KR101363674B1 - 고강도 고인성 강 합금 - Google Patents

Abstract

고강도 고인성 강 합금이 개시된다. 상기 강 합금은 본 명세서에 설명된 넓은 중량% 조성을 갖는다. 잔부에는, 유사한 용도 및 특성을 위해 생산된 상업용 등급의 강 합금에서 발견되는 보통의 불순물이 포함된다. 또한 매우 높은 강도 및 파괴 인성을 나타내는 경화 및 템퍼링된 물품이 개시된다. 이 물품은 전술한 넓은 중량% 조성을 갖는 합금으로부터 형성된다. 본 발명의 이러한 양태에 따른 합금 물품은, 화씨 약 500 도 내지 화씨 600 도의 온도에서 템퍼링되는 것을 또한 특징으로 한다.

Description

고강도 고인성 강 합금{HIGH STRENGTH, HIGH TOUGHNESS STEEL ALLOY}

본 발명은 고강도 고인성 강 합금에 관한 것이며, 구체적으로 인장 강도의 현저한 저하 없이 현저하게 더 높은 온도에서 템퍼링될 수 있는 고강도 고인성 강 합금에 관한 것이다. 본 발명은 또한 고강도 고인성의 템퍼링된 강 물품에 관한 것이다.

매우 높은 강도 및 파괴 인성을 겸비하는 시효 경화성 마르텐사이트 강이 공지되어 있다. 공지된 강 중 일부는 미국 특허 제4,706,525호 및 미국 특허 제5,087,415호에 설명되어 있다. 전자는 AF1410 합금으로 공지되어 있으며, 후자는 등록 상표명 AERMET로 판매된다. 이들 합금이 나타내는 매우 높은 강도 및 인성의 겸비는, 상당량의 니켈, 코발트 및 몰리브덴을 포함하는 이들 합금의 조성에 의한 결과이며, 상기 원소들은 보통 이용 가능한 최고가의 합금용 원소에 속한다. 결과적으로, 이들 강은 전술한 원소를 함유하지 않는 다른 합금에 비해 현저하게 프리미엄을 붙여 판매된다.

보다 최근에는, 코발트 및 몰리브덴과 같은 합금 첨가물을 필요로 하지 않고 고강도 및 고인성을 겸비하는 강 합금이 개발된 바 있다. 이러한 한 가지 합금은 미국 특허 제7,067,019호에 설명되어 있다. 이 특허에서 설명된 강 합금은, 코발트 및 몰리브덴을 배제한 기경성(air hardening) CuNiCr 강이다. 시험중에, 제7,067,019호 특허에서 설명되는 합금은 약 90 ksi√in의 파괴 인성과 함께 약 280 ksi의 인장 강도를 나타내는 것으로 확인되었다. 합금은 강도 및 인성을 겸비하기 위해 경화되고 템퍼링된다. 템퍼링 온도는, 합금의 연화 및 대응하는 강도 저하를 방지하기 위해 화씨 약 400 도 이하로 제한된다.

제7,067,019호 특허에서 설명되는 합금은 스테인레스 강이 아니며, 이에 따라 부식에 견디기 위해 도금 처리되어야만 한다. 합금의 항공 용례에 있어서의 재료 상세내역에 따르면, 합금은 도금 과정 중에 흡착되는 수소를 제거하기 위해 도금 이후에 적어도 23 시간 동안 화씨 375 도로 가열되어야 할 필요가 있다. 수소는, 합금을 무르게 하며 합금이 나타내는 인성에 악영향을 주기 때문에 제거되어야만 한다. 이 합금은 화씨 400 도에서 템퍼링되기 때문에, 도금 이후에 23 시간 동안 화씨 375 도에서 행해지는 열처리는 합금으로 제작된 부품의 과도한 템퍼링을 초래하며, 이에 따라 적어도 280 ksi의 인장 강도를 달성하지 못한다. 적어도 280 ksi의 인장 강도 및 약 90 ksi√in의 파괴 인성을 나타내도록 경화 및 템퍼링될 수 있으며, 적어도 23 시간 동안 화씨 약 375 도에서 가열될 때 강도 및 인성을 겸비하고 후속하여 경화되고 템퍼링되는 CuNiCr 합금을 마련하는 것이 바람직하다.

