KR20030051904A - 강합금, 플라스틱 몰딩 장비용 홀더 및 홀더 디테일스, 및홀더 및 홀더 디테일스용 인성 경화된 블랭크 - Google Patents

강합금, 플라스틱 몰딩 장비용 홀더 및 홀더 디테일스, 및홀더 및 홀더 디테일스용 인성 경화된 블랭크 Download PDF

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Abstract

플라스틱 몰딩 장비용 홀더 및 홀더 디테일스로 적절한 강합금은 중량%로 0.06-0.15C, 0.07-0.22N(여기서 C + N의 총함량은 조건 0.16 ≤C + N ≤0.26을 만족시켜야 함), 0.1-1.0Si, 0.1-2.0Mn, 12.5-14.5Cr, 0.8-2.5Ni, 0.1-1.5Mo, 선택적으로 최대 0.7 이하의 V, 상기 강의 기계가공성을 개선하기 위해, 선택적으로 최대 0.25S, 최대 0.01(100ppm)Ca, 최대 0.01(100ppm)O 원소 중 하나 이상의 원소, 나머지의 철 및 불가피한 불순물을 함유한다.

Description

강합금, 플라스틱 몰딩 장비용 홀더 및 홀더 디테일스, 및 홀더 및 홀더 디테일스용 인성 경화된 블랭크 {STEEL ALLOY, HOLDERS AND HOLDER DETAILS FOR PLASTIC MOULDING TOOLS, AND TOUGH HARDENED BLANKS FOR HOLDERS AND HOLDER DETAILS}
플라스틱 몰딩 장비용 홀더 및 홀더 디테일스는 장비 세트에서 플라스틱 몰딩 장비에 대한 클램핑 및/또는 프레이밍 부품으로서 이용되며, 상기 장비에서 플라스틱 제품은 소정의 몰딩 방법을 통해 제조되어야 한다. 고안가능한 홀더 디테일스 중에 실제적인 몰딩 장비를 수용하고 유지할 수 있는 큰 리세스를 갖는 큰 블록 뿐만 아니라 볼스터(bolster) 플레이트 및 다른 구성 부품이 언급될 수 있다. 상기 홀더 및 홀더 디테일스는 마르텐사이트 스테인레스 강을 포함하는 많은 상이한 강합금으로 제조된다. 등록 상표명 RAMAX S 하에서 본 출원인에 의해 제조되고 판매되는 강은 중량%로 다음의 표준 조성, 즉 0.33C, 0.35Si, 1.35Mn, 16.6Cr,0.55Ni, 0.12N, 0.12S, 나머지의 철 및 강의 제조에서 발생되는 불순물을 함유한다. 비교가능한 가장 표준화된 강은 AISI420F이다. 이러한 형태의 강은 적절한 내부식성을 갖지만, 요구되는 균질 마르텐사이트 미세조직을 갖지 않고, 보유되고, 뜨임되지 않은 마르텐사이트로 인한 하드 스폿과 페라이트를 함유하며, 이들은 교대로 강의 소정 편석 경향에 의해 설명될 수 있다. 그러므로 홀더 강이 관련되는 한 개선 사항이 요구된다. 조성이 소정 수정된 동일한 강이 실제적인 몰딩 장비용으로 유용할 것이 요구된다.
본 발명은 강합금에 관한 것이며 보다 구체적으로 플라스틱 몰딩 장비용 홀더 및 홀더 디테일스의 제조를 위한 강합금에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 강합금으로 제조된 홀더 및 홀더 디테일스 뿐만 아니라 이러한 홀더 및 홀더 디테일스의 제조를 위해 강합금으로 제조된 블랭크에 관한 것이다.
다음의 실시예와 달성된 결과의 설명에서, 첨부 도면이 참조된다.
