KR102401049B1

KR102401049B1 - 공구 홀더용 강재

Info

Publication number: KR102401049B1
Application number: KR1020197002582A
Authority: KR
Inventors: 피터 댐; 레나 라헬렌; 아만다 폴스베르그; 빅토리아 베르고비스트; 리카르도 잔체타
Original assignee: 우데홀름스 악티에보라그
Priority date: 2016-06-30
Filing date: 2017-06-07
Publication date: 2022-05-20
Also published as: BR112018076330A2; ES2903082T3; KR20190071670A; EP3478867A1; RU2738219C2; TWI756226B; EP3478867A4; JP6956117B2; RU2019102410A3; PT3478867T; WO2018004419A1; RU2019102410A; BR112018076330B1; MX2018016214A; CA3029542A1; CN109415793B; EP3478867B1; US20190226059A1; JP2019527292A; TW201819651A

Abstract

본 발명은 공구 홀더용 강재에 관한 것이다. 상기 강재는 다음의 주요 성분(중량%)을 포함한다: C 0.07 - 0.13, Si 0.10 - 0.45, Mn 1.5 - 3.1, Cr 2.4 - 3.6, Ni 0.5 - 2.0, Mo 0.1 - 0.7, Al 0.001 - 0.06, S<0.003. 상기 강재는 최대 20 부피%의 잔류 오스테나이트 및 최대 20 부피%의 마르텐사이트를 포함하는 베이나이트 미세 구조를 갖는다.

Description

공구 홀더용 강재

본 발명은 공구 홀더용 강재에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 인덱서블 삽입 절삭 공구용 대형 공구 홀더의 제조에 적합한 강재에 관한 것이다.

공구 홀더라는 용어는 절삭 작업시 활성 공구 부분에 장착되는 본체를 의미한다. 일반적인 절삭 공구 본체는 고속 강재, 초경합금(cemented carbide), 입방정 질화 붕소(CBN) 또는 세라믹의 활성 절단 요소가 제공된 밀링 및 드릴 본체이다. 이러한 절삭 공구 본체의 물질은 일반적으로 지정된 홀더 강재 기술 내에서 강재이다.
절삭 작업은 절삭 공구 본체가 매우 뜨거워 질 수 있는 높은 절삭 속도에서 이루어지므로, 우수한 고온 경도(hardness) 및 고온에서 연성에 대한 저항성을 갖는 것이 중요하다. 밀링 본체와 같은 특정 유형의 절삭 공구 본체가 받는 높은 변동 하중(pulsating load)을 견디기 위해, 물질은 우수한 인성 및 피로 강도를 포함하는 우수한 기계적 성질을 가져야 한다. 피로 강도를 향상시키기 위해, 압축 응력이 일반적으로 절삭 공구 본체의 표면에 도입된다. 따라서, 상기 물질은 고온에서 상기 적용된 압축 응력을 유지할 수 있는 우수한 능력, 즉 이완에 대한 양호한 저항성을 가져야 한다. 절삭 공구 본체는 인성 경화(tough harden)되는 반면, 클램핑 요소가 적용되는 표면은 유도 경화(induction harden)될 수 있다. 그러므로 물질은 유도 경화에 의해 경화될 수 있어야 한다. 납땜된 초경합금 팁이 있는 특정 드릴 본체와 같은 특정 유형의 절삭 공구 본체는 칩 플루트(chip flute) 및 드릴 본체의 칩 마모에 대한 내성을 높이기 위해 경화 후 PVD로 코팅되거나 질화 처리된다. 따라서 물질은 경도를 크게 떨어 뜨리지 않고 PVD로 코팅하거나 표면을 질화할 수 있어야 한다.
전통적으로 1.2721, 1.2738 및 SS2541과 같은 저합금 및 중간합금 공학 강재가 절삭 공구 본체의 물질로 사용되었다.
절삭 공구 홀더의 물질로 열간 공구 강재를 사용하는 것도 알려져 있다. WO 97/49838호 및 WO 2009/116933호는 절삭 공구 홀더를 위한 열간 공구 강재의 사용을 개시한다. 현재, 절삭 공구 본체에 사용되는 두개의 인기있는 열간 공구 강재가 우데홀름스 AB에 의해 제공되고 UDDEHOLM BURE^® 및 UDDEHOLM BALDER^®라는 이름으로 판매된다. 상기 강재의 공칭 조성은 표 1에 제공된다(중량%).