본 발명은 고강도 고인성 강 합금, 구체적으로 인장 강도의 현저한 저하 없이 현저하게 더 높은 온도에서 템퍼링될 수 있는 고강도 고인성 강 합금을 제공하고, 또한 고강도 고인성의 템퍼링된 강 물품을 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 바와 같은 공지된 합금의 단점은 본 발명에 따른 합금에 의해 상당한 정도로 해소된다. 본 발명의 일 양태에 따르면, 후속하는 광범위한 중량% 조성 및 바람직한 중량% 조성을 갖는 고강도 고인성 강 합금이 마련된다.

원소 넓은 중량% 바람직한 중량%

C 0.35 내지 0.55 0.37 내지 0.50

Mn 0.6 내지 1.2 0.7 내지 0.9

Si 0.9 내지 2.5 1.3 내지 2.1

P 최대 0.01 최대 0.005

S 최대 0.001 최대 0.0005

Cr 0.75 내지 2.0 1.2 내지 1.5

Ni 3.5 내지 7.0 3.7 내지 4.5

Mo + 1/2 W 0.4 내지 1.3 0.5 내지 1.1

Cu 0.5 내지 0.6 0.5 내지 0.6

Co 최대 0.01 최대 0.01

V+(5/9)×Nb 0.2 내지 1.0 0.2 내지 1.0

철 잔부(balance) 잔부

잔부에는, 유사한 용도 및 특성을 위해 생산된 상업용 등급의 강 합금에서 발견되는 보통의 불순물이 포함된다. 이상의 중량% 범위 내에서, 2 ≤ (%Si + %Cu)/(%V + (5/9) × %Nb) ≤ 14를 만족하도록 실리콘, 구리 및 바나듐이 잔부를 구성한다.

이상의 표는 편의상 요약으로서 제시된 것이며, 서로 조합하여 사용하기 위한 개별 원소의 범위의 상한 및 하한을 제한하려는 의도 또는 서로의 조합에 있어서 단독으로 사용하기 위한 원소의 범위를 한정하려는 의도가 아니다. 따라서, 하나 이상의 범위는 나머지 원소에 대한 다른 범위 중 하나 이상과 함께 사용될 수 있다. 추가적으로, 넓은 조성 또는 바람직한 조성의 원소에 대한 최소값 또는 최대값은, 다른 바람직한 조성 또는 중간 조성에서 동일한 원소에 대한 최소값 또는 최대값과 함께 사용될 수 있다. 더욱이, 본 발명에 따른 합금은 본 명세서 전체에 걸쳐 전술한 구성 원소를 포함하거나, 이들 원소로 구성되거나, 이들 원소를 주성분으로 하거나, 또는 이들 원소로 이루어질 수 있다. 여기서 그리고 본 명세서 전반에 걸쳐 용어 "퍼센트" 또는 기호 "%"는 달리 특정하지 않는 한 중량% 또는 질량%를 의미한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 매우 높은 강도 및 파괴 인성을 나타내는 경화 및 템퍼링된 강 합금 물품이 마련된다. 이 물품은 전술한 넓은 중량% 조성 또는 바람직한 중량% 조성을 갖는 합금으로 형성된다. 본 발명의 이러한 양태에 따른 합금 물품은, 화씨 약 500 도 내지 화씨 600 도의 온도에서 템퍼링되는 것을 또한 특징으로 한다.

본 발명에 따른 합금은 적어도 약 0.35%의 탄소, 그리고 바람직하게는 적어도 약 0.37%의 탄소를 함유한다. 탄소는, 합금이 높은 강도 및 경도 성능을 나타내는 데 기여한다. 탄소는 또한 이러한 합금의 템퍼링 저항에 대해 이익이 된다. 과도하게 많은 탄소는 합금이 나타내는 인성에 악영향을 준다. 따라서, 탄소는 약 0.55 %을 초과하지 않도록, 더욱 양호하게는 약 0.50 %를 초과하지 않도록 그리고 바람직하게는 약 0.45 %를 초과하지 않도록 제한된다.

주로 합금에서 산소를 제거하기 위해 합금에는 적어도 약 0.6 %의 망간, 더욱 양호하게는 적어도 약 0.7 %의 망간, 그리고 바람직하게는 적어도 약 0.8 %의 망간이 존재한다. 망간도 또한 합금이 나타내는 높은 강도에 이익이 되는 것으로 확인되었다. 과도하게 많은 망간이 존재한다면, 이 경우 경화 및 담금질 중에 바람직하지 않은 양의 오스테나이트가 남게 될 수 있으므로 합금이 나타내는 높은 강도가 악영향을 받게 된다. 따라서, 합금은 약 1.2 % 이하의 망간, 그리고 바람직하게는 약 0.9 % 이하의 망간을 함유한다.