도 1은 본 발명에 따른 강으로 제조될 수 있는 일반적인 설계의 홀더 블록이며,
도 2a는 30분의 유지 시간에서의 오스테나이트 처리 온도 대 경화 후 뜨임 전의 소위 Q-잉곳(50kg 실험용 용융물) 형태로 제조된 제 1 세트의 강의 경도를 도시하는 챠트이며,
도 2b는 Q-잉곳으로 제조된 또다른 수의 시험용 강에 대한 대응 그래프를 도시하며,
도 3a는 1030℃로부터 경화된 제 1 세트에서 이들 강에 대한 뜨임 곡선을 도시하며,
도 3b는 확대된 크기로 도 3a의 뜨임 곡선의 500-550℃ 범위의 뜨임 온도를 도시하며,
도 3c는 경도 대 오스테나이트 처리온도가 도 2b에 도시된 또다른 시험 강에대해 500-550℃ 범위의 뜨임 온도 내의 뜨임 곡선을 도시하며,
도 4는 전술된 것처럼 시험된 강에 대한 경화능 곡선을 도시하는 챠트이며,
도 5는 전술한 강의 충격 인성 시험으로부터의 결과를 도시하는 바아 챠트이며, 그리고
도 6a 및 도 6b는 부식성 시험 표본이 오스테나이트 처리온도로부터 상이한 두 냉각 속도로 진공 노 내에서 서냉되고 그 후 약 40HRC로 고온 뜨임될 때 측정된 임계 전류 밀도, Icr을 도시하는 바아 챠트이다.
본 발명의 목적은 경화 및 뜨임 후에 훨씬 높은 농도를 갖는 재료 내에 기본적으로 페라이트 및/또는 스폿 없이 전술한 강 보다 균일한 조직을 갖는 강을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명은 또한 다음의 효과들을 달성하고자 한다.
- 양호한 기계가공성;
- 적절한 내부식성,
- 적절한 경화능(강이 적어도 300mm 이하, 소정의 경우에 400mm 이하의 두께를 갖는 플레이트로 제조된 홀더 블록을 제조하는데 이용될 수 있어야 함을 고려할 때),
- 적절한 연성/인성,
- 인성 경화된(tough-hardened) 조건에서 30-42 HRC, 바람직하게 38-40HRC의 경도,
- 적어도 바람직한 실시예에 따라, 연마성이 관련되는 한 매우 필요한 장비 몰딩용으로 이용될 수 있도록 양호한 연마성.
상기 목적들은 강이 첨부된 청구범위에 기술된 화학 조성을 갖는다면 달성될 수 있다.
개개 원소 및 강 내에서 개개 원소들의 상호 작용이 관련되는 한, 다음 사항이 청구범위의 보호 범위를 어느 특정 이론에 결합시킴 없이 고려될 수도 있다.
탄소 및 질소는 강의 경도 및 연성에 매우 중요한 원소들이다. 탄소는 또한 경화능을 향상시키는 중요한 원소이다. 그러나, 탄소는 탄화크롬(M7C3-탄화물)의 형태로 크롬과 결합하여 강의 내부식성을 손상시킨다. 그러므로 강은 최대 0.15% 탄소, 바람직하게 최대 0.13% 탄소(본원에서는 다르게 표시되지 않는 이상 항상 중량%로 표시됨)를 함유할 수도 있다. 그러나, 탄소는 또한 뜨임된 마르텐사이트의 경도에 기여하기 위해 뜨임된 마르텐사이트 내에 용해된 원소로서 질소와 함께 존재하는 것과 같은 소정의 유리한 효과를 갖고, 또한 오스테나이트 안정화제로서 작용하여 조직 내의 페라이트를 중화시킨다. 그러므로 강 내의 탄소의 최소 함량은 0.06%, 바람직하게 0.07% 이상이어야 한다.
