KR20070017983A - Steel alloy for cutting details - Google Patents

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KR20070017983A
KR20070017983A KR1020067013963A KR20067013963A KR20070017983A KR 20070017983 A KR20070017983 A KR 20070017983A KR 1020067013963 A KR1020067013963 A KR 1020067013963A KR 20067013963 A KR20067013963 A KR 20067013963A KR 20070017983 A KR20070017983 A KR 20070017983A
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KR1020067013963A
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요나스 닐손
안드레아스 로스베리
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산드빅 인터렉츄얼 프로퍼티 에이비
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Abstract

본 발명은, 이하의 조성(중량 %)을 가지며 C 0.40~0.60, Si 0.1~1.0, Mn 0.3~1.0, Cr 12~15, Mo 2.5~4.0, Ni 0~1.0, Co 0~4.0, N 0.15~0.20, 잔부는 Fe 뿐만 아니라 통상적으로 발생하는 불순물로 구성되고, 심냉없이 56 HRC 를 초과하는 경도뿐만 아니라 PRE = % Cr + 3.3ㆍ% Mo + 16ㆍ% N 로 규정된 25 를 초과하는 PRE 를 얻는 강합금에 관한 것이다. 또한, 강합금은 최대 직경이 5㎛ 를 초과하지 않는 탄화물, 질화물 및/또는 탄질화물을 포함한다. 이 강합금은 놀랍게도 다수의 절삭 작업용 날재료로서 매우 적합하다고 밝혀졌다. The present invention has the following composition (wt%), C 0.40 to 0.60, Si 0.1 to 1.0, Mn 0.3 to 1.0, Cr 12 to 15, Mo 2.5 to 4.0, Ni 0 to 1.0, Co 0 to 4.0, N 0.15 -0.20, the balance is composed of not only Fe but also commonly occurring impurities, and it has a hardness exceeding 56 HRC without deep cooling, as well as PRE exceeding 25 defined as PRE =% Cr + 3.3 ·% Mo + 16 ·% N It's about the steel alloys you get. In addition, the steel alloy includes carbides, nitrides and / or carbonitrides whose maximum diameter does not exceed 5 μm. This steel alloy has surprisingly been found to be very suitable as a cutting material for many cutting operations.

Description

미세 절삭용 강합금{STEEL ALLOY FOR CUTTING DETAILS}Steel Alloys for Fine Cutting {STEEL ALLOY FOR CUTTING DETAILS}

본 발명은 다른 요건들 중에서도 내식성과 경도에 대한 요구가 큰 미세 절삭용 강합금에 관한 것이다. The present invention relates to a steel alloy for fine cutting, among other requirements, a great demand for corrosion resistance and hardness.

재료의 미세 부분은 포토 에칭으로 만들어질 수 있어야 하고, 이러한 요건들을 충족시키기 위해, 아래의 논의에 따라 물성들의 매우 특별한 결합이 요구된다. The fine part of the material must be able to be made by photo etching, and in order to meet these requirements, a very special combination of properties is required according to the discussion below.

처음 절삭 공구에 적합한 재료에 요구되는 것을 연구할 때는 경도가 매우 중요하다. 경도가 더 큰 재료가 소성 변형에 더 잘 견디는데, 이는 이것이 절삭날의 일반적인 침식 메커니즘이며, 이러한 재료들은 응력을 받을 때 쉽게 구부러지고 또는 편향될 수 있다. 또한, 경도가 더 큰 재료는 마모에 더 잘 견디고, 따라서 날이 더 오래 날카롭게 유지될 것이고, 또는 다른 말로, 더 나은 날 내구성을 갖는다. 경도가 더 큰 재료의 추가적인 이점은, 일반적으로 보이는 인성의 감소가 기계적인 연삭과 연마에 있어 개선된 버 브레이킹(burr breaking)을 제공하고, 따라서 날카로운 날이 얻어질 수 있다는 것이다. 날 내구성과 기계적 날세움의 가능성에 대한 요구를 갖는 날일 경우에 재료의 경도의 최소값은 56 HRC(록웰 C-스케일에서의 경도. 이는 1 kg 부하로 버커스 경도로 측정된 대략 615 HV 1 Kg 에 대응한다.)가 된다. Hardness is very important when first studying the requirements for materials suitable for cutting tools. Higher hardness materials are more resistant to plastic deformation, which is the general erosion mechanism of the cutting edge, and these materials can easily bend or deflect under stress. In addition, materials with higher hardness are more resistant to abrasion and therefore the blade will remain sharp longer, or in other words, have better blade durability. An additional advantage of harder materials is that the generally visible reduction in toughness provides improved burr breaking in mechanical grinding and polishing, so sharp edges can be obtained. For blades with demand for blade durability and the possibility of mechanical sharpening, the minimum value of the hardness of the material is 56 HRC (hardness at Rockwell C-scale. This is approximately 615 HV 1 Kg measured at Buckers hardness at 1 kg load). Corresponds to).

재료의 날 내구성에 더 강렬하게 영향을 미치는 요인은 재료의 경질 입자들( 탄화물, 질화물, 탄질화물, 이하 이들을 탄질화물이라고 함.)의 존재이다. 증가하는 탄질화물의 부피분율은 더 나은 날 내구성을 갖는 재료를 제공한다. 그러나, 기계 가공 또는 포토에칭에 의해 정말로 날카로운 날을 다시 만들 수 있는 가능성을 고려해야하는 제한점이 있다. 작은 날각(<30°)을 갖는 날의 기계적 가공에 있어서, 실험은, 직경이 10㎛ 보다 큰 탄질화물(슬래그와 함유물에도 적용됨)이 마멸과 날 손상, 날 고유의 날카로움의 급격한 퇴색을 야기한다는 것을 보여준다. 에칭에 의한 날의 제조에 있어서, 요구는 점점 커지고 있다. 얇은 재료의 복합 미세부분의 제조에 적합한 포토에칭에서 재료 표면부는 보호 필름에 의해 보호된다. 보호되지 않은 영역에서, 표면에 분사되는 에칭 매개물(예를 들어 HCl 과 FeCl 3 의 혼합물)은 화학 공정으로 만들어진다. 벌크체와 탄질화물의 상이한 전기화학적 물성에 의해, 에칭은 벌크체와 탄질화물 사이의 경계에서 가속될 것이다. 이것은 탄질화물이 재료의 외부에서 에칭되는 위험을 수반한다. 이 현상이 완성된 생산물에 부정적인 영향을 주지 않도록 하기 위해, 직경이 5㎛ 보다 큰 탄질화물이 재료 내에 없도록 해야 한다. 큰 탄질화물의 일반적인 원인은 예를 들어 바나듐과 같은 매우 강력한 탄소 전구체를 합금하기 때문인데, 따라서 이러한 유형의 합금 원소는 피하는 것이 바람직하다. 큰 탄질화물의 다른 원인은 재료를 주조하고 열가공할 때의 불충분한 공정 제어에 있다. 주조에서 형성된 모든 각진 주요 탄화물 위의 큰(Φ>10㎛) 탄질화물은 또한 재료를 광택이 나도록 연마하는 가능성을 제한한다. A factor that more strongly affects the blade durability of the material is the presence of hard particles of the material (carbide, nitride, carbonitride, hereinafter referred to as carbonitride). Increasing volume fraction of carbonitride provides a material with better edge durability. However, there are limitations to consider the possibility of remaking really sharp edges by machining or photoetching. In the mechanical processing of blades with small blade angles (<30 °), experiments have shown that carbonitrides larger than 10 μm in diameter (also applied to slag and inclusions) cause abrasion, blade damage, and rapid fading of the inherent sharpness. Shows that In the manufacture of blades by etching, the demand is increasing. In photoetching suitable for the production of composite microparts of thin materials, the material surface portion is protected by a protective film. In unprotected areas, etching media sprayed onto the surface (eg HCl and FeCl) 3 ) is made by a chemical process. Due to the different electrochemical properties of the bulk body and the carbonitride, the etching will be accelerated at the boundary between the bulk body and the carbonitride. This involves the risk that carbonitrides are etched out of the material. In order to ensure that this phenomenon does not adversely affect the finished product, carbonitrides larger than 5 μm in diameter should be avoided in the material. A common cause of large carbonitrides is the alloying of very powerful carbon precursors, for example vanadium, so it is desirable to avoid this type of alloying element. Another cause of large carbonitrides is inadequate process control when casting and thermally processing materials. Large (Φ> 10 μm) carbonitrides on all angled major carbides formed in the casting also limit the possibility of polishing the material to polish.

