KR20080048441A - 강 조성물, 이의 제조 방법 및 이로부터 제조된 물품 - Google Patents

강 조성물, 이의 제조 방법 및 이로부터 제조된 물품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 15.0 내지 20.0 중량%의 Ni, 2.0 내지 6.0 중량%의 Mo, 3.0 내지 8.0 중량%의 Ti, 0.5 중량% 이하의 Al, 잔부의 철 및 잔여 불순물을 포함하는 마르에이징 강 조성물, 이의 제조 방법 및 이로부터 제조된 물품에 관한 것이다. 이러한 조성물은 복합재료 판의 제 1 층일 수 있으며, 상기 제 1 층 위에 증착된 제 2 층을 가질 수 있고, 상기 제 2 층은 15.0 내지 20.0 중량%의 Ni, 2.0 내지 6.0 중량%의 Mo, 1.0 내지 3.0 중량%의 Ti, 0.5 중량% 이하의 Al, 잔부의 철 및 잔여 불순물을 포함하는 조성물을 가진다. 제 1 층은 58 내지 64 RC 범위의 경도값을 가지며, 제 2 층은 48 내지 54 RC 범위의 경도값을 가진다. 제 1 층은 분말 야금학적 기술을 이용하여 제조될 수 있다. 조성물로부터의 물품들은 장갑 판을 포함한다.
장갑 판, 복합재료 판.

Description

강 조성물, 이의 제조 방법 및 이로부터 제조된 물품{STEEL COMPOSITIONS, METHODS OF FORMING THE SAME, AND ARTICLES FORMED THEREFROM}
본 발명은 강 조성물의 제조 방법, 이로부터 제조된 강 조성물 및 강 조성물로부터 제조된 물품에 관한 것이다.
마르에이징 강은 상대적으로 많은 양의 니켈을 함유한 고강도, 저-탄소 마르텐사이트계 강의 타입이며, 시효 경화에 의해 석출물이 형성된다. 부분적으로 높은 인장 강도와 같은 우수한 기계적인 특성으로 인해, 마르에이징 강은 다양한 상업용 및 군사용 분야에 이용된다. 상업용 분야는 예를 들어 항공기 단조물(aircraft forging)을 포함한다. 특정의 마르에이징 강은 장갑판에 이용되는 것과 같이 군사용 분야에 대해 우수한 특성을 가지며, 발사체에 의한 관통에 대해 우수한 저항성을 가지는 것으로 알려졌다.
역사적으로 장갑판은 금속의 복합재료뿐만 아니라 세라믹, 강과 알루미늄과 같은 금속을 포함하는 다양한 재료로 제조되어 져 왔다. 최근의 장갑판에 대한 개선점에 따르면, 장갑판은 상대적으로 높은 방탄 기능을 가진 상대적으로 경량으로 제공된다. 따라서, 마르에이징 강은 장갑판 재료의 다양한 종래의 형태에 대해 특정 장점을 제공하는 것으로 알려졌다.
장갑판에 이용하기 위한 마르에이징 강을 제조하는 방법과 다양한 조성물들은 발사체에 의한 관통에 대한 저항성과 개선된 특징을 제공하도록 이용되어 져 왔다. 장갑판의 단단한 전방 측면은 발사체를 파괴시키거나 또는 이에 평평하게 펴지게 하는(flatten) 반면 상대적으로 연성인 후방 측면은 발사체를 캡춰한다(capture). 예를 들어 펜실베니아주, 워싱톤시의 Allegheny Ludlum으로부터의 K12®로써 상용으로 이용가능한 이중 경도 장갑판은 상대적으로 연성인 후방 측면과 상대적으로 높은 경도의 전방 측면으로 구성된 Ni-Mo-Cr 합금강에 기초한다. 조립체는 다단계 공정에 의해 롤-본드되고(roll-bonded), 상기 다단계 공정은 2개의 측면들이 강력한 금속 결합을 형성할 때까지 특정 온도로 가열하고 열간 압연하는 단계를 포함한다. 롤-본드된 판들은 그 뒤 어닐링 처리되고, 전단되며, 평평하게 펴진다(flattened).
그 외의 다른 장갑판 조립 및 제조 공정에서, 마르에이징 강의 복합재료 판은 강성의 외부 층과 접착성의 내부 층을 포함한다. 내부 층의 강은 중량 %에 기초하여 C≤O.01 , Si≤O.1 , Mn≤O.1 , P≤O.005, S≤O.005, Cu≤O.1 , Mo은 4.80 내지 5.20, Ni은 17.5 내지 18.5, Cr≤O.1 , Ti은 0.55 내지 0.70, Co은 8.0 내지 9.0를 함유한 화학적 조성물을 이용하는 공정에서 제조된다. 외부 층의 강은 중량 %에 기초하여 C≤O.01 , Si≤O.1 , Mn은 0.02 내지 0.20, P≤O.005, S≤O.005, Cu 는 0.01 내지 0.20, Mo은 4.80 내지 5.20, Ni은 17.5 내지 18.5, Cr은 0.01 내지 0.20, Ti은 1.80 내지 1.95, Co은 14.0 내지 15.5, Al은 0.05 내지 0.15, 제조 공정으로부터 야기된 오염물 및 잔여 철을 함유한 화학적 조성물을 이용한 공정에서 정제되도록 제조된다.
엄격한 수요자의 개별 사항에 부합되는 합금의 특성을 구현하기 위하여 합금 조성물과 제조 공정을 보다 신중하고 엄격하게 조절할 필요가 있다. 합금 조성물의 공정에서 미소한 조절로 인해 마르에이징 강의 성능과 특성에 있어서 상당한 영향이 미칠 수 있다. 이러한 요구사항으로 인해, 다양한 분야에 대한 마르에이징 강의 기계적인 특성을 개선시키기 위해 상당한 노력이 되어져 왔다. 예를 들어 마르에이징 합금에서 발사체 관통에 대한 저항성과 인장 강도를 증가시키기 위한 시도는 노 시간 및 온도, 어닐링 처리 및 시효 경화 온도, 압연 공정 및 이와 유사한 것들을 포함하는 넓은 범위의 공정 매개변수에 대해 합금 제조 방법에 초점이 맞춰진다. 보고된 방법들은 개선된 합금의 특성을 마르에이징 재료로 제공하기 위하여 다양한 공정 상태를 이용한다.
추가적인 개선점은 종래 기술의 공정에 대해 선호되며, 공정 환경과 합금 요소의 모니터링 및 조절이 마르에이징 강의 특성을 개선시키기 위해 의도된다. 특히, 마르에이징 강의 인장 강도를 개선시키고, 상대적으로 큰 일체성과 물리적인 특성을 제공하며 및/또는 상기 마르에이징 강으로 제조된 물품 내에서 발사체 관통에 대한 저항성의 개선이 지속적으로 요구된다.
한 실시예에서, 본 발명은 15.0 내지 20.0 중량%의 Ni, 2.0 내지 6.0 중량%의 Mo, 3.0 내지 8.0 중량%의 Ti, 0.5 중량% 이하의 Al, 잔부의 철 및 잔여 불순물을 포함하는 마르에이징 강 조성물을 제공한다.
그 외의 다른 실시예에서, 본 발명은 제 1 층을 포함하는 마르에이징 강의 판을 제공하며, 상기 제 1 층은 15.0 내지 20.0 중량%의 Ni, 2.0 내지 6.0 중량%의 Mo, 3.0 내지 8.0 중량%의 Ti, 0.5 중량% 이하의 Al, 잔부의 철 및 잔여 불순물을 포함하는 조합물로 형성된다. 판은 제 1 층 위에 증착된 제 2 층을 가진 복합재료일 수 있으며, 상기 제 2 층은 15.0 내지 20.0 중량%의 Ni, 2.0 내지 6.0 중량%의 Mo, 1.0 내지 3.0 중량%의 Ti, 0.5 중량% 이하의 Al, 잔부의 철 및 잔여 불순물을 포함하는 조성물을 가진다.