질소는 응고 중에 보다 큰 탄화물 응집물이 방지되거나 감소되도록 합금계 내에서 응고 조건에 영향을 줌으로써 탄화물 및 탄화질화물의 보다 균일하고, 보다 균질한 분포를 제공하는데 기여한다. M23C6-탄화물의 비율 또한 M(C,N), 즉 연성/인성에 유리한 효과를 갖는 바나듐-탄화질화물에 의해 감소된다. 요약하면, 질소는보다 작은 탄화물 및 질화물을 수반하는 보다 바람직한 응고 공정을 제공하는데 기여하며, 상기 탄화물 및 질화물은 가공 중에 양호하게 분산된 상으로 분쇄될 수 있다. 이러한 이유들로 인해 질소는 적어도 0.07%, 바람직하게 0.08% 이상, 0.22% 이하, 바람직하게 최대 0.15%의 함량으로 존재해야 하며, 동시에 탄소와 질소의 총함량은 조건 0.16 ≤C + N ≤0.26을 만족시켜야 한다. 바람직하게, C + N은 0.17% 이상 적절하게 최대 0.23%이어야 한다. 표준적으로, 강은 0.20-0.22(C + N)을 함유한다. 경화 및 뜨임된 강에서, 질소는 실질적으로 마르텐사이트 내에서 질소-마르텐사이트 고용체의 형태로 존재하여 소정의 경도에 기여한다.
요약하면, 질소의 함량이 관련되는 한, 질소가 강 매트릭스의 소위 PRE-값을 증가시킴으로써 소정의 내부식성에 기여하고, 마르텐사이트의 경도에 기여하는 뜨임된 마르텐사이트 내에 용해된 원소로서 존재하고, 탄소와 함께 소정의 정도로 탄화질화물, M(C,N)을 형성하지만, 탄소 + 질소의 함량을 최대로 하는 상기 최대 함량을 초과하지 않도록 상기 최소 함량 내에 존재해야 함이 언급될 수 있고, 여기서 탄소는 경도 기여에 있어서 가장 중요한 원소이다.
실리콘은 강의 탄소 활성도를 증가시켜 보다 많은 1차 탄화물의 석출 경향을 증가시킨다. 이로 인해 강은 낮은 함량의 실리콘을 갖는다. 또한, 실리콘은 페라이트 안정화 원소인데, 이는 실리콘의 단점이다. 강은 또한 크롬 및 몰리브덴에 의해 소정의 효과를 제공하기에 충분한 양의 페라이트 안정화제 원소인 크롬과 몰리브덴을 함유하고, 동시에 미지의 응용분야에서 강에 일반적으로 함유되는 함량보다 적은 함량의 탄소를 함유하기 때문에, 실리콘의 함량은 강의 매트릭스 내에 페라이트를 함유하지 않도록 제한되어야 한다. 그러므로 강은 1% 이상의 Si, 바람직하게 최대 0.7% Si, 적절하게 최대 0.5% Si 이상을 함유해서는 않되며, 가장 바람직하게는 그보다 더 낮은 함량의 Si를 함유한다. 일반적으로 페라이트 안정화제 원소가 강 내의 페라이트 형성을 피하기 위해 오스테나이트 안정화제 원소에 적용되어야 하는 원칙이 적용되어야 한다. 그러나, 실리콘은 탈산 처리로부터의 잔류물로서 존재하며, 최적의 실리콘 함량은 0.05-0.5% 범위, 일반적으로 0.1-0.4% 범위, 그리고 표준적으로 약 0.2-0.3% 범위 내에 존재한다.
망간은 오스테나이트화와 경화능을 촉진시키는 원소이며, 이는 망간의 가장 바람직한 효과이며, 망간은 또한 강 내에서 무해한 황화망간을 형성함으로써 황 정련용으로 이용될 수 있다. 그러므로 망간은 최소 0.1%, 바람직하게 적어도 0.3% 함량으로 존재해야 한다. 그러나, 망간은 뜨임 취성을 야기할 수 있는 인과 함께 편석 경향을 갖는다. 그러므로 망간의 함량은 2%, 바람직하게 최대 1.5%, 적절하게 최대 1.3%를 초과해서는 않된다.
