TW445300B - Age hardenable alloy with a unique combination of very high strength and good toughness - Google Patents

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445300 A7 _________B7 五、發明説明（1 ) 發明範圍 本發明係關於可老化變硬麻田散鋼合金，及特別是這類 提供獨特結合非常高強度與可接受水準之斷裂靭性之合金。 發明背景 多樣之應用要求使用具有結合高強度及高靭性之合金。 例如彈道誤差之應用要求維持強度和靭性平衡之合金，如 此當合金受發射體（例如 5 〇 口徑裝甲貫穿子彈）之衝擊 時，可抑制粉碎與損傷。對這種合金之其他可能用途包栝 航空器之結構組份，例如起落寒或喷射引擎之主軸，及卸 工組件。 边今，彈道誤差合金鋼已發表以重量百分比表示具有下 列组成： 碳 0.38-0.43 錳 0.60-0.80 矽 0.20-0.3 5 鉻 0.70-0.90 鉬 0.20-0.30 鎳 1.65-2.00 鐵 其餘部分 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 广诸先聞讀背面·νί法意事磺存填寫本寅) 此合金自843。(：（155〇。1?)以油淬火-，随後回火來處理。 回火至硬度爲HRC 57提供以V5〇速度測量最佳之彈道表 現。Vso速度爲投射體在該t度下有5 〇 %可能性穿透装 甲。無論如何，當回火至硬度爲HRC 57時，合金有易於 碎裂、粉碎及成片狀之傾向，且合金之多重撞擊表現劇烈 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇χ297公楚） ^ 445300 A7 B7 五、發明説明（2 ) 也降級。爲了 4到V5D表現與免於碎裂、粉碎及形成片狀 I最佳結合，將合金回火至硬度爲11尺(：53。無論如何， 爲了提供在低硬度時有效之抗發射體表現，旬員使用厚片 之合金。厚片之使用.對許多應用不實用，例如飛行器，因 爲增加製造組件之重量。 另一種具有良好抵抗碎裂、粉碎及形成片狀之合金也已 發表。該合金以重量百分比表示具有下列组成： 碳 0.12-0.17 鉻 1、8-3.2 鉬 0.9-1.35 鎳 9： 5 -1 〇 . 5 鉛 11.5-14.5 鐵 其餘部分 雖然此合金在高速發射體貫穿時由於其良好之衝擊靭性對 碎裂與粉碎有抵抗力，但該合金作裝甲材科時有很多缺點 因爲其有HRC 52之頂點老化硬度。因此，爲了提供有效 抗發射體表現，必須使用不受歡迎之厚片合金。如上所 述，厚片之使用對飛行器是不實際的。 經濟部中央標準局貞工消費合作社印裝 以重量百分比表 此外，一種具下列組成之合金已發表 示爲：. 碳 0.40-0.46 錳 1ΤΓ65-0.90 矽 1.45-1.80 鉻 0.70-0.95 -5- 本纸蒗尺度適用中國國家棹準（CNS ) A4规格（2丨0'〆2?»7公釐） 445300 Α7 Β7 五、發明説明（3) if\ 0-30-0.45 鎳 1-65-2.00 釩 最少0.0 5 鐵， 其餘部分 該合金可提供1931_2068 MPa(28 0-3 00 ksi)範圍之抗 張強度’及以應力強度因子Kic表示約60.4-65.9 MPav^(55-6〇 k s i 之斷裂勒性。 高強度、高斷裂靭性、可老化變硬麻巴散合金已發表以 重量百分Λ表示具有下列組成」 (諳先閡讀背面之注意事項再填寫本頁) "裝· 經濟部中央標準局員工消費合作社印裂 合金I 舍金II 碳 0.2-0.33 * 0.2-0.33 最多0.2 最多0.20 矽 最多0 . 1 最多0.1 鱗 最多0.008 最多0.008 硫 最多0.004 最多0.0040 鉻 2-4 2-4 鉬 0.75-1,75 0-75-1.75 鎳 10.5-15 10.5-15 始 8-17 8-17 鋁 最多0.0 1 最多0.0 1 鈦 最多0.0 1 : 最多0.02 舞 微量-0.0 (Π〜 少但有效之量，最多至0.030 鑭 微量，0 f 0 0 1 少但有效之量，最多至0.01 鐵 其餘部分 其餘部分 -,訂