그 외의 다른 실시예에서, 본 발명은 제 1 층과 제 2 층을 포함하는 마르에이징 강의 복합재료 판을 제공하며, 제 1 층은 58 내지 64 RC 범위의 경도값을 가지며, 제 2 층은 48 내지 54 RC 범위의 경도값을 가진다.
본 발명은 마르에이징 강을 제조하기 위한 방법을 제공한다. 이러한 방법은 15.0 내지 20.0 중량%의 Ni, 2.0 내지 6.0 중량%의 Mo, 3.0 내지 8.0 중량%의 Ti, 0.5 중량% 이하의 Al, 잔부의 철 및 잔여 불순물을 포함하는 조성물을 가진 강을 제조하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에서, 본 발명은 마르에이징 강의 판을 제조하는 방법을 제공한다. 이러한 방법은 15.0 내지 20.0 중량%의 Ni, 2.0 내지 6.0 중량%의 Mo, 3.0 내지 8.0 중량%의 Ti, 0.5 중량% 이하의 Al, 잔부의 철 및 잔여 불순물을 포함하는 조성물로 형성된 제 1 층의 강을 제조하는 단계와 제 1 층을 마르에이징 강의 판으로 형성하는 단계를 포함한다. 판이 복합 재료 판인 실시예에서, 상기 방법은 15.0 내지 20.0 중량 %의 Ni, 2.0 내지 6.0 중량 %의 Mo, 1.0 내지 3.0 중량 %의 Ti, 0.5 중량 % 이하의 Al, 잔부의 철 및 잔여 불순물을 포함하는 조성물로 형성된 제 2 층의 강을 제조하기 위한 단계와 제 1 층과 제 2 층을 복합재료 판으로 형성하는 단계를 추가적으로 포함한다.
다른 실시예에서, 본 발명은 마르에이징 강의 판을 제조하는 방법을 포함한다. 이러한 방법은 58 내지 64 RC 범위의 경도값을 가진 조성물로 제조된 제 1 층의 강을 제조하는 단계 및 48 내지 54 RC 범위의 경도값을 가진 조성물로 제조된 제 2 층의 강을 제조하는 단계를 포함한다.
또한 본 발명은 마르에이징 강의 복합재료 판을 제조하는 방법을 제공한다. 이러한 방법은 제 1 층의 강을 제조하는 단계를 포함하고, 상기 제 1 층은 분말 야금학을 이용하여 제조되며, 조성물로 형성된 제 2 층의 강을 제조하는 단계를 포함하고 및 제 1 층과 제 2 층을 복합재료 판으로 형성하는 단계를 포함한다.
또한 본 발명은 강 조성물에 의해 형성된 제조물의 물품, 판 및 이를 기초한 방법을 제공한다.
본 발명은 상기 기술된 내용의 실시예에 제한되지 않으며, 청구항에 정의된 본 발명의 범위 내에서 변형이 가능하다.
본 발명의 특정 기술 내용은 본 발명을 명확히 이해하기 위한 요소들과 제한점을 기술하기 위하여 단순화되어지며 명확함을 위해 그 외의 요소들이 삭제되어 짐을 이해해야 한다. 본 발명의 명세서에서 고려되는 종래 기술의 당업자는 그 외의 다른 요소들 및/또는 제한점들이 본 발명을 실시하기 위해 선호될 수 있다는 것을 인지할 수 있을 것이다. 그러나 이러한 그 외의 다른 요소들 및/또는 제한점들이 본 발명의 기술 내용에서 고려되는 종래 기술에 의해 자명하고 본 발명을 완벽히 이해하기 위해 필요하지 않기 때문에, 이러한 요소들과 제한점들에 관한 논의는 본 명세서에서 제공되지 않는다. 본 명세서에 기술된 바와 같이, 예를 들어 본 발명의 강(steel)에 관한 특정 실시예는 장갑차에 적용된 고성능 장갑 판 분야에 이용될 수 있다. 장갑차에 이용된 장갑판(armor plate)을 제조하기 위한 방법은 종래 기술의 당업자에게 자명하며, 이에 따라 본 명세서에서는 기술되지 않는다. 따라서 본 명세서에 기술된 기술 내용은 단지 본 발명의 실례이며, 청구항의 범위를 한정하기 위함이 아니다.
게다가 본 발명 내의 특정 조성물(composition)은 장갑판 분야를 위한 부분들 또는 부품들과 같은 특정 고성능 부품과 물품을 제조하기 위하여 이용될 수 있는 합금의 형태로 기술된다. 그러나 본 발명은 본 명세서에 특히 및 명확히 기술되지 않은 용도로 제공되거나 이러한 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어 종래 기술의 당업자는 본 발명의 실시예가 그 외의 다른 고성능 물품으로 일체 구성될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그 외의 다른 고성능 물품들의 비-제한적인 실례 는 미사일 케이스, 원심형 로터, 항공기 및 기체 부분, 커플링, 펀치 및 다이와 같은 항공기 단조물, 로켓 부품 및 로켓 모터, 가스 터빈 엔진, 산업용 가스 터빈, 내연기관, 차량용 및 모터사이클용 부품, 레이싱 차량용 부품(예를 들어 밸브, 스프링, 볼트 및 브레이크), 열교환기, 예를 들어 탱크, 파이프, 밸브 펌프 및 이와 유사한 것과 같은 화학 및 석유화학 산업에 이용되는 설비, 생의학용 임플란트 부품, 수술 도구, 레크리에이션 설비, 스포츠 설비, 건축용 부품 및 빌딩 재료를 포함한다.
본 명세서의 실례 이외에, 또는 그 외의 다른 방법으로 기술되지 않는다면, 첨부된 청구항과 명세서의 일부분에 따라 재료의 양, 요소의 성분, 반응 시간 및 온도, 양의 비율 및 그 외의 다른 것과 같은 모든 개수의 범위, 양, 값 및 퍼센트는 심지어 용어 "대략"이 값, 량, 또는 범위와 함께 기술되지 않을지라도 용어"대략"과 함께 사용되는 것을 읽혀질 수 있다. 가능하다면, 청구항의 범위에 대한 균등론의 적용을 제한하지 않고, 각각의 수치 변수는 적어도 기록된 유효 숫자의 수로서 해석되고 통상의 어림법을 적용하여 해석하여야 한다.
본 발명의 넓은 범위로 구성된 수치 범위와 매개 변수가 근사값일지라도, 특정 실례에 구성된 수치값들은 가능한 정확하게 보고되어 진다. 그러나 임의의 수치값들은 하기 각각의 테스트 측정값에 기초한 표준 편차로부터의 필수 오차를 포함한다. 게다가 수치 범위가 본 명세서에 구성될 때, 이러한 범위는 열거된 범위의 종료점을 포함한다(즉 종료점이 이용될 수 있다). 중량 %가 본 명세서에 이용될 때, 이러한 언급된 수치값들은 전체 합금 중량에 관한 것이다. 또한 달리 지시되지 않는다면, 중량 %가 본 발명의 강 성분에 대해 제공될 때, 제공된 퍼센트는 각각의 성분의 요소 형태에 기초한다.
전체 또는 일부분인, 본 명세서에 참조 문헌으로 구성된 임의의 특허, 공고문 또는 그 외의 다른 공개자료들은 본 명세서에 구성된 정의, 기술 내용 또는 그 외의 다른 공개 자료와 모순되지 않는 구성 자료로서 본 명세서에 일체 구성된다. 이와 같이, 필요한 정도까지, 본 명세서에서 명시적으로 기술된 공개 내용은 본 명세서에서 참조 문헌으로 구성된 상충하는 내용에 대해 우선시된다.
본 명세서에 구성된 정의, 기술 내용 및 그 외의 공개 자료와 모순되지 않고, 본 명세서에 참조 문헌으로 구성된 자료 또는 이의 일부분은 구성된 자료와 현존하는 공개 자료 사이에 모순되지 않을 정도로 구성된다.