마르텐사이트계 스테인리스 크롬강에서의 부식이 시작할 시, 이러한 부식은 가장 흔한 잠식(pitting corrosion) 유형이다. 이 부식 유형을 제어하기 위한 가장 중요한 3가지 중요 합금 원소는 크롬, 몰리브덴 및 질소이다. 종종 사용하는 내잠식 측정법은 PRE 값이며(내잠식 등량), PRE = % Cr + 3.3·% Mo + 16·% N 이다. 실험은 상기 식에 따른 PRE-값이 염화이온의 환경에서 충분한 내식성을 얻기 위해 마르텐사이트계 크롬강에 대해 25 이상이어야 함을 보여준다. At the onset of corrosion in martensitic stainless chromium steel, this corrosion is the most common pitting corrosion type. The three most important alloying elements for controlling this type of corrosion are chromium, molybdenum and nitrogen. Frequently used anticorrosion methods are PRE values (anticorrosion equivalents), and PRE =% Cr + 3.3 ·% Mo + 16 ·% N. The experiment shows that the PRE-value according to the above formula should be at least 25 for martensitic chromium steel in order to obtain sufficient corrosion resistance in the environment of chloride ion.

본 발명에 따라 비용 효과와 품질 보증 방법에 있어서 재료에 대한 추가적인 요구 사항은, 마르텐사이트로 전환할 수 있도록 오스테나이트계, 급랭용 노와 최종 템퍼링용 노를 포함하는 연속 공정(스트립 폭은 최대 1000 mm 이고 스트립의 폭은 최소 15㎛)에 의해 경화가 가능해야 한다는 것이다. 오스테나이트계에서, 재료의 탄질화물은 다소 용해되고 합금 원소의 함량은 매트릭스에서 증가한다. 이 용해가 고르고(우수한 치수적 공차를 가능하게 한다.) 단시간 내에(높은 생산성) 일어나게 하기 위해서, 탄질화물이 작은 크기(Φ<5㎛)인 것과 또한 정확하게 제어되는 제조 공정에 의해 크기 분포가 제어되어 균일할 것이 요구된다. 재료에 대한 제조 공정은 전기아크로, 다른 방법으로는 고주파로에서 원료의 용융를 포함한다. 재료에서 탄소의 함량은 원료의 선택 또는 AOD(Argon Oxygen Decarburization:아르곤 산소 탈탄) 와 CLU(Creusot Loire Uddehelom) 중 하나 또는 정련 공정의 탄소 제거에 의해 제어될 수 있다. 다른 방법으로는 재료는 VIM(Vacuum Induction Melting:진공유도용해), VAR(Vacuum Arc Remelting:진공아크 재용해), ESR(Electroslag Remelting:전해슬래그재용해) 등과 같은 제 2 야금 공정에서 재용해될 수 있다. 주조는 잉곳에서의 종래 방식이나 연속 주조를 통해 할 수 있다. 첫 번째 강한 축소는 온간 상태에서 만들어지고, 그 후 재료는 구상화 된다. 다음, 냉간 압연이 중간 어닐링 공정을 포함한 다수의 단계에서 실행된다. 재료는 냉간 압연, 어닐링 또는 경화 및 템퍼링된 형태로 소비자에게 전달될 수 있다. 상기된 바에 따라 스테인리스 마르텐사이트계 크롬강은 광화학 공정에 의한 미세부분의 제조에 대해 오스테나이트계 재료에 이점을 갖는다. 이 이점들은, 다른 것들 사이에서, 경화 후의 재료가 매우 우수한 편평도를 갖고 변형이 없다는 것이다. 재료는 또한 이 유형의 가공에 있어서 우수한 생산성을 갖는다. Further requirements for the material in the cost-effective and quality assurance method according to the invention are a continuous process comprising an austenitic, quench furnace and final tempering furnace to convert to martensite (strip width up to 1000 mm). And the width of the strip should be at least 15 μm). In the austenitic system, the carbonitrides of the material dissolve somewhat and the content of alloying elements increases in the matrix. In order for this dissolution to be even (enable for good dimensional tolerances) and to occur within a short time (high productivity), the size distribution is controlled by a small size (Φ <5 μm) of carbonitride and also by a precisely controlled manufacturing process. And uniformity is required. The manufacturing process for the material involves the melting of the raw material in an electric arc, alternatively in a high frequency furnace. The content of carbon in the material can be controlled by the selection of raw materials or by carbon removal in one of the AOD (Argon Oxygen Decarburization) and Creusot Loire Uddehelom (CLU) or in the refining process. Alternatively, the material can be re-dissolved in a second metallurgical process such as VIM (Vacuum Induction Melting), VAR (Vacuum Arc Remelting), ESR (Electroslag Remelting) have. Casting can be carried out by conventional methods or continuous casting in an ingot. The first strong shrinkage is made in the warm state, after which the material is spheroidized. Cold rolling is then performed in a number of stages including the intermediate annealing process. The material can be delivered to the consumer in cold rolled, annealed or hardened and tempered form. As noted above, stainless martensitic chromium steels have an advantage over austenitic materials for the production of microparts by photochemical processes. These advantages are, among others, that the material after curing has very good flatness and no deformation. The material also has good productivity in this type of processing.