A -6 - 本纸張尺度適用中國國家標準{ CNS ) A4規格（210x297公釐） 445 3 0 〇 A7 B7 第86113040號專利申請案 中文說明書修正月：1一~

五、發明説牡 (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 這些合金能提供以應力強度因子KIC表示其斷裂靭性 2109.9 MPaVi7(^：l〇〇 ksi VH)，及以最終抗張強度 U T _S 表示約為 1931-2068 MPa(280-300 ksi)之強度。 無輪如何，對具有比已知合金更高強度之合金已發生需 要’以提供改良之彈道表現及較強之結構組件。已知斷裂 靭性與降伏強度及最終抗張強度為相反關係。因此，為了 组件適當之可靠性，以及允許針對結構组件可造成毁滅性 破壞之破壞作非破壞檢測，此合金也應提供足夠水準之斷 裂革性。 發明概述 根據本發明之合金為可老化變硬麻田散鋼，其相對已知 合金在維持可接受水準之斷裂靭性下提供明顯較高之強 度。特別地，本發明合金可提供至少約2068 MPa(300 ks i)之最終抗張強度，及在長度方向至少約7 1 4 MPaVir(65 ksiU之仏⑴斷裂靭性。本發明合金也能提 供至少約2137 MPa(310 ksi)之UTS及在長度方向至少 約 65.9 MPav^(60ksiVH)之 KIC 斷裂靭性。 本發明之可老化變硬、麻田散鋼概略及較佳之組成範圍 經濟部中央標準局员工消費合作社印裝 如下， 以重量百分比表示： 概略的 較佳的 碳 0.21-0.34 0.22-0.30 0-0.20 0-0.05 石夕 〇-〇.10 0-0.10 磷 0-0.008 0-0.006 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公董） 4 453〇〇 第86m〇4〇號專利申請案 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 中文說明書修正頁(89年12月） kl 丨 β 7 發明説明 (5 )年戶j R核二广| 〇ι補充ί 硫 0-0.003 0-0.002 鉻 L , 5 - 2 . 8 0 1.80-2.80 鉬 0-90-1.80 1.10-1.70 鎳' 10-13 10.5-11.5 鈷 14.0-22.0 14.0-20.0 鋁 0-0.1 0-0.01 0-0.05 0-0.02 舞 有效量~ 0.030 有效量一0.0 1 鑭 有效量一〇 . 〇 1 〇 有效量一0.005 合金之其餘部分本質上為鐵，除了商業級之這類鋼常見 之雜質，以及少量其他元素之外。這些元素可由幾千分之 百分比變化大至不令人不快地降低所要求此合金提供之 結合性質之大量。 本發明合金相當均衡的’以不變地提供比已知合金強度 及斷裂靭性優越之結合。為了此目的，碳與鈷為平衡的， 故Co/C之比例至少約為43，至少约52較佳，而不大於約 100 ’不大於吃7 5較佳。 在一例具體實施例中，合金含有高至約〇 〇 3 〇 %鈽及高 至於0.0 1 0 %鑭。當鈽對硫之比例（c e / s )為至少約2且不 大於約1 5時存在有效量之鈽與鑭。c e / S比例不大於約1 〇 較佳。 在另一具體實施例中，小但有效量之鈣及/或其他吸硫 元素存在合金中，取代一些或全部之鈽及鑭。