본 발명의 기술 내용은 균질 강판뿐만 아니라 이중 경도 복합강 장갑판에 이용될 수 있다. 본 명세서에 사용된 용어"균질 판(homogenous plate)"은 "복합재료 판(composite plate)"(즉 판이 형성되도록 서로 결합되고 개별적으로 형성된 층 또는 2개 이상의 판)에 비해 단일의 용융물 또는 분말 조성물로 제조된 단일 판을 의미한다. 따라서, 하기 구성된 제 1 및 제 2 층은 다양한 용도로 단독으로 제공되거나 복합강 장갑판으로서 하나 이상의 층 구조를 가진 배열로 이용될 수 있다. 용어 "소스(source)"는 용융물 또는 분말 혼합물에 대해 특정 요소의 구성성분을 제공하기 위하여 용융물 또는 분말 혼합물에 대한 내용물로서 이용되기에 적합한 임의의 재료를 의미한다. 본 명세서에 이용된 용어 "잔여 불순물"은 용융물 또는 분말 조성물에 대해 득이 되거나 또는 알려지지 않은 기능적 목적을 제공하는 용융물 또는 분말 조성물에 대한 부수적인 오염물로 기능을 하는 하나 이상의 구성 성분을 의미한다. 본 명세서에 기술된 "증착된" 또는 "제공된"이라는 문장은, 판 또는 층이 판 또는 층의 표면에 필수적으로 인접하지는 않지만 이 위에 또는 이 아래에 제공되거나 또는 증착됨을 의미한다. 예를 들어 제 1 층은 제 2 층 위에 직접적으로 층착될 수 있으며, 또는 하나 또는 그 외의 다른 층들이 이들 사이에 제공될 수 있다. 또한 단수 개념이 물품에 대해 언급될 때, 하나 이상 그리고 가능한 하나 보다 많은 물품(article)이 고려되며, 제공되거나 또는 이용될 수 있다.
본 발명은 고강도 강(high strength steel)에 관한 것이며, 특히 마르에이징 강(maraging steel), 이의 이용 및 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명 내의 특정 마르에이징 강은 본 명세서에 구성된 예를 들어 고성능 부품에 이용될 수 있다. 본 명세서에 구성된 그 외의 다른 선택적 첨가물과 함께 유효량의 니켈, 티타늄 및 몰리브덴을 첨가함에 따라, 마르에이징 강은 예를 들어 경도와 같은 고성능 특성을 가공된 인곳(ingot) 및 장갑판과 같이 인곳으로부터 형성된 결과 물품에 제공할 수 있다. 예를 들어, 특정 담금질 및 가공 공정에 의해 형성될 수 있는, 제 1 경도 범위 내의 제 1 경도를 제공하는 특정 화학적 성질을 가진 제 1 층 및 제 2 경도 범위 내의 제 1 경도보다 큰 제 2 경도를 제공하는 특정 화학적 성질을 가진 제 2 층을 포함하는 이중 경도 장갑판은 종래의 마르에이징 강에 비해 우수한 방탄 특성과 같은 상당한 고성능 특성을 가지도록 형성될 수 있다. 한 실시예에서, 제 1 층은 전방 측면일 수 있으며, 제 2 층은 장갑판의 후방 측면일 수 있다.
본 명세서에 실례로서 구성된 바와 같이, 상당한 범위의 경도값에 대해 기능 을 하도록 형성된 청구된 범위 내의 넓은 범위의 마르에이징 강과 형성 방법은 고성능 물품에 있어서 특정 장점을 제공한다. 본 명세서에 따라서, 이러한 경도 값은 특정 가공 상태에서 성분들의 조합물일 수 있는 Ni-Ti-Mo 물질과 같은 마르에이징 강으로부터 얻어질 수 있다.
제 1 층을 형성하는 물질은 주성분으로서 철, 니켈, 몰리브덴 및 티타늄의 성분들을 포함할 수 있으며, 부성분 또는 잔여 불순물로서 탄소, 망간, 인, 황, 규소, 크롬, 알루미늄, 구리, 니오븀(즉 콜럼븀), 질소 및 코발트의 하나 이상의 성분을 포함할 수 있지만 포함할 필요는 없다.
제 1 층의 주 성분들은 니켈 성분이 제 1 층의 최종 조성물의 15.0 내지 20.0 중량 %의 양으로 형성될 수 있도록 혼합될 수 있으며, 18.0 내지 19.0 중량%의 양으로 형성될 수 있다. 니켈의 다양한 형태 또는 소스(source)는 캐나다의 International Nickel Company로부터 상용으로 입수 가능한 전해 니켈(electrolytic nickel)로서 이용될 수 있다. 또한 정제된 형태의 니켈 및 니켈 펠릿이 이용될 수 있다. 티타늄 성분은 제 1 층의 최종 조성물의 1.0 내지 3.0 중량%의 양으로 형성될 수 있으며, 1.35 내지 1.45 중량%의 양으로 형성될 수 있다. 티타늄 성분의 소스는 예를 들어 합금 티타늄 또는 상용의 순수한 티타늄 첨가물과 같은 Ti-6AI-4V인 티타늄 스크랩을 포함할 수 있다. 몰리브덴 성분은 제 1 층의 최종 조성물의 2.0 내지 6.0 중량 % 범위의 양으로 형성될 수 있으며, 2.90 내지 3.10 중량%의 양으로 형성될 수 있다. 몰리브덴 성분의 소스는 예를 들어 몰리브덴 스크랩, 와이어 또는 MoO2를 포함할 수 있다.
알루미늄 성분은 제 1 층의 최종 조성물의 0.5 중량% 이하 범위의 양으로 제 1 층에서 주성분으로 첨가될 수 있으며, 0.1 중량% 이하의 범위의 양일 수 있다. 알루미늄 성분은 예를 들어 알루미늄 금속 첨가와 같은 종래 기술에 공지된 다양한 소스를 통해 첨가될 수 있다. 그 외의 다른 성분들이 제 1 층 마르에이징 강의 조성물 내에 존재할 수 있지만 존재할 필요는 없으며, 탄소, 망간, 인, 황, 규소, 크롬, 구리, 니오븀, 질소 및/또는 코발트를 포함할 수 있다. 각각의 상기 성분들은 합금 조성물 내에 잔여 불순물 또는 오염물로서 존재할 수 있다. 예를 들어 탄소 성분은 제 1 층의 최종 조성물의 0.05 중량% 이하 범위의 양으로 존재할 수 있으며, 0.02 중량%이하 범위의 양일 수 있다. 망간 성분은 제 1 층의 최종 조성물의 0.3 중량% 이하 범위의 양으로 존재할 수 있으며, 0.1 중량%이하 범위의 양일 수 있다. 인 성분은 제 1 층의 최종 조성물의 0.1 중량% 이하 범위의 양으로 존재할 수 있으며, 0.04 중량%이하 범위의 양일 수 있다. 황 성분은 제 1 층의 최종 조성물의 0.03 중량% 이하 범위의 양으로 존재할 수 있으며, 0.005 중량%이하 범위의 양일 수 있다. 규소 성분은 제 1 층의 최종 조성물의 0.5 중량% 이하 범위의 양으로 존재할 수 있으며, 0.1 중량%이하 범위의 양일 수 있다. 크롬 성분은 제 1 층의 최종 조성물의 1.0 중량% 이하 범위의 양으로 존재할 수 있으며, 0.5 중량%이하 범위의 양일 수 있다. 구리 성분은 제 1 층의 최종 조성물의 1.0 중량% 이하 범위의 양으로 존재할 수 있으며, 0.2 중량%이하 범위의 양일 수 있다. 니오븀 성분은 제 1 층의 최종 조성물의 0.3 중량% 이하 범위의 양으로 존재할 수 있으며, 0.15 중량%이하 범위의 양일 수 있다. 질소 성분은 제 1 층의 최종 조성물의 0.01 중량% 이하 범위의 양으로 존재할 수 있으며, 0.005 중량%이하 범위의 양일 수 있다. 코발트 성분은 제 1 층의 최종 조성물의 0.5 중량% 이하 범위의 양으로 존재할 수 있으며, 0.001 내지 0.5 중량% 범위의 양일 수 있다.