실리콘은 이러한 합금의 경화능 및 템퍼링 저항에 이익이 된다. 따라서, 합금은 적어도 약 0.9 %의 실리콘, 그리고 바람직하게는 적어도 약 1.3 %의 실리콘을 함유한다. 과도하게 많은 실리콘은 합금의 경도, 강도 및 연성에 악영향을 준다. 이러한 악영향을 방지하기 위해, 실리콘은 이러한 합금에서 약 2.5 %를 초과하지 않도록, 그리고 바람직하게는 약 2.1 %를 초과하지 않도록 제한된다.

크롬은 합금이 나타내는 양호한 경화능, 높은 강도 및 템퍼링 저항에 기여하기 때문에, 합금은 적어도 약 0.75 %의 크롬을 함유한다. 바람직하게는, 합금은 적어도 약 1.0 %의 크롬, 그리고 더욱 양호하게는 적어도 약 1.2 %의 크롬을 함유한다. 합금에 약 2 %를 초과하는 크롬이 존재하면, 합금이 나타내는 충격 인성 및 연성에 악영향을 준다. 바람직하게는, 크롬은 이 합금에서 약 1.5 %를 초과하지 않도록, 그리고 더욱 양호하게는 약 1.35 %를 초과하지 않도록 제한된다.

니켈은 본 발명에 따른 합금이 나타내는 양호한 인성에 이익이 된다. 따라서, 합금은 적어도 약 3.5 %의 니켈, 그리고 바람직하게는 적어도 약 3.7 %의 니켈을 함유한다. 이보다 많은 양의 니켈에 의한 이익은, 현저한 장점을 나타내지 못하면서 합금의 비용에 악영향을 준다. 합금 비용의 상한을 제한하기 위해, 니켈은 이러한 합금에서 약 7 %를 초과하지 않도록, 그리고 바람직하게는 약 4.5 %를 초과하지 않도록 제한된다.

몰리브덴은, 이러한 합금이 나타내는 템퍼링 저항에 이익이 되는 탄화물 생성원소(carbide former)이다. 몰리브덴이 존재하면, 화씨 약 500 도에서 부차적인 경화 효과가 달성되도록 합금의 템퍼링 온도를 높여준다. 몰리브덴은 또한 합금이 나타내는 강도 및 파괴 인성에 기여한다. 몰리브덴에 의해 나타나는 이익은, 합금이 적어도 약 0.4 %의 몰리브덴 그리고 바람직하게는 적어도 약 0.5 %의 몰리브덴을 함유할 때 구현된다. 니켈과 마찬가지로, 몰리브덴은 더욱 많은 양의 몰리브덴을 추가함에 따른 현저한 비용 상승에 비해 특성상 장점을 향상시키지는 않는다. 이러한 이유로, 합금은 약 1.3 % 이하의 몰리브덴, 그리고 바람직하게는 약 1.1 % 이하의 몰리브덴을 함유한다. 텅스텐은 이 합금에서 몰리브덴 중 일부 또는 몰리브덴 전체를 대체할 수 있다. 텅스텐은, 존재하는 경우, 2 : 1을 기준으로 몰리브덴을 대체한다. 합금이 약 0.01 % 미만의 몰리브덴을 함유할 때, 합금이 나타내는 템퍼링 저항, 강도 및 인성에 대해 이익을 얻기 위해, 약 0.8 내지 약 2.6 %, 바람직하게는 약 1.0 내지 2.2 %의 텅스텐이 포함된다.

이러한 합금은 바람직하게는 적어도 약 0.5 %의 구리를 함유하며, 이는 합금의 경화능 및 충격 인성에 기여한다. 과도하게 많은 구리는 합금 기재(matrix)에서 바람직하지 않은 양의 유리된 구리의 침전을 초래할 수 있으며, 합금의 파괴 인성에 악영향을 줄 수 있다. 따라서, 이 합금에는 약 0.6 % 이하의 구리가 존재한다.