크롬은 강의 주요 합금 원소이고 기본적으로 강의 스테인레스 특성을 제공하며, 이는 강이 녹(rust)에 덜 내부식성이 되게 하는 습한 분위기에서 종종 사용되는 플라스틱 몰딩 장비용 홀더 및 홀더 디테일스 뿐만 아니라 플라스틱 몰딩 장비 자체의 중요한 특성이다.
크롬은 또한 강의 가장 중요한 경화능 촉진 원소이다. 그러나, 강은 상대적으로 낮은 함량의 탄소를 갖기 때문에, 실질적인 양의 크롬은 탄화물 형태로 되지 않으며, 강은 12.5% 이하의 크롬 함량을 가질 수 있고 그럼에도 불구하고 소정의내부식성을 갖는다. 그러나 바람직하게 강은 적어도 13.0%의 크롬을 함유한다. 크롬 함량의 상한은 우선 크롬의 페라이트 형성 경화에 의해 결정된다. 그러므로 강은 최대 14.5% Cr, 바람직하게 최대 14.0% Cr 이상을 함유해서는 않된다. 표준적으로, 강은 13.1-13.7% Cr을 함유해야 한다.
니켈은 강에 매우 높은 경화능을 제공하기 위해 강 내에 최소 0.8%, 바람직하게 적어도 1.0% 존재해야 한다. 그러나 비용적인 이유로 인해, 그 함량은 최대 2.5%, 바람직하게 최대 2.0%로 제한되어야 한다. 표준적으로, 강은 1.4-1.8% 또는 1.6%의 Ni을 함유한다.
선택적으로, 본 발명의 강은 또한 뜨임 작업과 관련하여 2차 탄화물의 석출을 통한 2차 경화를 야기하기 위해 활성 함량의 바나듐을 함유할 수도 있으며, 여기서 내뜨임성이 증가된다. 바나듐은 존재할 때 또한 MC-탄화물의 석출을 통해 입계 성장 억제제로서 작용한다. 그러나, 바나듐의 함량이 너무 높으면, 강의 응고 중에 큰 1차 MC-탄화질화물이 형성되고, 또한 이는 강이 ESR 용해법을 거치면 발생하는데, 이들 1차 탄화물은 경화 공정 중에 용해되지 않을 것이다. 소정의 2차 경화를 달성하고 입계 성장 방지에 바람직한 기여를 제공하지만, 동시에 강 내에 큰 불용성 1차 탄화물의 형성을 방지하기 위해, 바나듐의 선택적인 함량은 0.07-0.7% 범위로 존재해야 한다. 적절한 바나듐의 함량은 0.10-0.30%, 표준적으로 약 0.2%이다.
바람직하게, 강은 또한 경화능 촉진 효과를 제공하기 위해 예를 들어 적어도 0.1%의 활성 함량의 몰리브덴을 함유한다. 적어도 1.0% 이하의 몰리브덴은 내부식성을 촉진시키지만 그 함량이 높으면 그에 따른 효과를 가질 수도 있다. 뜨임시, 몰리브덴은 또한 강의 내뜨임성을 증가시키는데 기여하는데, 이는 바람직하다. 다른 한편으론, 너무 많은 함량의 몰리브덴은 결정 입계 탄화물 및 편석의 석출 경향을 야기시킴으로써 바람직하지 않은 탄화물 조직을 야기할 수도 있다. 게다가, 몰리브덴은 바람직하지 않은 페라이트 안정화제이다. 그러므로 강은 몰리브덴의 장점을 취하는 동시에 바람직하지 않은 특성을 피하기 위해 균형된 함량의 몰리브덴을 함유해야 한다. 바람직하게, 몰리브덴의 함량은 1.7%를 초과해서는 않된다. 최적의 몰리브덴 함량은 0.1-0.9% 범위, 바람직하게 0.4-0.6% 범위 내일 수도 있다.
일반적으로, 강은 불순물 수준을 초과하는 양의 텅스텐을 함유하지 않지만 1%까지는 허용 가능할 수도 있다.