제조 공정에서 야기된 철 성분과 그 외의 다른 추적 불순물(trace impurity)은 제 1 층의 최종 조성물의 잔부(balance)로 형성될 수 있다. 철 성분의 몇몇 소스는 예를 들어 아이언 펀칭(iron punching), 스크랩 및 연강으로부터의 트림 재료(trim material)를 포함한다.
본 발명의 한 실시예에서, 제 1 층은 상용으로 이용 가능한 마르에이징 강일 수 있으며, 펜실베니아주 피츠버그시에 위치한 Allegheny Technologies Inc.로부터 상표명 VascoMax® T-250으로 판매된다.
제 2 층을 형성하는 물질은 주성분으로서 철, 니켈, 몰리브덴 및 티타늄의 성분들을 포함할 수 있으며, 부성분 또는 잔여 불순물로서 탄소, 망간, 인, 황, 규소, 크롬, 알루미늄, 구리, 니오븀, 질소 및 코발트의 하나 이상의 성분을 포함할 수 있지만 포함할 필요는 없다. 제 2 층의 주성분들의 소스는 제 1 층에 대해 상기 구성된 소스 및 형태와 동일하거나 상이할 수 있으며, 종래 기술의 당업자들에게 공지된 지식 내이다.
제 2 층의 주성분들은 니켈 성분이 제 2 층의 최종 조성물의 15.0 내지 20.0 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있도록 혼합될 수 있으며, 18.0 내지 19.0 중량% 범위의 양일 수 있다. 티타늄 성분은 제 2 층의 최종 조성물의 3.0 내지 8.0 중량% 범위의 양일 수 있으며, 5.9 내지 6.3 중량% 범위의 양일 수 있다. 몰리브덴 성분은 제 2 층의 최종 조성물의 2.0 내지 6.0 중량% 범위의 양일 수 있으며, 3.9 내지 4.1 중량% 범위의 양일 수 있다.
알루미늄 성분은 최종 조성물의 0.5 중량% 이하 범위의 양으로 제 2 층에서 주성분들로 첨가될 수 있으며, 0.05 내지 0.10 중량% 범위의 양일 수 있다. 그 외의 다른 성분들은 제 2 층 마르에이징 강의 조성물 내에 존재할 수 있지만 존재할 필요는 없으며, 탄소, 망간, 인, 황, 규소 크롬, 구리, 니오븀, 질소 및/또는 코발트를 포함할 수 있다. 각각의 상기 성분들은 합금 조성물 내에서 잔여 불순물 또는 오염물로 존재할 수 있다. 예를 들어 탄소 성분은 제 2 층의 최종 조성물의 0.05 중량% 이하 범위의 양으로 존재할 수 있으며, 0.02 중량%이하 범위의 양일 수 있다. 망간 성분은 제 2 층의 최종 조성물의 0.3 중량% 이하 범위의 양으로 존재할 수 있으며, 0.1 중량%이하 범위의 양일 수 있다. 인 성분은 제 2 층의 최종 조성물의 0.04 중량% 이하 범위의 양으로 존재할 수 있으며, 0.01 중량%이하 범위의 양일 수 있다. 황 성분은 제 2 층의 최종 조성물의 0.03 중량% 이하 범위의 양으로 존재할 수 있으며, 0.01 중량%이하 범위의 양일 수 있다. 규소 성분은 제 2 층의 최종 조성물의 0.5 중량% 이하 범위의 양으로 존재할 수 있으며, 0.1 중량%이하 범위의 양일 수 있다. 크롬 성분은 제 2 층의 최종 조성물의 1.0 중량% 이하 범위의 양으로 존재할 수 있으며, 0.5 중량%이하 범위의 양일 수 있다. 구리 성분은 제 2 층의 최종 조성물의 1.0 중량% 이하 범위의 양으로 존재할 수 있으며, 0.2 중량%이하 범 위의 양일 수 있다. 니오븀 성분은 제 2 층의 최종 조성물의 0.3 중량% 이하 범위의 양으로 존재할 수 있으며, 0.15 중량%이하 범위의 양일 수 있다. 질소 성분은 제 2 층의 최종 조성물의 0.01 중량% 이하 범위의 양으로 존재할 수 있으며, 0.007 중량%이하 범위의 양일 수 있다. 코발트 성분은 제 2 층의 최종 조성물의 0.5 중량% 이하 범위의 양으로 존재할 수 있으며, 0.001 내지 0.5 중량% 범위의 양일 수 있다.
제조 공정에서 야기된 철 성분과 그 외의 다른 추적 불순물(trace impurity)은 제 1 층의 최종 조성물의 잔부로 형성될 수 있다.
각각의 금속 성분에 대한 특정 산화물이 본 명세서에 논의될지라도, 필요 시 산화물 또는 탄산염과 같은 그 외의 적절한 조성물이 본 발명의 합금 재료를 형상하기 위하여 이용될 수 있다는 것은 종래 기술의 당업자들에게 자명할 것이다. 따라서 특정의 금속 산화물이 본 명세서에 공개될지라도 본 발명은 언급된 특정 산화 상태의 이용에 제한될 필요가 없으며, 그 외의 다른 산화 상태의 그 외 다른 금속 산화물 또는 탄산염이 특정 금속 산화물에 대해 부분적으로 또는 완전한 대체물로서 제공될 수 있다는 것은 종래 기술의 당업자에게 자명한 사실이다. 예를 들어 몰리브덴 산화물에 대해 본 발명은 MoO2, MoO3, Mo2O3 및 MoO2, MoO3 및 Mo2O3로 변환될 수 있는 조성물을 이용할 수 있다. 따라서 특정 금속 산화물이 본 발명에서 이용될지라도 본 발명의 범위는 상기 특정 성분에 제한되지 않음은 종래 기술의 당업자들에게 자명하다.
용융물(melt) 또는 분말 형태를 제조하는 단계에 관하여, 필요 시 철, 니텔, 티타늄, 몰리브덴 및 제 1 및/또는 제 2 층의 선택적인 알루미늄 성분이 종래 기술의 당업자들에게 공지된 방법으로 분쇄될 수 있으며(pulverize), 혼합될 수 있다. 원광(raw ore)은 분쇄 공정(crushing) 또는 전단 공정(shearing)을 통해 분쇄될 수 있으며, 모든 합금제(alloying agent)가 선호되는 양과 비율로 형성되도록 혼합될 수 있다. 또한 재료들을 적절히 선택함으로써 탄소, 망간, 인, 황, 규소, 크롬, 구리, 니오븀, 질소 및 코발트와 같은 그 외 다른 요소들이 최종 합금의 기계적인 특성에 대해 부정적인 영향이 미치는 것을 방지하거나 또는 선호되는 기계적인 특성을 획득하기 위하여 허용 가능한 수준으로 수용될 수 있다. 원료는 용융을 위한 조합제(preparation) 또는 분말 형태로 서로 혼합될 수 있다. 용융 시, 원료는 일련의 제조 및 용융 공정에 의해 균일한 원통형 또는 직사각형의 형태로 응고될 수 있다(consolidate). 상기 언급된 바와 같이, 용융물을 형성하기 위하여 각각의 원료들을 선택하고 첨가하는 것은 이러한 첨가물이 최종 형태인 합금의 특성에 영향을 미치기 때문에 신중히 조절되어 져야 한다.
또한, 예를 들면, 제 2 층 조성물의 금속 분말은 용융된 금속 스트림을 회전식 블레이드의 형태인 분무기에 붓는 진공 유도 용융(VIM)에 의해 제조될 수 있는데, 이것은 용융된 금속 액적(droplet)의 생성을 유발한다. 액적은 진공 또는 불활성 가스 분위기에서 신속히 응고될 수 있으며, 이에 따라 금속 분말 입자가 형성된다.