강재	C	Si	Mn	Cr	Ni	Mo	V
UDDEHOLM BURE^®	0.39	1.0	0.4	5.3	-	1.3	0.9
UDDEHOLM BALDER^®	0.30	0.3	1.2	2.3	4.00	0.8	0.8

이러한 유형의 열간 공구 강재는 절삭 공구 홀더로서 의도된 용도에 대해 매우 우수한 특성을 갖는다. 특히, 이들 강재는 고온 강도와 우수한 가공성의 조합을 갖는다.

본 발명의 목적은 개선된 특성 프로파일을 갖는 공구 홀더용 강재를 제공하는 것이다.
또 다른 목적은 대형 공구 홀더를 위해 최적화되고 큰 치수에서 균일한 특성을 갖는 공구 홀더용 강재를 제공하는 것이다.
대형 공구 홀더의 경우 충격 인성, 화학적 및 미세 구조적 균질성 및 비금속 함유물의 낮은 함량이 중요한 파라미터이며, 고온 강도는 큰 공구 홀더가 작은 공구 홀더보다 작동 온도가 현저히 낮기 때문에 중요하지 않다. 또한, 예열 및 후열없이 용접될 수 있는 우수한 용접 특성이 필요하다.
전술한 목적 및 부가적인 이점은 청구항에 기재된 바와 같은 조성 및 미세 구조(microstructure)를 갖는 강재를 제공함으로써 중요한 척도로 달성된다. 특히, 높고 균일한 경도와 높은 인성이 결합되어 충격 저항성이 우수하고 예기치 않은 파손 위험이 적어, 안전한 공구 홀더 및 연장된 공구 수명을 제공한다. 본 발명은 청구항에서 정의된다.

본 발명의 강재는 중량%로:
C 0.07 - 0.13,
Si 0.10 - 0.45,
Mn 1.5 - 3.1,
Cr 2.4 - 3.6,
Ni 0.5 - 2.0,
Mo 0.1 - 0.7,
Al 0.001 - 0.06,
S≤0.003
선택적으로
N 0.006 - 0.06,
V 0.01 - 0.2,
Co≤8,
W≤1,
Nb≤0.05,
Ti≤0.05,
Zr≤0.05,
Ta≤0.05,
B≤0.01,
Ca≤0.01,
Mg≤0.01,
REM≤0.2,
Fe 및 불순물의 잔부로 이루어지고, 상기 강재는 최대 20 부피%의 잔류 오스테나이트 및 최대 20 부피%의 마르텐사이트를 포함하는 베이나이트 미세 구조(bainitic microstructure)를 갖는다.
상기 강재는 하기 요건을 충족할 수 있다:
C 0.08 - 0.12,
Si 0.10 - 0.4,
Mn 2.0 - 2.9,
Cr 2.4 - 3.6,
Ni 0.7 - 1.2,
Mo 0.15 - 0.55,
Al 0.001 - 0.035,
선택적으로
N 0.006 - 0.03,
V 0.01 - 0.08,
Cu≤1,
Co≤1,
W≤0.1,
Nb≤0.03,
Ti≤0.03,
Zr≤0.03,
Ta≤0.03,
B≤0.001,
Ca≤0.001,
Mg≤0.01,
REM≤0.1,
H≤0.0005,
및 2 - 20 부피%의 잔류 오스테나이트.
상기 강재는 또한 하기 요건 중 적어도 하나를 충족할 수 있다:
C 0.08 - 0.11,
Si 0.15 - 0.35,
Mn 2.2 - 2.8,
Cr 2.5 - 3.5,
Ni 0.85 - 1.15,
Mo 0.20 - 0.45,
선택적으로
N 0.01 - 0.03,
V 0.01 - 0.06,
Co≤0.3,
Nb≤0.01,
Ti≤0.01,
Zr≤0.01,
Ta≤0.01,
REM≤0.05,
H≤0.0003
및 5 - 10 부피%의 잔류 오스테나이트.
특히 바람직한 실시 형태에서 상기 강재는 하기를 포함한다:
C 0.08 - 0.11,
Si 0.1 - 0.4,
Mn 2.2 - 2.8,
Cr 2.5 - 3.5,
Ni 0.7 - 1.2,
Mo 0.15 - 0.45.
상기 미세 구조는 잔류 오스테나이트 양이 4 - 15 부피% 및/또는 마르텐사이트의 양이 2 - 16 부피%가 되도록 조절될 수 있다. 바람직하게, 잔류 오스테나이트의 양은 4 - 12 부피% 및/또는 마르텐사이트의 양은 4 - 12 부피%이다. 더욱 바람직하게, 잔류 오스테나이트의 양은 5 - 9 부피% 및/또는 마르텐사이트의 양은 5 - 10 부피%이다.
경도는 38 - 42HRC 및/또는 360 - 400HBW_10/3000일 수 있고, 상기 강재는 360 - 400HBW_10/3000 범위의 평균 경도를 가질 수 있으며, 여기서 상기 강재는 적어도 100 mm의 두께를 가지고, ASTM E1-0-01에 따라 측정된 두께 방향에서의 평균 브리넬 경도 값으로부터의 최대 편차는 10% 미만, 바람직하게 5% 미만이며, 여기서 시편의 가장자리 또는 다른 압입부(indentation)의 가장자리로부터 상기 오목부 중심의 최소 거리는 상기 압입부 직경의 적어도 2.5배 이상이어야 하며, 최대 거리는 상기 압입부 직경의 4배 이하여야 한다.
상기 강재는 ASTM E45-97, 방법 A에 따라 마이크로-슬래그에 대해 하기 최대 요건을 충족하는 청결도(cleanliness)를 가질 수 있다:

A	A	B	B	C	C	D	D
T	H	T	H	T	H	T	H
1.0	0	1.5	1.0	0	0	1.5	1.0

.

개별 원소의 중요성과 서로의 상호 작용뿐만 아니라, 청구된 합금의 화학적 성분의 제한은 하기에서 간략하게 설명된다. 강재의 화학적 조성에 대한 모든 백분율은 설명 전반에 걸쳐 중량%(wt. %)로 제공된다. 경질상의 양은 부피%(vol. %)로 제공된다. 개별 원소의 상한 및 하한은 청구항에 설정된 제한 내에서 자유롭게 결합될 수 있다.
탄소 (0.07 - 0.13%)
탄소는 강재의 강도(strengh) 및 경도 향상에 효과적이다. 그러나, 함량이 너무 많으면 열간 가공으로부터 냉각한 후에 강재를 가공하기가 어렵고, 수리 용접(repair welding)이 어려워질 수 있다. C는 0.07%의 최소 함량, 바람직하게 적어도 0.08, 0.9 또는 0.10%로 존재해야 한다. 탄소의 상한은 0.13%이고, 0.12, 0.11 또는 0.10%로 설정될 수 있다. 바람직한 범위는 0.08 - 0.12%이고, 보다 바람직한 범위는 0.085 - 0.11%이다.
실리콘 (0.10 - 0.45%)
실리콘은 탈산소화에 사용된다. Si는 용해된 형태로 강재에 존재한다. Si는 강한 페라이트 형성제이며 탄소 활성을 증가시키고, 따라서 충격 강도에 부정적인 영향을 주는 바람직하지 않은 탄화물의 형성 위험을 증가시킨다. 또한 실리콘은 계면 편석(interfacial segregation)이 발생하기 쉽고, 이는 인성 및 열적 피로 저항이 감소되는 것으로 나타날 수 있다. 따라서 Si는 0.45%로 제한된다. 상한은 0.40, 0.35, 0.34, 0.33, 0.32, 0.31, 0.30, 0.29 또는 0.28%일 수 있다. 하한은 0.12, 0.14, 0.16, 0.18 또는 0.20%일 수 있다. 바람직한 범위는 0.15 - 0.40% 및 0.20 - 0.35%이다.
망간 (1.5 - 3.1%)
망간은 강재의 경화능(hardenability) 향상에 기여한다. 함량이 너무 낮으면 경화능이 너무 낮을 수 있다. 황 함량이 높을수록 망간은 강재에서 적열 취성(red brittleness)을 방지한다. 따라서 망간은 1.5%의 최소 함량으로 존재해야 하고, 바람직하게 적어도 1.6, 1.7, 1.8, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3 또는 2.4%의 함량으로 존재해야 한다. 강재는 최대 3.1%, 바람직하게 최대 3.0, 2.9, 2.8 또는 2.7%를 함유해야 한다. 바람직한 범위는 2.3 - 2.7%이다.
크롬 (2.4 - 3.6%)
크롬은 열처리 동안 더 큰 단면에서 양호한 경화능을 제공하기 위해 적어도 2.4%의 함량으로 존재해야 한다. 크롬 함량이 너무 높으면, 고온 페라이트가 형성되어 열간 가공성이 저하될 수 있다. 하한은 2.5, 2.6, 2.7, 2.8 또는 2.9%일 수 있다. 상한은 3.6%이며, 3.5, 3.4, 3.3, 3.2 또는 3.1%일 수 있다. 바람직한 범위는 2.7 - 3.3%이다.
니켈 (0.5 - 2.0%)
니켈은 강재에 우수한 경화능과 인성을 부여한다. 니켈은 또한 강재의 가공성 및 광택성(polishability)에 유리하다. 니켈 함량이 2.0%를 초과하면 경화능은 불필요하게 높을 수 있다. 따라서 상한은 1.9, 1.8, 1.7, 1.6, 1.5, 1.4, 1.3, 1.2 또는 1.1% 일 수 있다. 하한은 0.6, 0.7, 0.8 또는 0.9%일 수 있다. 바람직한 범위는 0.85 - 1.15%이다.
몰리브덴 (0.1 - 0.7%)
Mo는 경화능에 매우 유리한 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 몰리브덴은 우수한 2차 경화 반응을 달성하는데 필수적이다. 최소 함량은 0.1%이며, 0.15, 0.2, 0.25 또는 0.3%일 수 있다. 몰리브덴은 강한 탄화물 형성 원소이며 강한 페라이트 형성제이다. 따라서 몰리브덴의 최대 함량은 0.7%이다. 바람직하게 Mo는 0.65, 0.6, 0.55, 0.50, 0.45 또는 0.4%로 제한된다. 바람직한 범위는 0.2 - 0.3%이다.