본 발명의 강은 인성 경화된 상태에서 운반될 수 있어야 하며, 이로 인해 가공 작업을 통해 큰 크기의 홀더 및 몰드 장비를 제조할 수 있다. 경화 공정은 850-1000℃, 바람직하게 900-975℃, 또는 약 950℃에서 오스테나이트화를 통해 수행된 후, 유냉, 또는 고분자 배스 내에서 냉각, 진공 노 내의 가스에 의한 냉각, 공냉을 거친다. 가공 작업에 적절한 30-42 HRC, 바람직하게 38-41 또는 약 40 HRC의 경도를 갖는 인성 경화된 재료를 달성하기 위한 고온 뜨임은 510-650℃, 바람직하게 520-540℃ 범위의 온도에서 적어도 한 시간 동안 수행되고, 바람직하게 이중 뜨임을 통해 두 시간 동안 두 번 수행된다. 대안으로서, 강은 38-42 또는 약 40HRC의 경도를 얻기 위해 200-275℃, 예를 들어 약 250℃에서 저온 뜨임될 수도있다.
바람직한 실시예에 따라, 강은 또한 인성 경화된 상태에서 강의 기계가공성을 개선하기 위해, 칼슘 및 산소와 조합하여 활성 함량의 황을 함유할 수도 있다. 기계가공성 개선에 의해 최상의 효과를 얻기 위해, 강은 각각, 의도적으로 첨가된 양의 칼슘 및 산소를 함유하지 않으면 적어도 0.07% S을 함유해야 하며, 활성 함량의 칼슘 및 산소를 함유하면 적어도 0.035%를 함유해야 한다. 강이 의도적으로 황 함량과 합금화될 때, 강의 최대 황 함량은 0.25%이다. 이 경우 적절한 황 함량은 0.12%일 수도 있다. 그러나 또한 강의 비침황 변형물이 고안될 수 있다.
이 경우 강은 불순물 수준 이상의 황을 함유하지 않고, 강은 소저의 활성 함량의 칼슘 및/또는 산소를 함유하지 않는다.
그러므로 강이 3-100 중량-ppm Ca, 바람직하게 5-75 ppm Ca, 적절하게 최대 40 ppm Ca과, 10-100 ppm O와 조합하여 0.035-0.25% S를 함유하며, 여기서 황화칼슘을 형성하도록 존재하는 황화물을 구상화하기 위해 실리콘-칼슘, CaSi으로 제공될 수도 있는 상기 칼슘은 황화물이 연성에 손상을 줄 수도 있는 바람직하지 않은 긴 형상을 갖는 것을 방지한다.
본 발명의 강은 본 발명에 따른 화학 조성을 갖는 금속 용융물을 일반적인 방식으로 제조하고, 상기 용융물을 커다란 잉곳으로 주조하거나 상기 용융물을 연속 주조함으로써 생산 스케일(production scale)로 통상적으로 제조될 수 있다. 용융 금속의 전극을 주조하고 그 후 ESR(Electro-Slag-Remelting)을 통해 전극을 재용융할 수 있다. 분말을 제조하기 위해 용융물의 가스-오토마이제이션(gas-atomization)을 통해 분말 야금학적으로 잉곳을 제조할 수 있고, 그 후 열간 등압 성형, 소위 HIP를 포함하는 기술을 통해 압축되며, 또는 대안으로서 분무 성형(sprayforming)을 통해 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 강의 또다른 특징, 측면 및 특성과, 홀더 및 몰딩 장비를 제조하기 위한 그 용도는 수행된 실시예와 그 결과의 상세한 설명을 통해 상세히 설명될 것이다.
실험실에서 제조된 강의 조사
도 1은 본 발명에 따른 강으로 제조될 수 있는 일반적인 설계의 홀더 블록(1)을 도시한다. 블록(1)에는 몰드 장비, 일반적으로 플라스틱 몰딩 장비를 수용하는 공동(2)이 있다. 블록(1)은 상당한 크기를 갖고 공동(2)은 크고 깊다. 그러므로, 본 발명에 따른 재료에 많은 상이한 요구사항, 즉 블록의 상당한 두께를 고려할 때 적절한 경화능, 및 밀 커터(mill cutter)와 보러(borer)와 같은 커팅 장비에 의해 가공될 수 있는 성능이 필요하다.