제 1 층의 조성물을 가지는 판과 같이, 본 발명의 장갑판의 층들 또는 하나 이상의 판들은 소모성 용해법(즉 진공 아크 재용융(VAR), VIM 또는 일렉트로-슬레그 재용융(ESR)), 비-소모성 용해법(비-소모성 전기 아크, 플라즈마 냉간 노상 용융법 또는 전자빔 냉간 노상 용융법) 또는 이러한 방법의 콤비네이션과 같은 종래의 용해법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어 제 1 층의 조성물로 적용 시, 상기 방법은 제 1 층의 적절한 강 조성물을 용융시키는 단계, 제 1 층의 조성물을 인곳(ingot) 또는 슬래브(slab)으로 주조시키는 단계 및 제 1 층을 중간 슬래브 두께로 열간 압연시키는 단계를 포함한다. 그 뒤, 제 1 층은 슬래브의 매칭 표면(mating surface)을 그라인딩하고 세척함으로써 제조될 수 있다. 본 발명의 복합 판을 제조 시, 제 2 층은 층들이 이들 사이에 강력한 금속 결합을 형성하도록 롤 결합되고(roll bonded) 제 1 층의 매칭 표면상으로 직접적으로 또는 간접적으로 증착될 수 있다. 제 2 층은 분말 형태(powdered form)로 형성될 수 있으며, 하기 상세히 기술된 바와 같이 제 1 층으로 부착되거나 또는 제 1 층과 유사한 방법으로 종래의 용융방법을 이용하도록 형성될 수 있다. 후자의 형태인 제 1 및 제 2 슬래브들은 미국 특허 제 5,749,140호 및 제 6,360,936호와 같이 종래 기술의 당업자에게 공지된 방법에 따라 조성물로 형성될 수 있으며, 상기 문헌은 본 명세서에서 참조 문헌으로 일체 구성되며 본 명세서에 구성된 가능한 공정 변형물을 포함한다. 예를 들어 제 1 및 제 2 슬래브는 전방 및 후방 슬래브 상에 팩(pack)을 형성하기 위하여 원주 용접 공정(peripheral welding) 및 폭발 클래딩 공정(explosive cladding)이 수행되며, 그 뒤 롤-본딩 공정(roll-bonding process)과 같이 2개 이상의 강이 선호되는 판 두께로 압연 가공된다. 용접된 슬래브 제조물은 배출되고 선호되는 판의 두께로 롤-본딩시키기 위하여 고 진공상태로 밀폐되듯이 밀봉된다. 그 뒤 슬래브는 필요 시 오스테나이트화(austenitizing), 퀸칭(quenching) 및 템퍼링에 의해 열처리될 수 있다.
제 2 층이 분말 형태로 제 1 판 층의 매칭 표면상으로 적층되는 실시예에서, 합성 슬래브는 다양한 분말 야금학적 기술에 의해 제조될 수 있다. 한 실시예에서, 예를 들어 제 2 층은 열간 등방 가압법(hot isostatic pressing)에 의해 선호되는 두께까지 선호되는 정도의 제 1 층의 매칭 표면으로 부착될 수 있다(apply). 그 뒤 합성 슬래브는 선호되는 판의 두께로 롤-본드될 수 있으며, 오스테나이트화(austenitizing), 퀸칭(quenching) 및 템퍼링에 의해 열처리될 수 있다. 분말 야금학적 기술을 이용하는 한 실시예에서, 예를 들어 본 발명의 제조물은 스랩을 형성하기 위해 제 1 층(후방 측부) 조성물의 인곳을 열간 압연하고, 슬래브의 표면을 평활 그라인딩(smooth grinding)하며, 후방측부 슬래브에 대해 제 2 층(전방 측부) 조성물의 금속 분말을 열간 등방 가압법(hot isostatically pressing)에 의해 제조된다. 이후 합성 슬래브는 최종 두께의 10배와 같은, 최종 두께의 2-20배의 중간 슬래브 크기까지, 2150℉(1177℃)과 같은 1900 내지 2300℉ (1038 내지 1260℃) 범위에서 가열될 수 있다. 그 뒤 슬래브는 냉각되고 블라스트되며(blast), 그 후 1850℉ (1010℃)와 같은 1600 내지 2100℉의 온도로 가열된다. 그 뒤 슬래브는 최종 크기로 압연될 수 있으며, 1700°F (927°C)와 같은 1650 내지 1750°F (899 내지 954°C)의 온도에서 어닐링 처리되고, 100°F (38°C) 이하로 냉각되며, 1500℉ (816℃)와 같은 1450 내지 155O℉(788 내지 843℃)의 온도에 서 어닐링 처리되고, 블라스트되며, 그 뒤 적당한 크기로 절단된다.
본 발명의 한 실시예에서, 제 1 층(가요성 측면)은 전체 조성물의 40 내지 50 중량%의 범위로 형성될 수 있으며, 전체 조성물의 45 중량%일 수 있는 반면 제 2 층(강성의 측면)은 전체 조성물의 50 내지 60 중량%의 범위일 수 있고 전체 조성물의 55 중량%일 수 있다. 이러한 형태로 조성물이 열처리될 때, 조성물의 비틀림이 최소화된다.
제 1 층(가요성 측면)은 2.0 내지 8.0 인치(5.1 내지 20.3 cm)의 두께와 같이 선호되는 두께로 형성될 수 있으며, 5.0 인치(12.7 cm)의 두께로 형성될 수 있다. 제 2 층(강성의 측면)은 본 명세서에 기술된 분말 야금학적 기울을 이용하여 제조될 수 있으며, 1.5 내지 6.0 인치(3.8 내지 15.2 cm)의 두께와 같은 선호되는 두께로 제 1 층에 대해 인접하게 직접적으로 또는 간접적으로 형성될 수 있으며, 4.1인치(10.4 cm)의 두께로 형성될 수 있다. 합성 슬래브가 제 1 및 제 2 층만을 포함하는 실시예에서, 합성 슬래브는 3.5 내지 14인치(8.9 내지 35.6 cm)의 두게와 같은 선호되는 두께로 형성될 수 있으며, 9.0인치(22.9 cm)의 두께로 형성될 수 있다.
한 실시예에서, 제 1 층(연성의 측면)은 48 내지 54 RC 범위의 로크웰 경도 스케일 C ("RC")로 측정된 경도값을 가질 수 있으며, 49 내지 51 RC 범위의 경도값을 가질 수 있다. 제 1 층의 경도값은 85O℉ 내지 1000℉ (454℃ 내지 538℃)의 온도에서 제 1 층을 시효 경화한 뒤 도달될 수 있으며, 925℉ (496℃)의 온도에서 제 1 층을 시효 경화한 뒤 도달될 수 있다. 제 2 층(강성의 측면)은 58 내지 64RC의 경도값을 가질 수 있으며, 59 내지 61 RC의 경도값을 가질 수 있다. 제 2 층의 경도값은 850℉ 내지 1000℉ (454℃ 내지 538℃)의 온도로 제 2 층을 시효 경화한 뒤 도달될 수 있으며, 925℉ (496℃)의 온도에서 제 2 층을 시효 경화한 뒤 도달될 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 제 2 층의 인장 강도는 상대적으로 높은 경도값을 구현하기 위하여 적어도 350 ksi (2413 N/mm2)이여야 한다.
하기 실례에서 기술되고 종래 기술의 당업자에게 공지된 바와 같이, 그 뒤 2차 제조를 위한 최종 형태로의 재용융 단계와 주조 공정이 완료된다. 최종 인곳은 열간 공정, 즉 상승된 온도에서의 단조 공정 또는 압연 공정에 의해 변형될 수 있으며, 어닐링 처리되고 선호되는 최종 제품을 제조하기 위해 이용될 수 있는 크기로 시효 경화된다. 예를 들어 인곳은 1500℉(816℃)에서 어닐링 처리될 수 있으며, 조성물의 특성을 결정하기 위하여 6시간 동안 925℉(496℃)에서 시효 경화된다. 열간 가공 공정은 선호되는 물리적인 특성을 재료에 제공하기 위하여 합금의 내부 구조와 물리적인 형태를 변형시킨다.