알루미늄 (0.001 - 0.06%)
알루미늄은 Si 및 Mn과 함께 탈산소화에 사용될 수 있다. 하한은 양호한 탈산소화를 보장하기 위해 0.001, 0.003, 0.005 또는 0.007%로 설정될 수 있다. 상한선은 AlN과 같은 원하지 않는 상의 석출을 피하기 위해 0.06%로 제한된다. 상한은 0.05, 0.04, 0.035, 0.03, 0.02 또는 0.015%일 수 있다.
바나듐 (0.01 - 0.2%)
바나듐은 강재의 매트릭스에 V(N,C) 유형의 1차 침전 탄화물 및 탄질화물을 고르게 분포시킨다. 이러한 경질상은 또한 MX로 나타내며, 여기서 M은 주로 V이지만 Cr 및 Mo가 존재할 수 있고, X는 C, N 및 B 중 하나 이상이다. 따라서 바나듐은 템퍼링 내성(tempering resistance)을 향상시키기 위해 선택적으로 존재할 수 있다. 그러나, 함량이 높을수록 가공성 및 인성이 저하된다. 따라서 상한은 0.15, 0.1, 0.08, 0.06 또는 0.05%일 수 있다.
질소 (0.006 - 0.06%)
질소는 경질 상의 바람직한 유형 및 양, 특히 V(C,N)을 얻기 위해 선택적으로 0.006 - 0.06%로 조절될 수 있다. 질소 함량이 바나듐 함량에 대해 적절히 균형 잡혀지면, 바나듐이 풍부한 탄질화물 V(C,N)이 형성될 것이다. 이들은 오스테나이트화 단계 동안 부분적으로 용해된 후 나노미터 크기의 입자로 템퍼링 단계 동안 석출될 것이다. 바나듐 탄질화물의 열 안정성은 바나듐 탄화물의 열 안정성보다 우수하므로 공구 강재의 템퍼링 저항성이 개선될 수 있고, 높은 오스테나이트화 온도에서 입계 성장에 대한 내성이 향상될 수 있다. 하한은 0.011, 0.012, 0.013, 0.014, 0.015, 0.016, 0.017, 0.018, 0.019 또는 0.02%일 수 있다. 상한은 0.06, 0.05, 0.04 또는 0.03%일 수 있다.
코발트 (≤8%)
Co는 선택적 원소이다. Co는 고상선 온도(solidus temperature)를 증가시키므로 경화 온도를 상승시킬 수 있는 기회를 제공하며, 이는 Co가 없는 경우보다 15 - 30 ℃ 더 높을 수 있다. 오스테나이트화 동안 탄화물의 더 많은 부분을 용해시켜 경화능을 향상시킬 수 있다. Co는 또한 M_s 온도를 증가시킨다. 그러나, 다량의 Co는 인성 및 내마모성을 감소시킬 수 있다. 최대 양은 8%이며, 첨가하는 경우 유효량은 2 - 6%, 특히 4 - 5%일 수 있다. 그러나, 스크랩 처리와 같은 실질적인 이유로, 의도적으로 Co를 첨가하지 않는다. 최대 불순물 함량은 1%, 0.5%, 0.3%, 0.2% 또는 0.1%로 설정될 수 있다.
텅스텐 (≤1%)
원칙적으로, 몰리브덴은 이들의 화학적 유사성 때문에 텅스텐의 2배로 대체될 수 있다. 그러나, 텅스텐은 고가이며, 스크랩 금속의 처리가 복잡하다. 따라서 최대 함량은 1%, 0.7, 0.5, 0.3 또는 0.15%로 제한된다. 가급적 의도적으로 첨가하지 않는 것이 바람직하다.
니오븀 (≤0.05%)
니오븀은 M(N,C) 유형의 탄질화물을 형성하고 이론상으로 바나듐의 일부를 대체하기 위해 사용될 수 있지만 바나듐과 비교하여 니오븀의 두배의 함량이 필요하다는 점에서 바나듐과 유사하다. 그러나, Nb는 M(N,C)의 더 각진 형상으로 나타난다. 따라서 최대 함량은 0.05%, 0.03 또는 0.01%이다.
가급적 의도적으로 첨가하지 않는 것이 바람직하다.
Ti, Zr 및 Ta
이들 원소는 탄화물 형성제이고, 경질상의 조성을 변경하기 위해 청구된 범위에서 합금에 존재할 수 있다. 그러나, 일반적으로 이들 원소는 추가되지 않는다.