재료
표 Ⅰ에 따른 조성을 갖는 17개의 Q-잉곳(50kg 실험용 용융물)은 4가지 라운드로 제조되었다. 제 1 라운드(Q9043-Q9080)에서, 잉곳은 넓은 범위의 화학 조성을 갖도록 제조되었으며, 예를 들어 상당히 높은 함량의 질소를 갖는 변형물이 시험되었다. 가장 흥미로운 특성을 갖는 합금이 Q9068, 즉 약 0.10%의 중간 범위의 탄소 함량과 적절한 질소 함량을 갖는 합금임을 알았다.
제 2 라운드(Q9129-Q9132)에서 Q9068에 의해 얻어진 특징을 최적화하려고 시도했다. 탄소 함량은 약간 변하고, 바나듐이 보다 미세한 결정 입계를 얻기 위해 첨가되었고, 니켈 함량이 낮아졌다.
제 3 라운드(Q9129-Q9139)에서 증가된 함량의 황을 갖는 변형물이 시험되었다.
제 4 라운드에서 단지 두 개의 강, Q9153 및 Q9154가 탄소와 질소 사이의 관계를 평가하기 위해 시험되었다.
강 Q9043 및 Q9063은 기준 재료이다. Q9043은 SIS2314 및 AISI420에 따른 조성을 갖고, Q9063은 W.Nr. 1.2316에 대응한다.
Q-잉곳은 60 ×40mm 크기의 막대 형태로 단조되었고, 상기 막대는 버미쿨라이트(vermiculite)에서 냉각되었다.
열처리 후의 경도
경도 대 오스테나이트 처리온도가 도 2a 및 도 2b에 도시된다. 상기 도면의 챠트로부터 Q9043, Q9063, Q9103, Q9104 및 Q9135에 있어서 처럼, 보다 많은 함량의 탄소를 갖는 소정의 강에 대해 오스테나이트 처리온도를 증가시키면 경도가 증가함을 알 수 있다. 1030℃는 이들 경우에 적절한 오스테나이트 처리온도이다. 다른 강에 있어서, 경도는 오스테나이트 처리온도를 증가시킴에 따라 감소하거나 일정하게 유지된다. 이러한 경우에는 오스테나이트 처리온도로서 950℃를 선택하는 것이 보다 적절할 수도 있다.
1030℃로부터 경화된 이들 강들의 뜨임 후에 경도는 도 3a 및 도 3b에 도시되며, 950℃로부터 경화된 Q-잉곳 9129-9154의 강들에 대한 모든 뜨임 곡선은 도 3c의 다이아그램에 도시된다. 뜨임 곡선으로부터 모든 강들이 520-600℃의 온도 범위에서 뜨임을 통해 감소되어 40HRC로 뜨임될 수 있다는 결론을 추론할 수 있다.
인성 경화 후 강의 적절한 경도는 약 40HRC이다. 아래의 표 Ⅱ에서, 상이한 강들에 상기 경도를 제공하는 열처리가 기술된다.
*t8/5=1964s
**t8/5=1885s(t8/5는 800℃로부터 500℃로 표본을 냉각시키는 시간에 대응함)
경화능
표본이 표 Ⅱ에 주어진 오스테나이트 처리온드로부터 경화되고 상이한 속도로 냉각된 후의 경도가 도 4의 경화능 곡선에 도시된다.