본 명세서에 제공된 실례에 기술된 바와 같이, 본 발명의 마르에이징 강 조성물과 이의 제조 방법은 저합금강과 함께 발생되는 담금질 작업의 오일 퀸칭 단계와 같은 담금질 공정 동안 감소되거나 실질적으로 제거된 비틀림 특정을 나타내며, 석출 경화될 수 있는 이중 경도 장갑판을 제공할 수 있다. 본 발명의 이중 경도 장갑판의 실시예에서, 장갑판은 열간 압연 후 냉각 단계 동안 현존하는 장갑판보다 적게 비틀릴 수 있다. 비록 제 1 층과 제 2 층 사이의 변태 온도로 인해 압연 공정 후 본 발명의 이중 장갑판은 다소 비틀림이 발생될 수 있으나, 평평화 작업 시(flattened) 이중 장갑판은 예를 들어 외부 열처리 장치를 이용하여 석출 경화 동안 실질적으로 평평한 상태로 유지될 것이다.
본 발명의 실시예의 방탄 성능은 Ni-Cr-Mo 합금강으로 제조된 현존하는 장갑판에 비해 우수하며, 보다 우수한 인성 특성을 나타낸다. 추가적으로 이중 경도 장갑판으로 제조 시, 본 발명의 실시예는 우수하고 보다 일정한 방탄 특성으로 인해 몇몇의 균질 장갑판에 대신할 수 있다. 장갑차와 같은 장치에 적용 시, 본 발명의 실시예는 균질한 장갑판과 같은 현존하는 장갑판에 비해 하나 이상의 우수한 방탄 특성, 낮은 중량, 상대적으로 용이한 조립, 우수한 내구성 및 다수의 히트 용량(multiple hit capacity)을 나타낼 수 있다.
본 발명에 따르는 합금의 개선된 특성은 특정의 고성능 제품에 이용하기 위하여 상대적으로 큰 패널의 제조를 야기할 수 있는 빌릿(billet)으로의 제조 시 우수한 비틀림 특성과 연성 특성을 제공한다는 것은 종래 기술의 당업자들에게 자명한 사실이다. 장갑차와 같은 장치에 적용 시, 본 발명의 실시예는 균질한 장갑판과 같은 현존하는 장갑판에 비해 하나 이상의 우수한 방탄 특성, 낮은 중량, 상대적으로 용이한 조립, 우수한 내구성 및 다수의 히트 용량(multiple hit capacity)을 나타낼 수 있다.
변형물들은 본 발명의 넓은 사상으로부터 벗어남이 없이 본 명세서에 기술된 실시예로 구성됨은 종래 기술의 당업자에게 자명하다. 따라서 본 발명은 공개된 특정 실시예에 제한되지 않으며 청구항에 정의된 본 발명의 범위와 사상 내의 변형물을 포함하는 것을 이해되어야 한다.

Claims (81)

15.0 내지 20.0 중량%의 Ni, 2.0 내지 6.0 중량%의 Mo, 3.0 내지 8.0 중량%의 Ti, 0.5 중량% 이하의 Al, 잔부의 철 및 잔여 불순물을 포함하는 마르에이징 강 조성물.
제 1 항에 있어서, 18.0 내지 19.0 중량%의 Ni을 포함하는 마르에이징 강 조성물.
제 1 항에 있어서, 3.9 내지 4.1 중량%의 Mo을 포함하는 마르에이징 강 조성물.
제 1 항에 있어서, 5.9 내지 6.3 중량%의 Ti을 포함하는 마르에이징 강 조성물.
제 1 항에 있어서, 0.05 내지 0.1 중량%의 Al을 포함하는 마르에이징 강 조성물.
제 1 항에 있어서, 잔여 불순물로써 중량 %에 기초하여 C ≤ 0.05, Mn ≤ 0.3, P ≤ 0.04, S ≤ 0.03, Si ≤ 0.5, Cr ≤ 1.0, Cu ≤ 1.0, Nb ≤ 0.3, N ≤ 0.01 , Co ≤ 0.5를 포함하는 마르에이징 강 조성물.
제 6 항에 있어서, C ≤ 0.02, Mn ≤ 0.1 , P ≤ 0.01 , S ≤ 0.01 , Si ≤ 0.1 , Cr ≤ 0.5, Cu ≤ 0.2, Nb ≤ 0.15, N ≤ 0.007, Co ≤ 0.5 중량 %를 포함하는 마르에이징 강 조성물.
마르에이징 강의 판에 있어서, 상기 판은 15.0 내지 20.0 중량%의 Ni, 2.0 내지 6.0 중량%의 Mo, 3.0 내지 8.0 중량%의 Ti, 0.5 중량 % 이하의 Al, 잔부의 철 및 잔여 불순물들을 포함하는 조성물로 형성된 제 1 층을 포함하는 마르에이징 강의 판.
제 8 항에 있어서, 상기 판은 제 1 층위에 증착된 제 2 층을 가진 복합 재료이고, 제 2 층은 15.0 내지 20.0 중량%의 Ni, 2.0 내지 6.0 중량 % Mo, 1.0 내지 3.0 중량%의 Ti, 0.5 중량% 이하의 Al, 잔부의 Fe 및 잔여 불순물을 포함하는 조성물 가지는 마르에이징 강의 판.
제 8 항에 있어서, 제 1 층은 18.0 내지 19.0 중량 %의 Ni를 포함하는 마르에이징 강의 판.
제 8 항에 있어서, 제 1 층은 3.9 내지 4.1 중량 %의 Mo를 포함하는 마르에 이징 강의 판.
제 8 항에 있어서, 제 1 층은 5.9 내지 6.3 중량 %의 Ti를 포함하는 마르에이징 강의 판.
제 8 항에 있어서, 제 1 층은 0.05 내지 0.1 중량 %의 Al를 포함하는 마르에이징 강의 판.
제 9 항에 있어서, 제 1 층은 조성물의 전방 측면이며, 제 2 층은 복합재료의 후방 측면인 마르에이징 강의 판.
제 9 항에 있어서, 제 2 층은 18.0 내지 19.0 중량%의 Ni를 포함하는 마르에이징 강의 판.
제 9 항에 있어서, 제 2 층은 2.9 내지 3.1 중량%의 Mo를 포함하는 마르에이징 강의 판.
제 9 항에 있어서, 제 2 층은 1.35 내지 1.45 중량%의 Ti를 포함하는 마르에이징 강의 판.
제 9 항에 있어서, 제 1 층은 0.1 중량% 이하의 Al을 포함하는 마르에이징 강의 판.
제 9 항에 있어서, 제 1 층은 잔여 불순물로써 중량 %에 기초하여 C ≤ 0.05, Mn ≤ 0.3, P ≤ 0.04, S ≤ 0.03, Si ≤ 0.5, Cr ≤ 1.0, Cu ≤ 1.0, Nb ≤ 0.3, N ≤ 0.01 , Co ≤ 0.5를 포함하는 마르에이징 강의 판.
제 19 항에 있어서, 제 1 층은 중량 %에 기초하여 C ≤ 0.02, Mn ≤ 0.1 , P ≤ 0.01 , S ≤ 0.01 , Si ≤ 0.1 , Cr ≤ 0.5, Cu ≤ 0.2, Nb ≤ 0.15, N ≤ 0.007, Co ≤ 0.5를 포함하는 마르에이징 강의 판.
제 9 항에 있어서, 제 2 층은 잔여 불순물로써 중량 %에 기초하여 C ≤ 0.05, Mn ≤ 0.3, P ≤ 0.1 , S ≤ 0.03, Si ≤ 0.5, Cr ≤ 1.0, Cu ≤ 1.0, Nb ≤ 0.3, N ≤ 0.01 , Co ≤ 0.5를 포함하는 마르에이징 강의 판.