對最好之結 果，至少約1 0百萬分之一之鈣或除了鈣之外之吸硫元素 ί H - n n -- - 1.. /衣| I I— n - I- (請先闉讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸悵尺度適用中國國家襟準（CNS ) A4規格（210χ297公釐） 445300 A7 B7 五、發明説明（6 ) 存在合金中。 前述之圖表提供作方便之摘要，而非有意藉以限制用於 互相化合本發明合金各別元素上下値之範園，或限制單獨 用於互相結合元素之範園。因此，—或多種之概略组成元 素之範園可與較佳组成中一或多種其他元素之範園—同使 用。此外，一個較佳具體某元素之最少或最多量可與另外 較佳具體實施例中此元素之最多或最少量一起使用。在此 應用中，除非另有指明，百分比（％ )意爲重量百分比。 較佳具體實施例之詳細描述— 根據本發明之合金至少含有約0.2 1 %碳，且至少約 0,22%較佳。碳貢獻合金良好之強度及硬度性質，其主要 經由與其他元素，例如絡及鉬化合’在老化熱處理中形成 Μα碳化物。無論如何，太多碳對斷裂靭性、室溫恰比v 槽（CVN)衝擊靭性及抗應力腐蝕破裂能力有不利之影 響。因此’碳限制在不超過約〇，3 4 %。以不超過〇 3 〇 % 較佳。 經濟部t央標準局員工消f合作社印製 (諳先聞讀背面之注$項再填寫本頁) 飴只獻此合金非常高之強度，並藉由增進M2c碳化物 之異質成核點而有利於合金之老化變硬。此外，我們已觀 察到添加鈷增進強度比添加碳對合金靭性之損害較少。因 此 〇金含有至少約1 4 · 0 %鉛。例如，至少約1 4 3 %、 14.4%或I4.5%之鈷存在合金:中。至少約15 〇%鈷存在 合金中較佳。無論如何，對^束特別高強度合金之應用， 可用至少約16.0 %鈷存在合金-中。因爲鈷爲貴元素，由鈷 所知到之好處無法成爲使用無限量鈷於合金中之理由。因 -9- 本紙張尺度適用巾®國家標準（CNS )八4祕（2I0X297公後 445300 A7 B7 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 五、發明説明（7 ) 此，銘限制在不超過約22.0%，而以不超過約20.0%較佳β 在本發明合金中控制碳及鈷以利於非常高強度與高靭性 之優良結合。我們已觀察到增加姑碳比例（C 〇 / c)促進靭 性之增加及強度與靭性較好之結合。此外，增加C 〇 / c比 有益於合金之V形切π靭性。因此，控制本發明合金中之 姑及碳’如此C 〇 / c比至少約4 3，而至少約5 2較佳。無論 如何’由高Co/C比得到之好處，被製造太高c〇/c比合金 之高成本所抵銷。因此，限制C 〇/C比不超過約1 〇 〇，而 以不超過約7 5較佳。 絡在老化製程中與碳化合爲M2 C碳化物，贡獻此合金 良好之強度及硬度能力。因此-，存在合金中之鉻至少約爲 1 . 5 %，而以至少約！. 8 〇 %較佳。無論如何，過量之鉻增 加合金對過老化之敏感度。此外，太多鉻造成晶粒邊界碳 化物析出之增加，這對合金之靭性及延展性有不利之影 響。所以，限制鉻不超過約2.8 0 %，而以不超過约 2.6 0%較佳。 鉬，如同鉻，因爲其在老化製程中與碳化合爲Μ 2 C碳 化物貢獻此合金良好之強度及硬度能力而存在合金中。另 外，鉬降低合金對過老化之敏感度，並有益於抗應力腐蝕 破裂能力。因此，存在合金中之鉬至少約0.9 0 %，而以至 少約1 1 0 %較佳。無論如何，；多鉬增加不受歡迎之晶粒 邊界碳化物析出之風險，這厢nt成靭性及延展性之降低。 因此，限制鉬不超過約1 8 0 %，而以不超過約1.7 0 %。 存在合金中之鎳至少約1 〇 %，而以至少約1 0 5 %較 -10- f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