붕소 (≤0.01%)
B는 선택적으로 강재의 경도를 추가로 증가시키기 위해 사용될 수 있다. 함량은 0.01%, 바람직하게 ≤0.005%로 제한된다. B의 선택적인 첨가에 대한 바람직한 범위는 0.001 - 0.004%이다.
Ca, Mg 및 REM (희토류 금속)
이들 원소는 비금속 개재물을 개질하기 위해 및/또는 가공성, 열간 가공성 및/또는 용접성을 추가로 향상시키기 위해 요구되는 양으로 강재에 첨가될 수 있다.
불순물 원소
P, S 및 O는 주요 비-금속 불순물이고, 이는 강재의 기계적 특성에 부정적인 영향을 준다. 따라서 P는 0.05, 0.04, 0.03 0.02 또는 0.01%로 제한될 수 있다. S가 0.003으로 제한되고, 0.0025, 0.0020, 0.0015, 0.0010, 0.0008 또는 0.0005%로 제한될 수 있다. O는 0.0015, 0.0012, 0.0010, 0.0008, 0.0006 또는 0.0005%로 제한될 수 있다.
Cu는 강재로부터 추출될 수 없다. 이는 스크랩 처리를 크게 어렵게 만든다. 이러한 이유로 구리는 사용되지 않는다. Cu의 불순물 함량은 0.35, 0.30, 0.25, 0.20, 0.15 또는 0.10%로 제한될 수 있다.
수소 (≤0.0005%)
수소는 강재의 특성에 해로운 영향을 미치고 가공 동안에 문제를 일으키는 것으로 알려져 있다. 수소와 관련된 문제를 피하기 위해 용융 강재는 진공 탈기를 거친다. 상한은 0.0005%(5 ppm)이고, 4, 3, 2.5, 2, 1.5 또는 1 ppm으로 제한될 수 있다.
강재 제조
요구된 화학 조성을 갖는 공구 강재는 전기 아크로(EAF)에서의 용융, 추가 레이들 정제과 진공 처리 및 잉곳으로의 주조를 포함하는 통상적인 야금법에 의해 제조될 수 있다. 강재 잉곳은 청결도와 미세 구조 균질성을 더욱 향상시키기 위해 바람직하게 보호 분위기 하에서 전기 슬래그 재용융(Electro Slag Remelting, ESR)을 수행한다.
강재는 사용되기 전에 경화된다. 오스테나이트화는 850 내지 950 ℃, 바람직하게 880 - 920 ℃ 범위의 오스테나이트화 온도(TA)에서 수행될 수 있다. 일반적인 TA는 900 ℃이고 유지 시간은 30 분이며 서서히 냉각된다. 냉각 속도는 강재가 800 ℃ 내지 500 ℃의 온도 범위(t_800/500)에 노출되는 시간으로 정의된다. 이러한 간격(t_800/500)에서의 냉각 시간은 일반적으로 4000 - 20000 초의 간격에 놓이는데, 이는 소량의 잔류 오스테나이트 및 마르텐사이트를 갖는 바람직한 베이나이트 미세 구조를 얻기 위해서 이다. 이는 보통 38 - 42 HRC의 경도 및/또는 360 - 400 HBW(_10/3000)의 브리넬 경도로 나타날 것이다. 브리넬 경도(HBW_10/3000)는 10 mm 직경의 텅스텐 탄화물 볼과 3000 kgf(29400 N)의 하중으로 측정된다.