제 21 항에 있어서, 제 2 층은 중량 %에 기초하여 C ≤ 0.02, Mn ≤ 0.1. P ≤ 0.04, S ≤ 0.005, Si ≤ 0.1 , Cr ≤ 0.5, Cu ≤ 0.2, Nb ≤ 0.15, N ≤ 0.005, Co ≤ 0.5를 포함하는 마르에이징 강의 판.
제 9 항에 있어서, 제 1 층은 58 내지 64 RC 범위의 경도값을 가지며, 제 2 층은 48 내지 54 RC 범위의 경도값을 가지는 마르에이징 강의 판.
제 23 항에 있어서, 제 1 층의 경도값은 59 내지 61 RC의 범위이며, 제 2 층의 경도값은 49 내지 51 RC의 범위인 마르에이징 강의 판.
제 9 항에 있어서, 제 1 층은 판의 40 중량% 내지 50 중량%를 포함하는 마르에이징 강의 판.
제 25 항에 있어서, 제 2 층은 판의 50 중량 % 내지 60 중량 %를 포함하는 마르에이징 강의 판.
청구항 제 8 항의 판을 포함하는 물품(article).
청구항 제 9 항의 복합재료 판을 포함하는 물품.
제 1 층과 제 2 층을 포함하는 마르에이징 강의 복합 재료 판에 있어서, 상기 제 1 층은 58 내지 64 RC의 경도값을 가지며, 상기 제 2 층은 48 내지 54 RC의 경로값을 가진 복합 재료 판.
제 29 항에 있어서, 제 1 층은 59 내지 61 RC의 경도값을 가지며, 제 2 층은 49 내지 51 RC의 경도값을 가지는 복합 재료 판.
제 29 항에 있어서, 제 1 층은 전방 측면이며 제 2 층은 후방 측면인 복합 재료 판.
제 29 항에 있어서, 제 1 층과 제 2 층의 경도값은 925 ℉(496 ℃)에서 시효 경화 후 도달되는 복합 재료 판.
청구항 제 29 항의 복합재료 판을 포함하는 물품.
마르에이징 강을 제조하는 방법에 있어서, 상기 방법은 15.0 내지 20.0 중량 %의 Ni, 2.0 내지 6.0 중량 %의 Mo, 3.0 내지 8.0 중량 %의 Ti, 0.5 중량 % 이하의 Al, 잔부의 철 및 잔여 불순물을 포함하는 조성물을 가진 강을 제조하는 단계 포함하는 마르에이징 강을 제조하는 방법.
제 34 항에 있어서, 합금은 18.0 중량 % 내지 19.0 중량 %의 Ni을 포함하는 마르에이징 강을 제조하는 방법.
제 34 항에 있어서, 합금은 3.9 중량 % 내지 4.1 중량 %의 Mo을 포함하는 마르에이징 강을 제조하는 방법.
제 34 항에 있어서, 합금은 5.9 중량 % 내지 6.3 중량 %의 Ti를 포함하는 마르에이징 강을 제조하는 방법.
제 34 항에 있어서, 합금은 0.05 중량 % 내지 0.1 중량 %의 Al을 포함하는 마르에이징 강을 제조하는 방법.
제 34 항에 있어서, 합금은 잔여 불순물로써 0.05 중량 % 이하의 C, 0.3 중량 % 이하의 Mn, 0.04 중량 % 이하의 P, 0.03 중량 % 이하의 S, 0.5 중량 % 이하의 Si, 1.0 중량 % 이하의 Cr, 1.0 중량 % 이하의 Cu, 0.3 중량 % 이하의 Nb, 0.01 중량 % 이하의 N 및 0.5 중량 % 이하의 Co를 포함하는 마르에이징 강을 제조하는 방법.
제 39 항에 있어서, 합금은 0.02 중량% 이하의 C, 0.1 중량% 이하의 Mn, 0.01 중량% 이하의 P, 0.01 중량% 이하의 S, 0.1 중량% 이하의 Si, 0.5 중량% 이하의 Cr, 0.2 중량% 이하의 Cu, 0.15 중량% 이하의 Nb, 0.007 중량% 이하의 N 및 0.5 중량% 이하의 Co를 포함하는 마르에이징 강을 제조하는 방법.
청구항 제 34 항의 방법에 의해 제조된 물품(article).
마르에이징 강의 판을 제조하는 방법에 있어서, 상기 방법은
15.0 내지 20.0 중량 %의 Ni, 2.0 내지 6.0 중량 %의 Mo, 3.0 내지 8.0 중량 %의 Ti, 0.5 중량 % 이하의 Al, 잔부의 철 및 잔여 불순물을 포함하는 조성물로 형성된 제 1 층의 강을 제조하는 단계 및 제 1 층을 마르에이징 강의 판으로 형성하는 단계를 포함하는 마르에이징 강의 판을 제조하는 방법.
제 42 항에 있어서, 판은 복합재료 판이며, 상기 방법은
15.0 내지 20.0 중량 %의 Ni, 2.0 내지 6.0 중량 %의 Mo, 1.0 내지 3.0 중량 %의 Ti, 0.5 중량 % 이하의 Al, 잔부의 철 및 잔여 불순물을 포함하는 조성물로 형성된 제 2 층의 강을 제조하는 단계 및 제 1 층과 제 2 층을 복합재료 판으로 형성하는 단계를 포함하는 마르에이징 강의 판을 제조하는 방법.
제 43 항에 있어서, 제 1 층은 조성물의 전방 측면이며 제 2 층은 조성물의 후방 측면인 마르에이징 강의 판을 제조하는 방법.
제 42 항에 있어서, 제 1 층은 18.0 내지 19.0 중량%의 Ni, 3.9 내지 4.1 중량%의 Mo, 5.9 내지 6.3 중량 %의 Ti 및 0.05 내지 0.1 중량%의 Al을 포함하는 마르에이징 강의 판을 제조하는 방법.
제 43 항에 있어서, 제 2 층은 18.0 내지 19.0 중량%의 Ni, 2.9 내지 3.1 중 량 %의 Mo, 1.35 내지 1.45 중량% Ti, 0.1 중량 %이하의 Al을 포함하는 마르에이징 강의 판을 제조하는 방법.
제 43 항에 있어서, 제 1 층은 잔여 불순물로써 중량 %에 기초하여 C ≤ 0.05, Mn ≤ 0.3, P ≤ 0.04, S ≤ 0.03, Si ≤ 0.5, Cr ≤ 1.0, Cu ≤ 1.0, Nb ≤ 0.3, N ≤ 0.01 , Co ≤ 0.5를 포함하는 마르에이징 강의 판을 제조하는 방법.
제 47 항에 있어서, 제 1 층은 중량 %에 기초하여 C ≤ 0.02, Mn ≤ 0.1 , P ≤ 0.01 , S ≤ 0.01 , Si ≤ 0.1 , Cr ≤ 0.5, Cu ≤ 0.2, Nb ≤ 0.15, N ≤ 0.007, Co ≤ 0.5를 포함하는 마르에이징 강의 판을 제조하는 방법.
제 43 항에 있어서, 제 2 층은 잔여 불순물로써 중량 %에 기초하여 C ≤ 0.05, Mn ≤ 0.3, P ≤ 0.1, S ≤ 0.03, Si ≤ 0.5, Cr ≤ 1.0, Cu ≤ 1.0, Nb ≤ 0.3, N ≤ 0.01 , Co ≤ 0.5를 포함하는 마르에이징 강의 판을 제조하는 방법.
제 49 항에 있어서, 제 2 층은 중량 %에 기초하여 C ≤ 0.02, Mn ≤ 0.1 , P ≤ 0.04, S ≤ 0.005, Si ≤ 0.1 , Cr ≤ 0.5, Cu ≤ 0.2, Nb ≤ 0.15, Ni ≤ 0.005, Co ≤ 0.5를 포함하는 마르에이징 강의 판을 제조하는 방법.