바나듐은, 이 합금이 나타내는 높은 강도 및 양호한 경화능에 기여한다. 바나듐은 또한 탄화물 생성원소이며, 합금에서 과립 정제(grain refinement)에 도움이 되고 합금의 템퍼링 저항 및 부차적인 경화에 이익이 되는 탄화물의 형성을 촉진한다. 이러한 이유로, 합금은 바람직하게는 적어도 약 0.25 %의 바나듐을 함유한다. 과도하게 많은 바나듐은 합금의 강도에 악영향을 주는데, 합금에 더 많은 양의 탄화물이 형성되면 합금 기재 재료로부터 탄소를 고갈시키기 때문이다. 이에 따라, 합금은 약 0.35 % 이하의 바나듐을 함유한다. 바나듐과 마찬가지로 니오브는 탄소와 결합하여 합금의 템퍼링 저항 및 경화능에 이익이 되는 M₄C₃ 탄화물을 형성하기 때문에, 니오브는 이 합금에서 바나듐 중 일부 또는 바나듐 전체를 대체할 수 있다. 니오브는, 존재하는 경우, 1.8 : 1을 기준으로 바나듐을 대체한다. 바나듐이 약 0.01 %를 초과하지 못하도록 제한될 때, 합금은 약 0.2 내지 약 1.0 %의 니오브를 함유한다.

이러한 합금은 또한, 황의 제거를 돕고 이에 따라 합금이 나타내는 파괴 인성에 이익이 되도록, 합금의 용융 중에 첨가물로부터 유지되는 최대 약 0.005 %의 소량의 칼슘을 함유할 수 있다.

실리콘, 구리, 바나듐 및 존재한다면 니오브는, 바람직하게는 이 합금의 특징을 결정하는 강도 및 인성의 새로운 조합에 이익이 되도록 각각의 전술한 중량% 범위 내에서 잔부를 구성한다. 더욱 구체적으로, 비율 (%Si + %Cu)/(%V + (5/9) × %Nb)은 바람직하게는 약 2 내지 14이고, 더욱 양호하게는 약 6 내지 12이다. 합금에 존재하는 실리콘, 구리 및 바나듐의 양이 이 비율에 따라 잔부를 구성하면, 무른 상(brittle phase) 및 불순 원소(tramp element)가 과립 경계에 형성되지 못하도록 함으로써 합금의 과립 경계가 강화된다고 판단된다.

합금의 잔부는 주로 철 그리고 상업적 등급의 유사한 합금 및 강에서 발견되는 보통의 불순물이다. 이와 관련하여, 합금은 바람직하게는 약 0.01 % 이하의 인, 더욱 양호하게는 약 0.005 % 이하의 인을 함유하며, 약 0.001 % 이하의 황, 더욱 양호하게는 약 0.0005 % 이하의 황을 함유한다. 합금은 바람직하게는 약 0.01 % 이하의 코발트를 함유한다. 티타늄은 산소 제거용 첨가물로부터 잔류량 수준으로 존재할 수 있으며, 바람직하게는 약 0.01 %를 초과하지 않도록 제한된다.

이상의 중량% 범위 내에서, 전술한 원소는 다양한 레벨의 인장 강도를 나타내도록 잔부를 구성할 수 있다. 따라서, 예컨대 약 0.38%의 C, 0.84%의 Mn, 1.51%의 Si, 1.25%의 Cr, 3.78%의 Ni, 0.50%의 Mo, 0.55%의 Cu, 0.29%의 V, 및 주로 Fe인 잔부를 함유하는 합금 조성은, 화씨 약 500 도에서 3 시간 동안 템퍼링된 이후에 80 ksi√in를 초과하는 파괴 인성 K_Ic와 함께 290 ksi를 초과하는 인장 강도를 나타나는 것으로 확인되었다. 약 0.40%의 C, 0.84%의 Mn, 1.97%의 Si, 1.26%의 Cr, 3.78%의 Ni, 1.01%의 Mo, 0.56%의 Cu, 0.30%의 V, 및 주로 Fe인 잔부를 함유하는 합금 조성은, 화씨 약 500 도에서 3 시간 동안 템퍼링된 이후에 60 ksi√in를 초과하는 파괴 인성 K_Ic와 함께 310 ksi를 초과하는 인장 강도를 나타나는 것으로 확인되었다. 또한, 약 0.50%의 C, 0.69%의 Mn, 1.38%의 Si, 1.30%의 Cr, 3.99%의 Ni, 0.50%의 Mo, 0.55%의 Cu, 0.29%의 V, 및 주로 Fe인 잔부를 함유하는 합금 조성은, 화씨 약 300 도에서

시간 동안 그리고

시간 동안 템퍼링된 이후에 30 ksi√in를 초과하는 파괴 인성 K_Ic와 함께 340 ksi를 초과하는 인장 강도를 나타나는 것으로 확인되었다.