강재가 100 mm 이상의 두께를 갖는 경우, ASTM ElO-01에 따라 측정된 두께 방향에서의 평균 브리넬 경도 값으로부터의 최대 편차는 10% 미만, 바람직하게 5% 미만이고, 여기서 시편의 가장자리 또는 다른 압입부의 가장자리로부터의 압입부의 중심의 거리는 압입부 직경의 2.5배 이상이어야 하고, 최대는 압입부 직경의 4배 이하여야 한다.
본 발명의 강재는 균일한 경도를 가지며, 이는 100 ㎜ 이상의 두께를 갖는 모든 유형의 잉곳에 형성될 수 있는 메소-편석(meso-segregation)을 감소시키기 위해 조성이 최적화되었기 때문이다. 메소-편석은 일반적으로 A-형 편석, V-형 편석 및 채널형 편석으로 불리며, 적어도 100 mm 두께를 갖는 모든 잉곳에서 형성될 수 있다. 편석 영역은 10 mm 정도의 긴 형상 및 일정하지 않은 두께를 갖는다. 메소-편석의 양은 잉곳의 크기가 증가하고 Mo(10.2 g/cm³) 및 W(19.3 g/cm³)와 같은 무거운 합금 원소의 양이 증가함에 따라 증가한다. 이러한 편석의 크기는 균질화를 어렵게 만들고, 단조 및/또는 열간 압연 제품에서 선상 구조(banded structure)를 형성한다. 미세 구조에서의 밴딩(banding)의 크기는 감소 정도에 따라 달라진다. 높은 수준의 감소는 밴딩의 폭을 더 작게 한다.
실시예
이러한 실시예에서, 하기 조성을 갖는 강재는 EAF-용융, 레이들 정제 및 진공 탈기(VD)에 이어서 보호성 대기(protective atmosphere)하에 ESR 재용용에 의해 제조되었다(중량%로):
C 0.10
Si 0.27
Mn 2.42
Cr 3.00
Ni 0.99
Mo 0.29
V 0.03
Al 0.017
P 0.014
s 0.001
잔부 철 및 불순물.
강재는 잉곳으로 주조되고 1013 x 346 mm의 단면 크기를 갖는 블록을 제조하기 위해 열간 가공이 수행되었다.
강재는 900 ℃에서 30 분 동안 오스테나이트화되고, 서냉에 의해 경화되었다. 냉각을 위한 시간(t_800/500)은 약 8360초 였다. 이는 평균 경도(365 HBW_10/3OO)로 나타난다. 두께 방향에서의 평균 브리넬 경도 값으로부터의 최대 편차는 ASTM ElO-01에 따라 측정시 4% 미만인 것으로 밝혀졌으며, 여기서 시편의 가장자리 또는 다른 압입부의 가장자리로부터의 압입부의 중심의 최소 거리는 압입부 직경의 3배 였다. LT 방향에서의 평균 충격 에너지는 SS-EN IS0148-1/ASTM E23에 따라 표준 샤르피 -V(Charpy-V) 테스트를 사용하여 측정되었다. 6개 샘플의 평균값은 32J이었다. 잔류 오스테나이트의 양은 약 7 부피%로 예상되었다.
강재의 청결도는 ASTM E45-97, 방법 A에 따라 마이크로-슬래그에 대한 조사되었다. 결과는 표 3에 나타낸다.