상기 요건들을 만족시키고 비용 효율적인 방법으로 스트립의 형태로 완성된 재료를 동시에 생산하는 것을 가능하게 하기 위해, 매우 정확한 최적화가 모든 합금 원소와 공정 파라미터에도 요구된다. 적당한 레벨의 생산 비용을 위해서, 재료가 일반적인(가압되지 않은) 야금 공정에 의해 생산되어야 함이 요구된다. 이는 잘 제어된 공정에서, 최대 0.20 중량 % 의 질소의 함량으로 실질적으로 제한하게 된다. 따라서, 질소의 함량은 0.15~0.20 중량 % 사이여야 한다. 경화된 형태에서 재료의 경도는 실질상 (탄소+질소)의 중량 % 의 함량에 의해 결정되고, 날 내구성을 위한 탄화물의 부피율을 충분히 유지하면서 심냉(deep freezing)없이 경도를 56 HRC 이상 얻을 수 있도록 하기 위해, (탄소+잘소)의 합은 0.55 중량 % 보다 커야 하며, 크롬과 몰리브덴과 같은 탄화물 전구체들의 함량이 높아야 한다. 이는 탄소의 함량이 일반적으로 0.40 중량 % 이상이고 질소에 대한 탄소의 비가 2 보다 커야 함을 수반한다. 상대적으로 높은 탄소 함량으로, 탄소 활성은 고형체에서 일차 탄화물의 형성을 피하기 위해 제한되어야 하고, 이 고형체는 실리콘의 함량을 낮게 유지하는 것, 즉 0.1~1.0 중량 %, 바람직하게는 0.1~0.80 중량 %, 가장 바람직하게는 0.15~0.55 중량 % 안에서 제공된다. 경화에 있어서, 재료는 950~1150℃, 바람직하게는 1000~1070℃ 에서 오스테나이즈화 되고, 그 다음 실온으로 급랭된다(냉각 클램프 사이에서 또는 압축 공기에 의해 기름에 적합함). 56 HRC 를 초과하는 경도를 얻기 위해 약 200℃ 에서 템퍼링을 한다. 템퍼링 전에 -80℃ 까지 삼냉으로 약 2 HRC 의 추가적인 경도의 증가를 얻는다. In order to meet the above requirements and to enable simultaneous production of the finished material in the form of a strip in a cost effective manner, very accurate optimization is also required for all alloying elements and process parameters. For a moderate level of production cost, it is required that the material be produced by a normal (unpressurized) metallurgical process. This will substantially limit the content of nitrogen up to 0.20% by weight in a well controlled process. Therefore, the content of nitrogen should be between 0.15 and 0.20 weight%. In the hardened form, the hardness of the material is determined by the weight percent content of the actual phase (carbon + nitrogen), and it is possible to obtain a hardness of 56 HRC or more without deep freezing while sufficiently maintaining the volume fraction of carbide for edge durability. To ensure that the sum of (carbon + salso) is greater than 0.55% by weight, the content of carbide precursors such as chromium and molybdenum must be high. This entails that the content of carbon is generally at least 0.40% by weight and the ratio of carbon to nitrogen must be greater than two. With a relatively high carbon content, the carbon activity should be limited to avoid the formation of primary carbides in the solids, which solids keep the silicon content low, i.e. 0.1 to 1.0% by weight, preferably 0.1 to 0.80 It is provided in weight%, most preferably 0.15 to 0.55 weight%. In curing, the material is austenized at 950-1150 ° C., preferably 1000-1070 ° C., and then quenched to room temperature (suitable for oil between cooling clamps or by compressed air). Temper at about 200 ° C. to achieve hardness in excess of 56 HRC. An additional increase in hardness of about 2 HRC is obtained by quenching to −80 ° C. before tempering.

재료 표면에 부식 방지 산화막을 형성하기 위해 재료에 충분한 양의 크롬이 추가되어야 하지만, 크롬의 함량이 높으면 큰 일차 탄화물의 형성 위험이 다시 증가하고, 이는 피해야만 한다. 따라서, 크롬의 함량은 12~15 중량 % 이어야 하고, 바람직하게는 13~15 중량 %, 가장 바람직하게는 14~15 중량 % 이어야 한다. 그 후, 몰리브덴은 PRE>25 인 충분한 양이 추가된다. Mo 의 적정 함량은 2.5~4.0 중량 % 이고, 바람직하게는 2.6~4.0 중량 % 이고, 가장 바람직하게는 2.6~3.0 중량 % 이다. 몰리브덴과 질소의 높은 추가량때문에, 재료의 열가공 물성이 저하된다는 위험이 있고, 이 위험을 제한하기 위해, 비슷한 효과를 갖는 다른 원소들이 최소한의 레벨로 유지되어야 한다 - 예를 들어 구리의 함량은 0.1 중량 % 이하이어야 한다. 니켈과 코발트는 고가의 합금 재료이며, 보통의 야금 공정에서 안정적이며, 이는 재활용 강에 근거한 강 제조에 있어 시간이 흐르면서 함량이 축적된다는 것을 의미한다. 스테인리스강에 있어서, 유로 다이렉티브 99/45/EC(Euro directive 99/45/EC)에 따라 잠재적인 발암성과 알레르기를 일으키는 것으로 분류되지 않은 재료를 위해 최대 1 중량 % 의 니켈 함량에 대해 제한이 있고, 따라서 이 함량은 본 특허에 따라 합금의 니켈의 최대 함량이 된다. 바람직하게는, 니켈은 재료에 액티브하게(actively) 첨가되지 않고, 다른 말로 하면 결과가 될 수 있는 오스테나이트 안정화를 피하기 위해 니켈의 함량은 0.7 중량 % 로 결정된다. 합금은 또한 Mn 의 0.1~1.0 중량 %, 바람직하게는 0.4~0.8 중량 %, 가장 바람직하게는 0.4~0.7 중량 % 를 함유하고, Mn 은 오스테나이트를 안정화하는 다른 원소이다. 코발트의 최대 함량은 4 중량 % 이고, 한편으론 비용때문에 다른 한편으론 스테인리스강에서 일반적으로 불순물로 보이는 원소에 의존하는 재활용강의 처리에 있어서 너무 빠른 코발트의 축적을 회피하고자 함이며, 상기 모두는 원자력산업에 속한다. 바람직하게는, 마르텐사이트 형성 온도에서 원소 충돌의 증가에도 불구하고 코발트는 재료에 액티브하게 첨가되지 않으며, 코발트의 함량은 최대 0.5 중량 % 이다. 따라서, 코발트의 첨가는 경화 후의 냉각시에 마르텐사이트쪽으로 상변태가 더 많이 이동할 수 있다.      Sufficient amount of chromium must be added to the material to form a corrosion resistant oxide film on the material surface, but the high chromium content again increases the risk of forming large primary carbides, which should be avoided. Therefore, the content of chromium should be 12 to 15% by weight, preferably 13 to 15% by weight, most preferably 14 to 15% by weight. Thereafter, a sufficient amount of molybdenum is added to PRE> 25. The appropriate content of Mo is 2.5 to 4.0% by weight, preferably 2.6 to 4.0% by weight, most preferably 2.6 to 3.0% by weight. Due to the high addition of molybdenum and nitrogen, there is a risk that the thermal properties of the material will deteriorate, and in order to limit this risk, other elements with similar effects must be kept at a minimum level-for example, the copper content It should not be more than 0.1 wt%. Nickel and cobalt are expensive alloy materials and are stable in common metallurgical processes, which means that their contents accumulate over time in the production of steel based on recycled steel. For stainless steels, there is a limit on the nickel content of up to 1% by weight for materials not classified as potentially carcinogenic and allergic in accordance with Euro directive 99/45 / EC. And therefore this content is the maximum content of nickel in the alloy according to the patent. Preferably, nickel is not actively added to the material and, in other words, the nickel content is determined to be 0.7% by weight in order to avoid austenite stabilization which may result. The alloy also contains 0.1 to 1.0% by weight, preferably 0.4 to 0.8% by weight, most preferably 0.4 to 0.7% by weight of Mn, with Mn being another element that stabilizes austenite. The maximum content of cobalt is 4% by weight and, on the one hand, due to cost, on the other hand, is intended to avoid the accumulation of cobalt too fast in the treatment of recycled steel, which is dependent on elements that are generally seen as impurities in stainless steel. Belongs to. Preferably, despite the increase in elemental collisions at the martensite formation temperature, cobalt is not actively added to the material and the content of cobalt is at most 0.5% by weight. Therefore, the addition of cobalt may allow more phase transformation to move towards martensite upon cooling after curing.