제 43 항에 있어서, 제 1 층은 58 내지 64 RC 범위의 경도값을 가지도록 제 조되며, 제 2 층은 48 내지 54 RC 범의의 경도값을 가지도록 제조되는 마르에이징 강의 판을 제조하는 방법.
제 51 항에 있어서, 제 1 층은 59 내지 61 RC 범위의 경도값을 가지도록 제조되며, 제 2 층은 49 내지 51 RC 범의의 경도값을 가지도록 제조되는 마르에이징 강의 판을 제조하는 방법.
제 43 항에 있어서, 제 1 층은 제 2 층으로 롤 본드되는(roll bonded) 분말 야금학(powdered metallurgy)을 이용하여 제조되는 마르에이징 강의 판을 제조하는 방법.
청구항 제 42 항의 방법에 의해 제조된 물품.
청구항 제 43 항의 방법에 의해 제조된 물품.
제 43 항에 있어서, 제 1 층은 판의 40 중량 % 내지 50 중량 %를 포함하는 마르에이징 강의 판을 제조하는 방법.
제 43 항에 있어서, 제 2 층은 판의 50 중량 % 내지 60 중량 %를 포함하는 마르에이징 강의 판.
마르에이징 강의 판을 제조하는 방법에 있어서, 상기 방법은
58 내지 64 RC 범위의 경도값을 가진 조성물로 형성된 제 1 층의 강을 제조하는 단계 및 48 내지 54 RC 범위의 경도값을 가진 조성물로 제조된 제 2 층의 강을 제조하는 단계를 포함하는 마르에이징 강의 판을 제조하는 방법.
제 58 항에 있어서, 제 1 층은 59 내지 61 RC 범위의 경도값을 가지며, 제 2 층은 49 내지 51 RC의 경도값을 갖는 마르에이징 강의 판을 제조하는 방법.
제 58 항에 있어서, 제 1 층은 전방 측면이며, 제 2 층은 후방 측면인 마르에이징 강의 판을 제조하는 방법.
제 58 항에 있어서, 제 1 층과 제 2 층의 경도값은 850℉ 내지 1000℉(454℃ 내지 538℃)에서 시효 경화 후 도달되는 마르에이징 강의 판을 제조하는 방법.
제 58 항에 있어서, 제 1 층은 제 2 층으로 롤 본드되는 분말 야금학을 이용하여 제조되는 마르에이징 강의 판을 제조하는 방법.
마르에이징 강의 복합재료 판을 제조하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은
-제 1 층의 강을 제조하는 단계를 포함하고, 상기 제 1 층은 분말 야금학을 이용하여 제조되며,
-조성물로 형성된 제 2 층의 강을 제조하는 단계를 포함하고 및
-제 1 층과 제 2 층을 복합재료 판으로 형성하는 단계를 포함하는 마르에이징 강의 복합재료 판을 제조하기 위한 방법.
제 63 항에 있어서, 제 1 층은 열간 등방 가압법에 의해 제 2 층으로 부착되는 마르에이징 강의 복합재료 판을 제조하기 위한 방법.
제 63 항에 있어서, 제 1 층은 58 내지 64 RC 범위의 경도값을 가지도록 제조되며, 제 2 층은 48 내지 54 RC 범위의 경도값을 가지도록 제조되는 마르에이징 강의 복합재료 판을 제조하기 위한 방법.
제 65 항에 있어서, 제 1 층은 59 내지 61 RC 범위의 경도값을 가지도록 제조되며, 제 2 층은 49 내지 51 RC 범위의 경도값을 가지도록 제조되는 마르에이징 강의 복합재료 판을 제조하기 위한 방법.
제 63 항에 있어서, 제 2 층은 2 내지 8 인치(5.1 내지 20.3 cm)의 두께로 제조되는 마르에이징 강의 복합재료 판을 제조하기 위한 방법.
제 63 항에 있어서, 제 1 층은 제 2 층으로 열간 등방 가압되어 1.5 내지 6 인치(3.8 내지 15.2 cm)의 두께로 형성되는 마르에이징 강의 복합재료 판을 제조하기 위한 방법.
제 63 항에 있어서, 복합재료 판을 석출경화시켜 제 2 층이 제조되는 단계를 추가적으로 포함하는 마르에이징 강의 복합재료 판을 제조하기 위한 방법.
제 63 항에 있어서, 제 1 층은 15.0 내지 20.0 중량%의 Ni, 2.0 내지 6.0 중량%의 Mo, 3.0 내지 8.0 중량%의 Ti, 0.5 중량% 이하의 Al, 잔부의 Fe 및 잔여 불순물을 포함하는 마르에이징 강의 복합재료 판을 제조하기 위한 방법.
제 70 항에 있어서, 제 2 층은 15.0 내지 20.0 중량%의 Ni, 2.0 내지 6.0 중량%의 Mo, 1.0 내지 3.0 중량%의 Ti, 0.5 중량% 이하의 Al, 잔부의 Fe 및 잔여 불순물을 포함하는 마르에이징 강의 복합재료 판을 제조하기 위한 방법.
제 63 항에 있어서, 제 1 층은 18.0 내지 19.0 중량%의 Ni, 3.9 내지 4.1 중량%의 Mo, 5.9 내지 6.3 중량%의 Ti 및 0.05 내지 0.1 중량% Al을 포함하는 마르에이징 강의 복합재료 판을 제조하기 위한 방법.
제 72 항에 있어서, 제 2 층은 18.0 내지 19.0 중량%의 Ni, 2.9 내지 3.1 중량%의 Mo, 1.35 내지 1.45 중량%의 Ti 및 0.1 중량% 이하의 Al을 포함하는 마르에 이징 강의 복합재료 판을 제조하기 위한 방법.
제 63 항에 있어서, 제 1 층은 잔여 불순물로써 중량 %에 기초하여 C ≤ 0.05, Mn ≤ 0.3, P ≤ 0.04, S ≤ 0.03, Si ≤ 0.5, Cr ≤ 1.0, Cu ≤ 1.0, Nb ≤ 0.3, N ≤ 0.01, Co ≤ 0.5를 포함하는 마르에이징 강의 복합재료 판을 제조하기 위한 방법.
제 74 항에 있어서, 제 1 층은 중량 %에 기초하여 C ≤ 0.02, Mn ≤ 0.1, P ≤ 0.01, S ≤ 0.01, Si ≤ 0.1, Cr ≤ 0.5, Cu ≤ 0.2, Nb ≤ 0.15, N ≤ 0.007, Co ≤ 0.5를 포함하는 마르에이징 강의 복합재료 판을 제조하기 위한 방법.
제 63 항에 있어서, 제 2 층은 잔여 불순물로써 중량 %에 기초하여 C ≤ 0.05, Mn ≤ 0.3, P ≤ 0.1, S ≤ 0.03, Si ≤ 0.5, Cr ≤ 1.0, Cu ≤ 1.0, Nb ≤ 0.3, N ≤ 0.01, Co ≤ 0.5를 포함하는 마르에이징 강의 복합재료 판을 제조하기 위한 방법.
제 76 항에 있어서, 제 2 층은 중량 %에 기초하여 C ≤ 0.02, Mn ≤ 0.1, P ≤ 0.04, S ≤ 0.005, Si ≤ 0.1, Cr ≤ 0.5, Cu ≤ 0.2, Nb ≤ 0.15, N ≤ 0.005, Co ≤ 0.5를 포함하는 마르에이징 강의 복합재료 판을 제조하기 위한 방법.
제 63 항에 있어서, 제 1 층은 판의 40 중량 % 내지 50 중량 %를 포함하는 마르에이징 강의 복합재료 판을 제조하기 위한 방법.
제 63 항에 있어서, 제 2 층은 판의 50 중량 % 내지 60 중량 %를 포함하는 마르에이징 강의 복합재료 판을 제조하기 위한 방법.
청구항 제 63 항의 방법에 의해 형성된 물품.
제 80 항에 있어서, 물품은 장갑 판인 것을 특징으로 하는 물품.
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