高強度高面圧用部品の製造方法
JP3287541B2 (ja) 金型用快削鋳鋼及び金型

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130620

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140619

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150619

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160621

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170616

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180626

Year of fee payment: 14