오늘날의 표준 재료를 고려하여, HRC>56 과 PRE>25 의 요구를 만족시키는 경우가 거의 없다고 알려져 있다. Φ<5㎛ 인 탄화물의 요구를 첨가하는데 있어, 상기 요구를 만족시키는 표준물이 없다. 예를 들어, AISI 440 C 의 재료는 경도의 요구만 만족시킨다. 상기에 따라 PRE 값과 탄화물의 요구를 만족시키기 위해, 오스테나이트계의 이중 재료만 가능하지만, 경도와 날 내구성은 부적절하다. In view of today's standard materials, it is known that few meet the requirements of HRC> 56 and PRE> 25. In adding the demand for carbides with φ <5 μm, there is no standard that satisfies this requirement. For example, the material of AISI 440 C meets only the hardness requirements. According to the above, in order to satisfy the requirements of the PRE value and the carbide, only the austenitic double material is possible, but hardness and blade durability are inadequate.

이 분야의 다른 특허 명세서의 실시예에 따라, 특히 다음 4 가지가 주목된다. DE-A-39 01 470 은 그중에서도 특히 면도날과 칼에 적합한 재료를 나타낸다. 그러나, 상기 특허는 0.20 중량 % 이상의 질소 함량을 얻기 위한 가압된 야금을 보여주고, 따라서 탄소 함량은 질소의 최대 2배까지 된다. 또한, 경도가 600 HV 보다 낮은 두 실험용 합금이 언급된다. 상기 특허는 또한 낮은 함량의 바나듐의 첨가를 보여준다. 따라서, 재료는 상기 언급된 경도와 합금 원소 바나듐의 회피 요구를 만족시키지 못할 것이고, 또한 생산 비용도 매우 높아질 것이다. EP-A-638 658 에 따라, 바나듐은 고온의 템퍼링에 따른 강한 2차 경화를 얻기 위해 쓰이고, 이는 만약 재료가 코팅되거나 또는 고온에서 사용된다면 장점이 될 수 있다. 그러나, 만일 재료가 최종 형상으로 에칭되거나 매우 날카로운 날을 생산하기 위해 쓰인다면 상기에 따라 이는 반대가 된다. 상기 특허는, 본 발명에 따라 최대 한계로 언급된 5㎛ 와 달리, 탄화물의 최대허용 크기는 40㎛ 라고 기술한다. EP-A-750 687 은 (탄소+질소)의 최대 함량을 0.55 중량 % 로 기술하고, 이는 본 발명에 따라 충분한 경도를 얻기 위한 최소 함량이라고 판단된다. 이것은 EP 공보의 경도에 관한 목적이 HRC>50 이고, 최고 경도에 도달한 실험용 합금이 56.3 HRC 이라는 사실에 의해 확인되었다(이것은 오직 180℃에서 1시간 동안 템퍼링 후이다). 이 제한된 경도는 잔여 탄화물의 작은 부분과 결합하여 높은 요구를 갖는 날 장치에 대해 부적절한 날 내구성을 야기한다. 무엇보다, 특허 명세서는 또한 내식성에 대해 극히 높은 요구를 갖는 물건에 초점을 맞추며, 그 이유는 구리가 또한 첨가되기 때문이고, 따라서 경도와 열가공성이 간과되었다. 특 허 명세서 US-A-6 235 237 에 대하여, 상기 모두는 댐핑(damping)의 요구와 함께 스키용 강 날과 관련하고, 높은 함량의 크롬과 낮은 함량의 몰리브덴 및 낮은 함량의 질소와의 결합은 특허 명세서의 실시예에 따라 50 HRC 보다 낮은 경도를 제공하고, 그에 따라 높은 날 내구성을 요구하는 날 장치에 대해 날 내구성이 부적절해진다.According to embodiments of other patent specifications in this field, four things are particularly noted. DE-A-39 01 470, among others, refers to materials suitable for razor blades and knives. However, the patent shows pressurized metallurgy to obtain a nitrogen content of at least 0.20% by weight, so that the carbon content is up to twice the nitrogen. Also mentioned are two experimental alloys with hardness lower than 600 HV. The patent also shows the addition of low content of vanadium. Thus, the material will not meet the above mentioned hardness and avoidance requirements of the alloying element vanadium, and also the production cost will be very high. According to EP-A-638 658, vanadium is used to obtain strong secondary hardening due to high temperature tempering, which can be an advantage if the material is coated or used at high temperatures. However, if the material is etched into the final shape or used to produce a very sharp blade, the opposite is true according to the above. The patent states that, unlike 5 μm, which is mentioned as the maximum limit according to the invention, the maximum allowable size of carbide is 40 μm. EP-A-750 687 describes the maximum content of (carbon + nitrogen) as 0.55% by weight, which is considered to be the minimum content for obtaining sufficient hardness according to the invention. This was confirmed by the fact that the objective of hardness of EP publication was HRC> 50 and that the experimental alloy which reached the highest hardness was 56.3 HRC (this is only after tempering for 1 hour at 180 ° C). This limited hardness, combined with a small portion of residual carbide, results in inadequate blade durability for blade devices with high demands. First of all, the patent specification also focuses on articles which have an extremely high demand for corrosion resistance, because copper is also added, and thus hardness and heat workability have been overlooked. With respect to patent specification US-A-6 235 237, all of which relate to ski river blades with the need for damping, the combination of high chromium with low molybdenum and low nitrogen According to embodiments of the patent specification, blade durability is inadequate for blade devices that provide a hardness lower than 50 HRC, and therefore require high blade durability.

본 발명의 제 1 목적은 앞서 언급된 종래 기술의 모든 문제점을 극복할 수 있는 새로운 강합금을 제공하는 것이다.It is a first object of the present invention to provide a new steel alloy that can overcome all the problems of the prior art mentioned above.

특히, 본 발명의 목적은, 56 HRC 이상의 경도를 갖고, 우수한 내식성을 가지며, 포토에칭에 의해 기계 가공될 수 있는 강합금을 제공하는 것이다. In particular, it is an object of the present invention to provide a steel alloy having a hardness of 56 HRC or more, excellent corrosion resistance and which can be machined by photoetching.

당업자들에게 놀라운 방법으로, 상기 목적 및 추가의 목적은 이하의 조성(중량 %)을 갖는 강합금을 제공함으로써 달성되고, 심냉없이 56 HRC 를 초과하는 경도뿐만 아니라 PRE = % Cr + 3.3ㆍ% Mo + 16ㆍ% N 로 규정된 25 를 초과하는 PRE 를얻을 수 있다:In a surprising way to those skilled in the art, the above and further objects are achieved by providing a steel alloy having the following composition (% by weight), with a hardness exceeding 56 HRC without deep cooling, as well as PRE =% Cr + 3.3.% Mo A PRE exceeding 25 specified by + 16% N can be obtained:

C 0.40~0.60C 0.40 to 0.60

Si 0.1~1.0Si 0.1 ~ 1.0

Mn 0.3~1.0Mn 0.3 ~ 1.0

Cr 12~15Cr 12-15

Mo 2.5~4.0Mo 2.5 ~ 4.0

Ni 0~1.0Ni 0 ~ 1.0

Co 0~4.0Co 0 ~ 4.0

N 0.15~0.20N 0.15-0.20

100 % 가 되도록 잔부는 철과 원료 및/또는 제조 공정에 의해 일반적으로 발생하는 불순물로 구성된다. 바람직하게는, 탄화물, 질화물 및 탄질화물의 hleo 크기는 Φ<5㎛ 이고, 이는 오스테나이트화하는 동안 문제점과 관련한 날의 위험을 감소시키고 탄화물, 질화물 및 탄질화물의 용해를 가능하게 하기 위함이다. The balance to 100% consists of iron and impurities which are usually generated by the raw material and / or the manufacturing process. Preferably, the hleo size of carbides, nitrides and carbonitrides is Φ <5 μm, to reduce the risk of blades associated with problems during austenitization and to enable dissolution of carbides, nitrides and carbonitrides.