충격 인성 시험
노치 없는 시험 시편의 충격 인성 시험이, 각각의 강의 4개 내지 6개의 시험 막대에 대한 평균값으로서, 상온에서 수행되었다. 상이한 강에 대해 이용된 열처리 및 냉각 속도가 표 Ⅲ에 주어진다. 그 결과는 도 5의 바아 챠트에 도시된다. 이 챠트로부터 Q9067, 9068, 9069, 9129, 9131, 9132 및 Q9153과 같은 소정의 변형물은 매우 높은 연성, 즉 350J 이상을 갖고 시험 막대는 파괴되지 않았지만, 예를 들어 강 Q9154를 포함하는 소정의 다른 강은 180-200J 정도에 있는 기준 강, Q9063 및 Q9043 보다 상당히 양호한 연성을 갖는다는 것을 알 수 있다.
부식성 시험
강의 내부식성을 평가하기 위해, 분극 곡선이 임계 전류 밀도, Icr와 관련하여 표 Ⅳ에 주어진 강에 대한 제 1 시험 라운드에서 분극 곡선이 형성되었다. 이러한 측정 방법이 관련되는 한, Icr이 작으면 작을수록, 내부식성이 양호하다는 원칙이 적용된다. 두 개의 시험 시리즈에 대해 조사가 수행되었고, 이들 시험 시편은 상이한 냉각 속도를 거쳤다. 제 1 시리즈의 열처리가 표 Ⅳ에 주어진다.
상기 제 1 시험 라운드로부터의 결과는 도 6a의 바아 챠트로부터 알 수 있다. 상기 바아 챠트로부터 5개의 강, 즉 Q9068, Q9070, Q9129, Q9132 및 Q9153이 기준 재료, Q9063 보다 양호한 내부식성을 갖는다는 것을 알 수 있다.
t8/5에 대해 보다 느린 냉각 속도가 제 2 시험 라운드에 이용되었으며, 표 Ⅴ 및 도 6b를 참조한다.
도 6b로부터 표본 Q9063에 대해 Q9129, Q9153 및 Q9154의 내부식성이 가장 양호함을 알 수 있다.
결론
본 발명의 도입부에서, 본 발명의 많은 목적이 기재되었다. 양호한 기계가공성 외에, 강은 양호한 연성, 양호한 내부식성, 및 양호한 경화능을 가져야 한다. 강이 양호한 기계가공성 외에 Q9063 보다 양호한 연성, 내부식성 및 경화능을 가져야 한다는 목적이 기술될 수 있다. 강 Q9154가 다소 높은 질소 함량과 다소 낮은 탄소 함량을 갖지만, 4개의 강, 즉 유사한 조성을 갖는 Q9068, Q9129, Q9153 및 Q9154는 이러한 기준을 만족시킨다. 이들 실험을 기초로, 최적의 조성이 0.10C, 0.075N, 0.16Si, 1.1Mn, 13.1Cr, 0.13V, 1.8Ni, 0.5Mo, 나머지의 Fe 및 불가피한 불순물임을 가정할 수 있다. 대안으로는 0.06C 및 0.14Ni을 함유하지만 나머지 조성은 다음과 같은 강이 있을 수 있다. 적절하게 고안 가능한 표준 조성을 갖는 다른 대안으로는 0.12C, 0.20Si, 1.30Mn, 0.10S, 13.4Cr, 1.60Ni, 0.50Mo, 0.20V, 0.10N, 나머지의 철 및 불가피한 불순물, 및/또는 0.14C, 0.18Si, 1.30Mn, 0.10S, 13.5Cr, 1.67Ni, 0.50Mo, 0.22V, 0.10N, 나머지의 철 및 불가피한 불순물을 함유하는 강이 있을 수 있다.
생산 스케일에서 강의 제조
35톤의 금속 용융물이 전기 아크로에서 제조되었다. 태핑(tapping) 전에, 용융물은 다음의 화학 조성, 즉 0.15C, 0.18Si, 0.020P, 0.08S, 13.60Cr, 1.60Ni, 0.48Mo, 0.20V, 0.083N, 나머지의 Fe 및 불가피한 불순물을 함유한다. 용융물 중에 잉곳이 제조되며, 이는 다양한 치수의 평평한 막대 형태로 단조되었다. 단조 공정은 어떠한 문제도 야기하지 않는다. 단조된 막대는 950℃에서의 오스테나이트 처리, 2h의 유지 시간, 공기중에서 급랭 및 2 ×2h, 540℃에서의 뜨임을 통해 약 380HB의 경도로 인성 경화되었다. 이렇게 인성 경화된 막대는 최종 치수로 기계가공되었다.