본 발명에 따른 합금을 제작하기 위해 특수한 용융 기법은 필요하지 않다. 합금은 바람직하게는 진공 유도 용융(VIM; Vacuum Induction Melted)되며, 중요한 용례에 있어서 필요하다면 진공 아크 재용융(VAR; Vacuum Arc Remelting)을 이용하여 정제된다. 합금은 또한 공기 중에서 아크 용융될 수 있다고 판단된다. 공기 용융 이후에, 합금은 바람직하게는 일렉트로슬래그 재용융(ESR; ElectroSlag Remelting) 또는 VAR에 의해 정제된다.

본 발명의 합금은 바람직하게는 화씨 약 2100 도인 온도로부터 열간 가공되어 빌릿(billet) 및 바아와 같은 다양한 중간 제품 형태를 형성한다. 합금은 바람직하게는 약 30 내지 45 분 동안 화씨 약 1585 도 내지 화씨 약 1635 도에서 오스테나이트화에 의해 열처리된다. 다음으로 합금은 오스테나이트화 온도로부터 공냉되거나 기름 담금질(oil quenching)된다. 합금은 바람직하게는 적어도 약 1 시간 동안 화씨 영하 100 도 또는 화씨 영하 320 도까지 강력하게 냉각되고, 이후 공기 중에서 가온된다. 합금은 바람직하게는 약 3 시간 동안 화씨 약 500 도에서 템퍼링되며, 이후 공냉된다. 합금은, 강도 및 인성의 최적의 조합이 요구되지 않을 때에는 최대 화씨 600 도에서 템퍼링될 수 있다.

본 발명의 합금은 광범위한 용례에서 유용하다. 합금의 매우 높은 강도 및 양호한 파괴 인성 때문에, 이러한 합금은 기계가공 툴(tool) 요소 그리고 또한 랜딩 기어를 비롯한 항공기용 구조 요소에서 유용하게 된다. 본 발명의 합금은 또한 구조 부재, 구동 샤프트, 스프링 및 크랭크샤프트를 포함하지만 이로써 한정되지는 않는 자동차용 요소를 위해 유용하다. 합금은 또한 장갑 플레이트, 시트 및 바아에서 유용하다고 판단된다.

본 발명에 따르면, 고강도 고인성 강 합금, 구체적으로 인장 강도의 현저한 저하 없이 현저하게 더 높은 온도에서 템퍼링될 수 있는 고강도 고인성 강 합금을 얻을 수 있고, 또한 고강도 고인성의 템퍼링된 강 물품을 얻을 수 있다.

실시예

평가를 위해 7개의 35 lb VIM 히트(heat)가 제작되었다. 이들 히트의 중량% 조성은 이하의 표 1에 기재되어 있다. 모든 히트는 초청정 원료를 이용하여 용융되었으며 탈황용 첨가물로서 칼슘을 사용하였다. 히트는 4 인치의 정사각 잉곳으로서 캐스팅되었다. 잉곳은 화씨 약 2100 도의 개시 온도로부터

인치의 정사각 바아로 단조되었다. 바아는 이보다 짧은 길이로 절단되었으며, 짧은 길이의 바아의 절반은 화씨 2100 도의 개시 온도로부터 다시 1 인치의 정사각 바아로 추가 단조되었다. 1 인치의 정사각 바아는, 훨씬 더 짧은 길이로 절단되었으며, 화씨 2100 도로부터 3/4 인치의 정사각 바아로 단조되었다.