바람직하게는, 본 발명에 따른 강합금은 이하의 조성(중량 %)을 가지며, 뿐만 아니라 잔부는 Fe 및 일반적으로 발생하는 불순물로 구성된다:Preferably, the steel alloy according to the invention has the following composition (% by weight), as well as the balance consisting of Fe and commonly occurring impurities:

C 0.42~0.60C 0.42-0.60

Si 0.15~0.80Si 0.15 ~ 0.80

Mn 0.4~0.8Mn 0.4 ~ 0.8

Cr 13~15Cr 13 ~ 15

Mo 2.6~4.0Mo 2.6 ~ 4.0

Ni 0~0.7Ni 0 ~ 0.7

Co 0~0.5Co 0 ~ 0.5

N 0.15~0.20N 0.15-0.20

또는 보다 바람직하게는, 본 발명에 따른 강합금은 이하의 조성(중량 %)을 가지며, 뿐만 아니라 잔부는 Fe 및 일반적으로 발생하는 불순물로 구성된다:Or more preferably, the steel alloy according to the invention has the following composition (% by weight), as well as the balance consisting of Fe and commonly occurring impurities:

C 0.42~0.50C 0.42-0.50

Si 0.15~0.55Si 0.15 ~ 0.55

Mn 0.4~0.7Mn 0.4 ~ 0.7

Cr 14~15Cr 14-15

Mo 2.6~3.0Mo 2.6 ~ 3.0

Ni 0~0.7Ni 0 ~ 0.7

Co 0~0.5Co 0 ~ 0.5

N 0.15~0.20N 0.15-0.20

본 발명의 내용에 따라 제조된 재료는 예를 들어,부식성 식기세척 세제뿐만 아니라 염화이온을 포함하는 환경에 기인하여, 내식성과 함께 경도와 날 내구성에 대한 요구가 많은 식품 산업의 칼과 같은 용도의 사용에 특히 적합하다. 다른 영역은 잠수용 나이프뿐만 아니라 건식/습식 면도 및 수술용 절삭날이다. 새로운 재료의 추가적인 응용 영역은 예를 들어, 제지공업의 닥터 칼날(doctor blade)(코터 칼날(coater blade)로 알려진)와 크레핑 칼날(creping blade)뿐만 아니라 인쇄공업의 닥터 칼날이다. The materials produced according to the present invention are for example used in applications such as knives in the food industry, which have high demands on hardness and blade durability along with corrosion resistance due to the environment containing chloride ions as well as corrosive dishwashing detergents. It is particularly suitable for use. Other areas are dry knives as well as dry / wet shaving and surgical cutting edges. Further areas of application of the new material are, for example, doctor blades in the paper industry (known as coater blades) and creping blades as well as doctor blades in the printing industry.

그중에서도 특히, 재료의 제조 방법의 선택은 바람직한 재료 부피, 최대 허용 생산 비용과 슬래그 순도의 요구에 의존한다. 각각 경화, 템퍼링, 냉간 압연된 최종 제품과 같은 소비자 욕구는 또한 자연스럽게 영향을 준다. 그러나, 제조 과정은 언제나 통상의 대기압(1 atm = 1 bar)하에서의 야금 공정을 포함할 것이다. 야금공정은 전기 아크로 또는 고주파로에서의 용융을 포함한다. 탄소의 함량은 AOD 또는 CLU 또는 다른 정련 공정에서 합금 재료나 탄소 제거에 의해 조절된다. 질소의 함량은 가스의 형태나 질소의 합금 재료를 사용함으로써 조절된다. 대안적으로, 재료는 VIM, VAR, ESR 등과 같은 제 2 야금 공정에서 재용융될 수 있다. 주조는 잉곳 또는 연속 주조를 통해 만들어지고, 그 후 스트립 형태로 열간 가공이 뒤따른다. 열간 가공 후에, 재료는 구상화되고 그 후 중간 재결정 어닐링 작업을 포함하여 원하는 두께로 여러 단계에 걸쳐 냉간 압연된다. 경화되고 템퍼링된 출하 최종제품에의 소비자 욕구에 따라, 경화는 보호 대기에서의 오스테나이즈화, 급랭(마르텐사이트로의 상변화를 위함) 및 최종 템퍼링의 형태로, 바람직한 경도를 위해 연속 스트립 공정이 일어난다. 재료는 그 후 바람직한 폭으로 잘리거나 소비자 욕구에 따라 평면 길이로 잘린다. 최종 제품은 예를 들어, 포토에칭 및 성형에 의해 경화된 스트립 재료 또는 펀칭/절삭, 성형, 경화, 템퍼링 및 최종 연마에 의해 냉간 압연된 스트립 재료로부터 어떠한 종래의 공정으로도 생산될 수 있다. 또한 와이어, 튜브 또는 잉곳의 형태로 재료를 판매할 수도 있다. Among others, the choice of the method of producing the material depends on the desired material volume, the maximum allowable production cost and the slag purity requirements. Consumer needs, such as hardening, tempering and cold rolled final products, respectively, also naturally affect. However, the manufacturing process will always involve metallurgical processes under normal atmospheric pressure (1 atm = 1 bar). Metallurgical processes include melting in electric arc furnaces or high frequency furnaces. The carbon content is controlled by alloy material or carbon removal in AOD or CLU or other refining processes. The content of nitrogen is controlled by using the form of gas or alloying material of nitrogen. Alternatively, the material may be remelted in a second metallurgical process such as VIM, VAR, ESR, and the like. Casting is made via ingot or continuous casting, which is followed by hot working in strip form. After hot working, the material is spheroidized and then cold rolled over several steps to the desired thickness, including an intermediate recrystallization annealing operation. In response to consumer desire for hardened and tempered shipping end products, hardening is in the form of austenizing, quenching (for phase change to martensite) and final tempering in a protective atmosphere, with a continuous strip process for desired hardness. Happens. The material is then cut to the desired width or flat to length according to consumer needs. The final product can be produced by any conventional process from, for example, strip material cured by photoetching and molding or cold rolled strip material by punching / cutting, forming, curing, tempering and final polishing. It is also possible to sell materials in the form of wires, tubes or ingots.

도 1 은 경도/날 내구성 및 내식성에 대해 세 비교예 사이의 개요를 나타낸다. 1 shows an overview between three comparative examples for hardness / blade durability and corrosion resistance.

도 2 는 합금 1 과 두 비교예의 CPP 테스트 결과를 나타낸다. 2 shows the CPP test results of alloy 1 and two comparative examples.

도 3 은 합금 1 과 세 비교예에 대한 템퍼링 온도에 따른 경도를 나타낸다. Figure 3 shows the hardness according to the tempering temperature for the alloy 1 and three comparative examples.