A	A	B	B	C	C	D	D
T	H	T	H	T	H	T	H
0	0	1.0	0.5	0	0	1.0	0.5

표 1. 청결도 측정 결과.
이러한 실시예는 보호성 분위기 하에서 ESR 장치에서 재-용융됨으로써 높고 균일한 경도, 높은 인성 및 고순도를 갖는 대형 강재 블록이 제조될 수 있음을 입증한다.
산업상 이용 가능성
본 발명의 강재는 높은 인성 및 균일한 경도를 요구하는 대형 공구 홀더에 특히 유용하다.

Claims

공구 홀더용 강재로서,
상기 강재는 중량%로
C 0.07 - 0.13,
Si 0.10 - 0.4,
Mn 2.1 - 2.8,
Cr 2.6 - 3.6,
Ni 0.5 - 2.0,
Mo 0.1 - 0.7,
Al 0.001 - 0.06,
S≤0.003,
선택적으로
N 0.006 - 0.06.
V 0.01 - 0.2,
Co≤8,
W≤1,
Nb≤0.03,
Ti≤0.03,
Zr≤0.03,
Ta≤0.03,
B≤0.01,
Ca≤0.01,
Mg≤0.01,
REM≤0.2,
Fe 및 불순물의 잔부로 구성되고,
상기 강재는 최대 20 부피%의 잔류 오스테나이트 및 최대 20 부피%의 마르텐사이트를 포함하는 베이나이트 미세 구조를 갖고,
상기 강재는 ASTM E45-97, 방법 A에 따라 마이크로-슬래그에 대해 하기 최대 요건을 충족하는 청결도를 갖는 것:

을 특징으로 하는, 공구 홀더용 강재.
제1항에 있어서, 상기 강재는:
C 0.08 - 0.12,
Si 0.10 - 0.4,
Mn 2.1 - 2.8,
Cr 2.6 - 3.6,
Ni 0.5 - 1.2,
Mo 0.15 - 0.55,
Al 0.001 - 0.035,
선택적으로
N 0.006 - 0.03,
V 0.01 - 0.08,
Cu≤1,
Co≤1,
W≤0.1,
Nb≤0.03,
Ti≤0.03,
Zr≤0.03,
Ta≤0.03,
B≤0.001,
Ca≤0.001,
Mg≤0.01,
REM≤0.1,
H≤0.0005, 및
2 - 20 부피%의 잔류 오스테나이트
를 충족하는, 공구 홀더용 강재.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 강재는:
C 0.08 - 0.11,
Si 0.15 - 0.35,
Mn 2.2 - 2.8,
Cr 2.5 - 3.5,
Ni 0.85 - 1.15,
Mo 0.20 - 0.45,
선택적으로
N 0.01 - 0.03,
V 0.01 - 0.06,
Co≤0.3,
Nb≤0.01,
Ti≤0.01,
Zr≤0.01,
Ta≤0.01,
REM≤0.05,
H≤0.0003 및
5 - 10 부피%의 잔류 오스테나이트
중 적어도 하나를 충족하는, 공구 홀더용 강재.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 강재는,
C 0.08 - 0.11,
Si 0.1 - 0.4,
Mn 2.2 - 2.8,
Cr 2.6 - 3.5,
Ni 0.7 - 1.2,
Mo 0.15 - 0.45.
를 포함하는, 공구 홀더용 강재.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 잔류 오스테나이트의 양이 4 - 15 부피% 및 상기 마르텐사이트의 양이 2 - 16 부피% 중 하나 이상을 충족하는,
공구 홀더용 강재.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 잔류 오스테나이트의 양이 4 - 12 부피% 및 상기 마르텐사이트의 양이 4 - 12 부피% 중 하나 이상을 충족하는,
공구 홀더용 강재.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 잔류 오스테나이트의 양이 5 - 9 부피% 및 상기 마르텐사이트의 양이 5 - 10 부피% 중 하나 이상을 충족하는,
공구 홀더용 강재.
제1항 또는 제2항에 있어서,
경도가 38 - 42 HRC 및/또는 360 - 400 HBW_10/3000인,
공구 홀더용 강재.
제1항 또는 제2항에 있어서,
360 - 400 HBW_10/3000 범위의 평균 경도를 가지며, 상기 강재는 100 mm 이상의 두께를 가지며, ASTM E10-01에 따라 측정된 상기 두께 방향에서의 평균 브리넬 경도 값으로부터의 최대 편차가 10% 미만이고,
시편의 가장자리 또는 다른 압입부의 가장자리로부터의 압입부 중심의 최소 거리가 압입부 직경의 2.5배 이상이어야 하고 최대 거리는 상기 압입부 직경의 4배 이하여야 하는,
공구 홀더용 강재.
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