3/4 인치의 정사각 바아 및

인치의 정사각 바아의 나머지는 6 시간 동안 화씨 1050 도에서 어닐링되었으며, 다음으로 공기 중에서 실온으로 냉각되었다. 인장 시험을 위한 표준 시편 및 샤르피 V-노치 충격 시험을 위한 표준 시편은 각각의 히트의 3/4 인치 바아로부터 준비되었다. 파괴 인성 시험을 위한 표준 컴팩트 인장 블록은 각각의 히트의

인치 정사각 바아로부터 준비되었다. 모든 시편은 30 분 동안 화씨 1585 도에서 열처리되었으며, 다음으로 공냉되었다. 시험 시편은 다음으로 1 시간 동안 화씨 영하 100 도에서 냉각되었고, 공기 중에서 실온으로 가온되었다. 각각의 히트의 한 쌍의 시편은 이때 3 시간 동안 각각의 온도에서 유지함으로써 3가지 상이한 온도, 즉 화씨 400 도, 화씨 500 도 및 화씨 600 도 중 하나에서 템퍼링되었다. 템퍼링된 시편은 다음에 실온으로 공냉되었다.

0.2 % 오프셋 항복 강도(Y.S) 및 ksi 단위의 최대 인장 강도(U.T.S.), % 신장율(Elong.), % 단면 감소(R.A.), ft-lbs 단위의 샤르피 V-노치 충격 에너지(CVN I.E) 및 ksi√in 단위의 K_Ic 파괴 인성을 포함하는, 템퍼링된 시편에 대한 기계적 시험, 샤르피 V-노치 시험 및 파괴 인성 시험의 결과는, 아래의 표 2에 제시되어 있다.

표 2에 제시된 데이터는, 본 명세서에서 설명된 합금에 따른 중량% 조성을 갖는 히트 1484가, 화씨 500 도에서 템퍼링한 이후에 280 ksi의 인장 강도 및 적어도 90 ksi√in의 파괴 인성을 나타내는 유일한 합금 조성이라는 것을 보이고 있다.

본 명세서에서 채용되는 용어 및 표현은 설명을 위해 사용되며 한정을 위해 사용되지 않는다. 이러한 용어 및 표현의 사용에 있어서, 제시되고 설명된 특징의 임의의 등가물 또는 그 일부를 배제하려는 의도는 없다. 설명되고 본 명세서에서 청구되는 본 발명 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것을 이해해야 한다.

Claims (86)