도 4 는 합금 1 과 두 비교예에 대한 CPP 내식성과 경도를 나타낸다. 4 shows CPP corrosion resistance and hardness for Alloy 1 and two comparative examples.

도 5 는 조성물의 미세구조를 보여주는 본 발명에 따른 합금 1 의 현미경사진을 보여준다. 5 shows a micrograph of alloy 1 according to the invention showing the microstructure of the composition.

도 6 은 조성물의 현미경 사진을 나타내는 비교예의 현미경 사진을 보여준다. 6 shows a micrograph of a comparative example showing a micrograph of the composition.

도 7 은 경도 수준과 구조에 대해 합금 1 과 두 비교예 사이의 비교를 나타낸다. 7 shows a comparison between Alloy 1 and two comparative examples for hardness level and structure.

실시예Example 1 One

본 내용의 재료의 용융물인 합금 1 은 10 톤 규모의 CLU-야금으로 생산된다. 재료는 잉곳 주조되고 열간 압연된 후에 평가에 적절한 두께가 되어 중간 어닐링으로 냉간 압연된다. 본 발명의 용융물은 합금 1 의 표 1에 나타난 조성을 갖는다. 본 내용에 따른 재료는 3 종류로 비교된다: 비교예 1~3. 비교예 1~3 의 공칭 조성 또한 표 1~3 에 주어진다. Alloy 1, a melt of this material, is produced from 10 tonnes of CLU-metallurgy. The material is ingot cast and hot rolled and then cold rolled to intermediate annealing to a thickness suitable for evaluation. The melt of the invention has the composition shown in Table 1 of Alloy 1. Materials according to the present disclosure are compared in three kinds: Comparative Examples 1 to 3. Nominal compositions of Comparative Examples 1-3 are also given in Tables 1-3.

표 1. 시험 용융물의 중량 % 의 화학 조성과 비교예 1~3 의 중량 % 의 공칭 조성.Table 1. Nominal composition by weight of test melts and weight% of Comparative Examples 1-3.

Figure 112006049560060-PCT00001
Figure 112006049560060-PCT00001

비교예 사이의 개요는 도 1 에 나타나 있고, 합금 원소 C, N 및 Mo 의 영향뿐만 아니라 경도 대비 내식성을 보여준다. An overview between the comparative examples is shown in FIG. 1 and shows not only the influence of alloying elements C, N and Mo, but also the corrosion resistance against hardness.

표 2. ISO 8442.1 과 ISO 8442.5 에 따른 테스트 결과.Table 2. Test results according to ISO 8442.1 and ISO 8442.5.

Figure 112006049560060-PCT00002
Figure 112006049560060-PCT00002

본 발명의 내용에 따라 재료의 절삭력과 내식성을 평가하기 위해, 6 개의 칼날이 생산되어 ISO 8442.1 과 ISO 8442.5 에 의해 평가되었다. 3 개의 칼날(A~C)은 합금 1 의 재료로 생산되며, 58~58.5 HRC 사이의 경도를 갖도록 1055℃에서 경화되고, 심냉되며 275℃ 에서 템퍼링된다. 3 개의 칼날(D~F)은 또한 58~58.5 HRC 사이의 경도를 갖도록 1080℃ 에서 경화되고, 심냉되며 230℃ 에서 템퍼링되어 비교예 1 에 따른 조성으로 생산된다. 모든 칼날은 동일한 장비로 연삭되고 마무리되어 유사한 날과 최종 제품을 생산한다. 시험의 결과는 표 2 에 나와있다.In order to evaluate the cutting force and corrosion resistance of the material in accordance with the teachings of the present invention, six blades were produced and evaluated by ISO 8442.1 and ISO 8442.5. Three blades (A-C) are produced from the material of alloy 1, cured at 1055 ° C. to a hardness between 58-58.5 HRC, deep-cooled and tempered at 275 ° C. The three blades D-F are also cured at 1080 ° C. to have a hardness between 58-58.5 HRC, deep-cooled and tempered at 230 ° C. to produce a composition according to Comparative Example 1. All blades are ground and finished with the same equipment to produce similar blades and end products. The test results are shown in Table 2.

ISO 8442.1 에 따른 부식 시험은, 비교예 1 이 시험에 실패했음에도 불구하고 본 내용에 따른 재료가 시험을 통과하는 것을 보여준다. ISO 8442.5 에 따른 날 시험의 결과는 새 등급과 비교예 1 에 대해 똑같은 레벨이다. The corrosion test according to ISO 8442.1 shows that the material according to the present passes the test despite the fact that Comparative Example 1 failed the test. The results of the blade test according to ISO 8442.5 are at the same level for the new grade and comparative example 1.

실시예Example 2 2

본 내용의 재료의 부식 물성은 양극 분극/CPP(Critical pitting potential) 에 의해 측정되고 비교예 1 과 비교예 2 와 비교된다. 샘플은 합금 1 과 각각의 비교예 1 과 비교예 2 로부터 얻어졌고, 모든 조성은 표 1 에 주어진다. 각 합금의 장점에 따라 합금 1 의 샘플은 1035℃ 에서 경화되었고, 비교예 1 의 샘플은 1080℃ 에서 경화되었으며 비교예 2 의 샘플은 1030℃ 에서 경화되었다. 모든 등급에서의 템퍼링은 225℃ 에서 이루어졌다. 샘플의 모든 표면은 600 그리트(grit) 습식 연삭으로 마무리되었다. 시험 용액은 0.1 % NaCl 이었고, 시험은 20℃ 에서 이뤄졌으며 샘플의 전위는 -600mV 에서 시작하여 75 mV/분 으로 증가 하였다. 질소 가스는 용액에서 거품을 일으켜 산소 레벨을 감소시켰다. 잠식(pitting)의 시작에 이용된 기준은 I>10 ㎛/㎠ 이다. 시험의 결과는 도 2 에 나와있다. Corrosion properties of the material of this disclosure are measured by anode polarization / CPP (Critical pitting potential) and compared with Comparative Example 1 and Comparative Example 2. Samples were obtained from Alloy 1, Comparative Examples 1 and 2, and all compositions are given in Table 1. According to the advantages of each alloy, the sample of alloy 1 was cured at 1035 ° C., the sample of Comparative Example 1 was cured at 1080 ° C., and the sample of Comparative Example 2 was cured at 1030 ° C. Tempering in all grades was at 225 ° C. All surfaces of the sample were finished with 600 grit wet grinding. The test solution was 0.1% NaCl, the test was made at 20 ° C. and the potential of the sample increased to 75 mV / min starting at -600 mV. Nitrogen gas bubbles in the solution to reduce oxygen levels. The criterion used to start pitting is I> 10 μm / cm 2. The results of the test are shown in FIG.

실시예Example 3 3

경화 시험은 합금 1 의 재료에서 시행되었고 비교예 1, 비교예 2, 비교예 3 의 통상의 데이타와 비교된다. 합금 1 은 1035℃ 에서 경화되었고 20℃ 로 급랭됐으며, 또한 1055℃ 로 경화되었다가 -70℃ 에서 심냉되었다. 경도는 30 분동안의 템퍼링 후에 템퍼링 온도에 따라 도 3 에 나타난다. Curing tests were performed on the material of Alloy 1 and compared with the usual data of Comparative Examples 1, 2 and 3. Alloy 1 cured at 1035 ° C., quenched to 20 ° C., and also hardened to 1055 ° C. followed by deep cooling at −70 ° C. The hardness is shown in Figure 3 according to the tempering temperature after 30 minutes of tempering.