Claims (21)

  1. 강합금으로서,
    중량%로,
    0.06-0.15C,
    0.16 ≤C +N ≤0.26,
    0.1-1.0Si,
    0.1-2.0Mn,
    12.5-14.5Cr,
    0.8-2.5Ni,
    0.1-1.5Mo,
    선택적으로 최대 0.7 이하의 V,
    상기 강의 기계가공성을 개선하기 위해, 선택적으로 최대 0.25S, 최대 0.01(100ppm)Ca, 최대 0.01(100ppm)O 원소 중 하나 이상의 원소,
    나머지의 철 및 불가피한 불순물을 함유하는 것을 특징으로 하는 강합금.
  2. 제 1 항에 있어서,
    0.07-0.13C를 함유하는 것을 특징으로 하는 강합금.
  3. 제 1 항에 있어서,
    0.08-0.15N를 함유하는 것을 특징으로 하는 강합금.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    C + N의 총함량이 조건 0.17 ＜ C + N ＜ 0.23을 만족시켜야 하는 것을 특징으로 하는 강합금.
  5. 제 1 항에 있어서,
    0.1-0.7Si, 바람직하게 최대 0.5Si을 함유하는 것을 특징으로 하는 강합금.
  6. 제 5 항에 있어서,
    0.1-0.4Si을 함유하는 것을 특징으로 하는 강합금.
  7. 제 1 항에 있어서,
    최대 1.5Mn, 바람직하게 최대 1.3Mn을 함유하는 것을 특징으로 하는 강합금.
  8. 제 1 항에 있어서,
    13.0-14.0Cr을 함유하는 것을 특징으로 하는 강합금.
  9. 제 8 항에 있어서,
    13.1-13.7Cr을 함유하는 것을 특징으로 하는 강합금.
  10. 제 1 항에 있어서,
    1.0-2.0Ni을 함유하는 것을 특징으로 하는 강합금.
  11. 제 10 항에 있어서,
    1.4-1.8Ni을 함유하는 것을 특징으로 하는 강합금.
  12. 제 1 항에 있어서,
    0.1-0.9Mo을 함유하는 것을 특징으로 하는 강합금.
  13. 제 12 항에 있어서,
    0.4-0.6Mo을 함유하는 것을 특징으로 하는 강합금.
  14. 제 1 항에 있어서,
    적어도 0.07V을 함유하는 것을 특징으로 하는 강합금.
  15. 제 14 항에 있어서,
    적어도 0.10V을 함유하는 것을 특징으로 하는 강합금.
  16. 제 15 항에 있어서,
    0.10-0.30V을 함유하는 것을 특징으로 하는 강합금.
  17. 제 1 항에 있어서,
    최대 0.15S을 함유하는 것을 특징으로 하는 강합금.
  18. 제 17 항에 있어서,
    0.08-0.12S을 함유하는 것을 특징으로 하는 강합금.
  19. 제 1 항에 있어서,
    S, Ca 또는 O를 불순물 수준 이하로 함유하는 것을 특징으로 하는 강합금.
  20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    0.06-0.13C,
    0.08-0.15N,
    0.1-0.4, 바람직하게 0.2-0.3Si,
    0.2-1.3Mn,
    12.5-13.6Cr,
    0.1-0.3V,
    0.2-0.8Mo,
    1.4-1.8Ni을 함유하는 것을 특징으로 하는 강합금.
  21. 플라스틱 몰딩 장비용 홀더 및 홀더 디테일스로서,
    제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 따른 강합금으로 구성되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 몰딩 장비용 홀더 및 홀더 디테일스.
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