1. 양호한 템퍼링 저항을 갖는 고강도 고인성 강 합금으로서, 상기 강 합금은 중량%로
   C 0.35 내지 0.55
   Mn 0.6 내지 1.2
   Si 0.9 내지 2.5
   Cr 0.75 내지 2.0
   Ni 3.5 내지 7.0
   Mo + 1/2 W 0.4 내지 1.3
   Cu 0.5 내지 0.6 및
   V+(5/9)×Nb 0.2 내지 1.0
   을 함유하는 것을 특징으로 하고, 잔부는 철 및 보통의 불순물이며, 상기 불순물은 최대 0.01 중량%의 인, 최대 0.001 중량%의 황, 및 최대 0.01 중량%의 코발트를 포함하고, 2 ≤ (%Si + %Cu)/(%V + (5/9) × %Nb) ≤ 14인 것인 강 합금.
2. 제1항에 있어서, 0.5 내지 1.1 중량%의 Mo + 1/2 W를 함유하고, 6 ≤ (%Si + %Cu)/(%V + (5/9) × %Nb) ≤ 12인 것인 강 합금.
3. 제1항에 있어서, 0.4 내지 1.3 중량%의 몰리브덴 및 0.25 내지 0.35 중량%의 바나듐을 함유하는 강 합금.
4. 제1항에 있어서, 0.8 내지 2.6 중량%의 텅스텐 및 0.2 내지 1.0 중량%의 니오브를 함유하는 강 합금.
5. 제1항에 있어서, 0.5 내지 1.1 중량%의 몰리브덴 및 0.25 내지 0.35 중량%의 바나듐을 함유하는 강 합금.
6. 제1항에 있어서, 1.0 내지 2.2 중량%의 텅스텐 및 0.2 내지 1.0 중량%의 니오브를 함유하는 강 합금.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 0.37 중량% 내지 0.55 중량%의 탄소를 함유하는 강 합금.
8. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 0.35 중량% 내지 0.45 중량%의 탄소를 함유하는 강 합금.
9. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 1.3 중량% 내지 2.5 중량%의 실리콘을 함유하는 강 합금.
10. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 0.9 중량% 내지 2.1 중량%의 실리콘을 함유하는 강 합금.
11. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 3.7 중량% 내지 7.0 중량%의 니켈을 함유하는 강 합금.
12. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 3.5 중량% 내지 4.2 중량%의 니켈을 함유하는 강 합금.
13. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 1.2 중량% 내지 2.0 중량%의 크롬을 함유하는 강 합금.
14. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 0.75 중량% 내지 1.35 중량%의 크롬을 함유하는 강 합금.
15. 제1항에 있어서, 상기 강 합금은 중량%로
    C 0.37 내지 0.50
    Mn 0.7 내지 0.9
    Si 1.3 내지 2.1
    Cr 1.0 내지 1.5
    Ni 3.7 내지 4.5
    Mo + 1/2 W 0.5 내지 1.1
    Cu 0.5 내지 0.6 및
    V+(5/9)×Nb 0.2 내지 1.0
    을 함유하는 것을 특징으로 하고, 잔부는 철 및 보통의 불순물이며, 상기 불순물은 최대 0.005 중량%의 인, 최대 0.0005 중량%의 황, 및 최대 0.01 중량%의 코발트를 포함하고, 6 ≤ (%Si + %Cu)/(%V + (5/9) × %Nb) ≤ 12인 것인 강 합금.
16. 제1항에 있어서, 상기 강 합금은 중량%로
    탄소 0.37 내지 0.45
    망간 0.7 내지 0.9
    실리콘 1.3 내지 2.1
    크롬 1.2 내지 1.35
    니켈 3.7 내지 4.2
    몰리브덴 0.5 내지 1.1
    구리 0.5 내지 0.6 및
    바나듐 0.25 내지 0.35
    을 함유하는 것을 특징으로 하고, 잔부는 철 및 보통의 불순물이며, 상기 불순물은 최대 0.005 중량%의 인, 최대 0.0005 중량%의 황, 및 최대 0.01 중량%의 코발트를 포함하고, 6 ≤ (%Si + %Cu)/%V ≤ 12인 것인 강 합금.
17. 제1항에 있어서, 상기 강 합금은 중량%로
    탄소 0.35 내지 0.5
    망간 0.6 내지 1.2
    실리콘 0.9 내지 2.5
    크롬 1.0 내지 1.5
    니켈 3.5 내지 4.5
    몰리브덴 0.4 내지 1.3
    구리 0.5 내지 0.6 및
    바나듐 0.25 내지 0.35
    을 함유하는 것을 특징으로 하고, 잔부는 철 및 보통의 불순물이며, 상기 불순물은 최대 0.01 중량%의 인, 최대 0.001 중량%의 황, 및 최대 0.01 중량%의 코발트를 포함하고, 2 ≤ (%Si + %Cu)/%V ≤ 14인 것인 강 합금.
18. 제1항에 있어서, 상기 강 합금은 중량%로
    C 0.35 내지 0.50
    Mn 0.6 내지 1.2
    Si 0.9 내지 2.5
    Cr 0.75 내지 2.0
    W 0.8 내지 2.6
    Cu 0.5 내지 0.6 및
    Nb 0.2 내지 1.0
    을 함유하는 것을 특징으로 하고, 잔부는 철 및 보통의 불순물이며, 상기 불순물은 최대 0.01 중량%의 인, 최대 0.001 중량%의 황, 최대 0.01 중량%의 코발트 및 최대 0.01 중량%의 바나듐을 포함하고, 2 ≤ (%Si + %Cu)/%Nb ≤ 14인 것인 강 합금.
19. 제1항에 있어서, 상기 강 합금은 중량%로
    C 0.37 내지 0.50
    Mn 0.7 내지 0.9
    Si 1.3 내지 2.1
    Cr 1.0 내지 1.5
    Ni 3.7 내지 4.5
    W 1.0 내지 2.2
    Cu 0.5 내지 0.6 및
    Nb 0.2 내지 1.0
    을 함유하는 것을 특징으로 하고, 잔부는 철 및 보통의 불순물이며, 상기 불순물은 최대 0.005 중량%의 인, 최대 0.0005 중량%의 황, 최대 0.01 중량%의 코발트 및 최대 0.01 중량%의 바나듐을 포함하고, 6 ≤ (%Si + %Cu)/%Nb ≤ 12인 것인 강 합금.
20. 경화 및 템퍼링된 합금 물품으로서, 상기 합금 물품은 제1항 내지 제6항 및 제15항 내지 제19항 중 어느 하나의 항에 따른 강 합금으로 제조되는 것을 특징으로 하는 합금 물품.
    
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