175~450℃ 범위의 모든 일반적인 템퍼링 온도에서 합금 1 은 비교예 1 과 비교예 2 보다 더 높은 경도를 갖는다. 225℃ 이상의 템퍼링 온도에서 합금 1 의 경도는 또한 비교예 3 보다 높은데, 왜냐하면 몰리브덴과 질소의 높은 합금 조성을 갖는 합금 1 의 내템퍼링성때문인데, 이는 합금 1 이 높은 온도에서 덜 민감하게 해준다. 합금 1 의 개선된 내템퍼링성이란 이 보너스는 예를 들어 PVD 로 코팅된 표면이나 PTEE 표면을 갖는 생산품에 매우 유리하다. Alloy 1 has a higher hardness than Comparative Examples 1 and 2 at all common tempering temperatures in the range of 175-450 ° C. The hardness of alloy 1 at tempering temperatures above 225 ° C. is also higher than comparative example 3 because of the tempering resistance of alloy 1 with a high alloy composition of molybdenum and nitrogen, which makes alloy 1 less sensitive at high temperatures. Improved tempering resistance of Alloy 1 This bonus is very advantageous for products with, for example, PVD coated surfaces or PTEE surfaces.

실시예Example 4  4

도 4 에서, 합금 1 은 내식성과 경도에 대해 비교예 1 과 비교예 2 와 비교된다. 모든 샘플은 225℃ 에서 템퍼링되었고 상기 묘사된 바대로 열처리가 된다. 조성물이 높은 경도뿐만 아니라 높은 내식성을 갖는 것이 바람직하다. 물성의 바람직한 방향을 보여주는 도 4 의 화살표에 의해 도시되어 있다. 본 발명의 합금 1 이 비교예 1 과 비교된 개선된 경도와 비교예 2 와 비교된 개선된 내식성을 결합시킨다는 것을 쉽게 볼 수 있다. In FIG. 4, Alloy 1 is compared with Comparative Example 1 and Comparative Example 2 for corrosion resistance and hardness. All samples were tempered at 225 ° C. and heat treated as described above. It is desirable for the composition to have not only high hardness but also high corrosion resistance. It is shown by the arrow in FIG. 4 showing the preferred direction of the physical property. It can be readily seen that Alloy 1 of the present invention combines the improved hardness compared to Comparative Example 1 with the improved corrosion resistance compared to Comparative Example 2.

어닐링 상태의 합금 1 의 재료의 일반적인 현미경 사진은 불규칙하게 분포된 2 차 탄화물, 질화물 및 탄질화물로 된 페라이트계 미세구조이다. 또한, 합금 1 의 미세구조는 직경이 5㎛ 보다 큰 1 차 탄화물, 질화물 및 탄질화물이 없다. 합금 1 의 일반적인 구조가 도 5 에 나와있고, 그 중에 가로 단면을 연마 및 에칭하고 연마한 후에 1000 배율의 현미경으로 현미경 사진을 찍었다. 부수적인 추가물 인 염산과 4 % 의 피크린산에서 에칭을 했다. 탄화물 질화물 및/또는 탄질화물의 평균 직경은 약 0.4 ㎛ 로 추정되었다. A general micrograph of the material of alloy 1 in the annealed state is a ferrite-based microstructure of irregularly distributed secondary carbides, nitrides and carbonitrides. In addition, the microstructure of Alloy 1 is free of primary carbides, nitrides and carbonitrides larger than 5 μm in diameter. The general structure of Alloy 1 is shown in FIG. 5, in which the cross section was polished, etched and polished and then micrographed at 1000 magnification. Etching was done in incidental addition, hydrochloric acid and 4% picric acid. The average diameter of carbide nitride and / or carbonitride was estimated to be about 0.4 μm.

내우 날카로운 날이 기계적인 방법 도는 에칭에 의해 생산되는 날 적용 분야에서, 직경이 5㎛ 보다 큰 1 차 탄화물이 없는 상기 구조는 날에서 떨어져나감 또는 에칭 결함을 피해야 할 필요가 있다. 같은 조건에서 찍은 현미경사진의 비교로서 비교예 3 의 일반적인 구조가 도 6 에 나와있다. In blade applications where inner sharp edges are produced by mechanical methods or etching, the structure without primary carbides larger than 5 μm in diameter needs to be avoided from falling off or etching defects. The general structure of the comparative example 3 is shown in FIG. 6 as a comparison of the micrograph taken on the same conditions.

도 7 에서 경도 레벨과 구조가 본 발명의 합금 1, 비교예 1 및 비교예 3 에 대해 비교되어 있다.In FIG. 7, the hardness level and the structure are compared with respect to Alloy 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 3 of the present invention.

실시예Example 5 5

강의 물성이 경화 조건에 크게 의존하기 때문에, 기본 화학 조성으로부터 얻은 추정치가 잘못될 수 있다. ThermoCal 소프트웨어를 이용하여 미리 계산된 적정 경화 온도에서 평균값을 계산하는 것이 최종 물성을 보다 정확히 계산할 수 있는 하나의 방법이 되고, 이는 비교예 1~3 뿐만 아니라 합금 2~6 과 합금 1 에도 적용되었다. 합금 2~6 의 조성은 표 3 에 주어지고 계산 결과는 표 4 에 나와 있다. Since the properties of the steel are highly dependent on the curing conditions, the estimates obtained from the basic chemical composition may be wrong. Using the ThermoCal software to calculate the average value at a precomputed titration temperature is one way to more accurately calculate the final properties, which has been applied to alloys 2-6 and 1 as well as Comparative Examples 1-3. The compositions of alloys 2-6 are given in Table 3 and the calculation results are shown in Table 4.

사용된 데이타베이스는 TCFE3 이다. 선택된 최적 경화 온도는 상이한 등급의 모델링에 이용된다. 경화 온도, PRE 값 및 Ms 와 침입형 질소와 탄소의 중량 % 의 오스테나이트상 조성으로부터 아웃고잉이 계산된다. 또한 계산된 오스테나이트계 상의 평형에서의 M23C6 의 상 % 는 마모성과 날 내구성에 중요한 요소이다. 앞에서 논의된 평형 상태는 PRE 에 이용된다. Ms 는 아래와 같이 앤드류 잠식(Andrew's formula)을 사용해 계산되었다:The database used is TCFE3. The optimal curing temperature chosen is used for modeling different grades. Curing temperature, PRE value and M s The outgoing is calculated from the austenitic composition of the wt% of the interstitial nitrogen and carbon. The calculated% of phase of M 23 C 6 in the equilibrium of the austenitic phase is also important for wear and blade durability. The equilibrium discussed above is used for PRE. M s Is calculated using Andrew's formula as follows:

Ms = 539 - 423*C - 30.4*Mn - 12.1*Cr - 17.7*Ni - 7.5*Mo + M s = 539-423 * C-30.4 * Mn-12.1 * Cr-17.7 * Ni-7.5 * Mo +

(-423*N - 7.5*Si + 10*Co)                    (-423 * N-7.5 * Si + 10 * Co)

표 3. 합금 2~6 의 중량 % 조성.Table 3. Weight% Compositions of Alloys 2-6.

Figure 112006049560060-PCT00003
Figure 112006049560060-PCT00003

합금 1 과 비교예 1 사이의 비교는 본 발명에 따른 강이 현저하게 더 높은 PRE 값을 갖지만 동시에 비교가능한 침입형 내용물 소정량의 탄화상도 가지며, 이는 결과적으로 비슷한 경도와 날형성을 가지면서 현저히 증가한 내식성을 갖는 강을 만든다. 비교예 2 는 PRE 에서 강합금 1 에 가깝지만, 매트릭스의 더 낮은 소정량의 침입형 내용물과 함께 더 낮은 소정량의 탄화물상으로 더 낮은 경도와 내부 날 물성을 추측할 수 있다. 이 데이타들은 상기 실시예의 실제 측정치에 대응한다. 합금 1 의 Ms 온도는 두 비교예 1 와 비교예 2 보다 더 낮지만 비교예 3 과 같은 범위를 갖고, 알려진 우수한 경화능을 갖지만, 현저하게 더 많은 탄화물 함량은 도 6 전에 보이는 것처럼 더 조대한 미세구조를 야기한다. The comparison between Alloy 1 and Comparative Example 1 shows that the steel according to the invention has a significantly higher PRE value but at the same time also has a certain amount of carbonized comparable invasive contents, which results in a markedly increased hardness and blade formation. Make steel with corrosion resistance Comparative Example 2 is close to steel alloy 1 in PRE, but with lower predetermined amount of invasive contents of the matrix, lower hardness and internal blade properties can be inferred with lower predetermined amount of carbide phase. These data correspond to the actual measurements of the above example. Alloy 1, M s The temperature is lower than both Comparative Example 1 and Comparative Example 2 but has the same range as Comparative Example 3, and has a known good hardenability, but significantly higher carbide content leads to coarser microstructure as shown before FIG. .

표 4. Thermo-Calc 계산의 결과.Table 4. Results of Thermo-Calc calculations.

Figure 112006049560060-PCT00004
Figure 112006049560060-PCT00004

합금 2~6 은 본 발명에 따른 조성의 다른 가능한 실시형태이며, 화학 조성이 조금 상이하더라도 물성이 상이하게 된다. 합금 2 와 4 는 PRE, 침입형 내용물과 Ms 에 대한 비교가능한 값을 갖고, 이는 비슷한 내식성과 경도 및 경화능을 유발하지만, 합금 4 의 약 두 배의 M23C6 탄화물의 양을 야기하지만, 날 내구성은 이 등급에서 더 높다. 매트릭스에서 가장 놓은 침입형 내용물양과 이렇게 가장 높게 기대되는 경도는 합금 3 에서 얻어지고, 합금 3 은 코발트의 추가로 인해 여전히 충분한 경화능을 갖는다. 합금 5 는 또한 합금 6 과 비교하여 더 높은 코발트양을 가지고, 이는 다른 물성들의 급격한 변화 없이도 경화능을 개선시킨다. Alloys 2 to 6 are another possible embodiment of the composition according to the present invention, and the physical properties will be different even if the chemical composition is slightly different. Alloys 2 and 4 are PRE, intrusive contents and M s Has comparable values for, which leads to similar corrosion resistance and hardness and hardenability, but results in about twice the amount of M 23 C 6 carbide of alloy 4, but the blade durability is higher in this grade. The highest penetration content and the highest expected hardness in the matrix are obtained in alloy 3, which still has sufficient hardenability due to the addition of cobalt. Alloy 5 also has a higher amount of cobalt compared to alloy 6, which improves hardenability without drastic changes in other properties.

Claims (11)

이하의 조성(중량 %)을 가지며, Has the following composition (% by weight), C 0.40~0.60C 0.40 to 0.60 Si 0.1~1.0Si 0.1 ~ 1.0 Mn 0.3~1.0Mn 0.3 ~ 1.0 Cr 12~15Cr 12-15 Mo 2.5~4.0Mo 2.5 ~ 4.0 Ni 0~1.0Ni 0 ~ 1.0 Co 0~4.0Co 0 ~ 4.0 N 0.15~0.20N 0.15-0.20 잔부는 Fe 뿐만 아니라 통상적으로 발생하는 불순물로 구성되고, 심냉없이 56 HRC 를 초과하는 경도뿐만 아니라 PRE = % Cr + 3.3ㆍ% Mo + 16ㆍ% N 로 규정된 25 를 초과하는 PRE 를 얻는 것을 특징으로 하는 강합금.The balance is composed of not only Fe but also commonly occurring impurities and is characterized by obtaining a PRE exceeding 25 specified as PRE =% Cr + 3.3 ·% Mo + 16 ·% N as well as a hardness exceeding 56 HRC without deep cooling. Steel alloys. 제 1 항에 있어서, C = 0.42~0.60 중량 % 이고, 바람직하게는 0.42~0.50 중량 % 인 것을 특징으로 하는 강합금.The steel alloy according to claim 1, wherein C = 0.42 to 0.60 wt%, preferably 0.42 to 0.50 wt%. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, Si = 0.15~0.80 중량 % 이고, 바람직하게는 0.15~0.55 중량 % 인 것을 특징으로 하는 강합금.The steel alloy according to claim 1 or 2, wherein Si = 0.15 to 0.80% by weight, preferably 0.15 to 0.55% by weight. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, Mn = 0.4~0.8 중량 % 이고, 바람직하게는 0.4~0.7 중량 % 인 것을 특징으로 하는 강합금.The steel alloy according to any one of claims 1 to 3, wherein Mn = 0.4 to 0.8% by weight, preferably 0.4 to 0.7% by weight. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, Cr = 13~15 중량 % 이고, 바람직하게는 14~15 중량 % 인 것을 특징으로 하는 강합금.The steel alloy according to any one of claims 1 to 4, wherein Cr = 13 to 15% by weight, preferably 14 to 15% by weight. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, Mo = 2.6~4.0 중량 % 이고, 바람직하게는 2.6~3.0 중량 % 인 것을 특징으로 하는 강합금. The steel alloy according to any one of claims 1 to 5, wherein Mo = 2.6 to 4.0% by weight, preferably 2.6 to 3.0% by weight. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 탄화물, 질화물 및/또는 탄질화물을 포함하는 강합금에서, 탄화물, 질화물 및/또는 탄질화물의 최대 직경이 5㎛ 를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 강합금.The steel alloy comprising carbides, nitrides and / or carbonitrides, wherein the maximum diameter of the carbides, nitrides and / or carbonitrides does not exceed 5 μm. Steel alloy. 식품 산업에 적합한 칼과 카빙 나이프(caving knife) 등의 칼로서, 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 강합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 칼. Knives such as knives and caving knives suitable for the food industry, comprising a steel alloy according to any one of claims 1 to 7. 건식 또는 습식 면도용 절삭날로서, 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 따른 강합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 건식 또는 습식 면도용 절삭날.A cutting blade for dry or wet shaving, comprising the steel alloy according to any one of claims 1 to 7. 예를 들어 메스와 같은 외과용 절삭 공구로서, 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 따른 강합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.A surgical cutting tool, for example a scalpel, the cutting tool comprising a steel alloy according to any one of claims 1 to 7. 닥터 칼날 또는 크레핑 칼날로서, 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 따른 강합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 닥터 칼날 또는 크레핑 칼날.A doctor blade or creping blade, comprising a steel alloy according to any one of claims 1 to 7, doctor blade or creping blade.
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