本纸張尺度適用中國國家標準（匸奶）八4祕（2丨0父297公釐） 445 3 〇 〇 Α7 Β7 經濟部中央楳準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（8) 佳。因爲鍊有益於變硬能力，並減少合金對淬火速率之敏 感度’如此可接受之CVN靭性爲容易可得到的。鎳也有 益於抗應力腐蝕破裂能力，在-54°C(-65°F)量測之KIC 斷裂靭性及Q値（定義爲[(HRC-35)3 x (CVN；) + 1 000]，此處CVN以呎-磅量測）。無論如何，過量之鎳促 進對過老化之敏感度。因此，在合金中之鎳限制在不超過 約1 3 %，而以不超過1 1，5 %較佳。 其他元素可以不減損要求性質之量存在合金中。鎂存在 之量不超過約0.20%，最好仍不超過約〇〗〇%，因爲鎂 對合金之斷裂勒性有不利之影響。最好限制鎮含量不超過 約0.05%。且最多約〇‘10%矽、最多約〇 1〇/〇鋁、與最多 約0，0 5 %鈦可以來自少量去氧化作用添加物之殘留物形式 存在。最好限制鋁含量不超過約0.01%且限制鈦含量不超 過约0.0 2 %。 存在合金中有利硫化物形狀控制之小而有效量元素，與 疏化合形成含硫化物之物有益於斷裂靭性，而其對斷裂靭 性沒有反效果。美國專利5，.268,044號描述類似效應，在 此藉委託而合併。在本發明之一具體實施例中，合金含有 高至约0.0 3 0 %之鈽及高至約〇 . 〇丨0 %鑭。提供在合金中 之鈽及鑭之較佳方法爲在熔化製程中全程加入混合稀土无 素’其量足以在類似轉造物兮A R鍵恢復有效量之舞及 鋼。當铈對硫之比例（Ce/sy^少約爲2時存在有效量之鈽 及鋼。當Ce/S比例大於約15時，對合金之加工能力及張 力延展性有不利之影響。最好C e / S比例不超過約1 〇。爲 本紙張妓適财ϋϋ家辟（c：叫Α4· ( 2獻297公瘦） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂_ 445 3 0 0 A7 B7 經濟部中失標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（9 了確保良好之熱加工能力，例如當合金受與滚鍛相對之壓 锻時，其含有之卸不超過約0 〇〗％而鑭不超過約 0.005%。在此合金另一具體實施例中，小但有效量之鈣 及/或其他得硫元素，例如鎂或釔，存在合金中取代一些 或所有鈽及鑭以提供有益處之硫化物形狀控制。對最好之 結果，至少约10百萬分之—之鈣或除鈣之外之得硫元素 存在合金中。最好鈣爲均衡的，故Ce/S比例至少約爲2。 合金之其餘部分本質上爲鐵，除了在作類似業務或用途 之商業級合金常見之雜質之外2這類元素之水平必須控制 以避免對要求之性質有不利之影響.。例如，限制磷含量不 超過約0 · 0 0 8 %而以不超過約· 0 〇 〇 6 %較佳，因爲其對合 金有脆化效應。硫，雖然難免存在，限制在不超過 0.003%，以不超過約0 002%較佳而仍以不超過約 0 · 0 0 1 %最佳’因爲硫對合金之斷裂勒性有不利之影響。 本發明合金使用傳統眞空熔化技術可容易熔化之。對最 好之結果’複式熔化之實行較佳。較佳之實行法爲在眞空 感應爐（VIM)中熔化熱之合金並澆鑄爲電極形式。混合關 於上述硫化物形狀控制之添加物以在轉造溶化VIΜ熱合 金之前進行。隨後電極作眞空電弧再溶煉（VAR)並再澆 轉成一或多個鑄錠。在VAR之前，.電極錠先在約677°C (125〇°F)4-16小時除去應力· 空氣冷卻較佳。在var之 後’金屬錠在約 1 1 77- 1 232^(2150^22501)6-24 小時 均質化較佳。 ： 合金可在約1232 (2250。卩）至約816 X： (1500 °F)下 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） 一請先間该背面之注意事項毒填寫本Va〇 ir 445300 經濟部中央標準局貝工消費合作社印f Α7 Β7 五、發明説明（10) 作熱加工。較佳之熱加工實施是在約1177-1232 °C (2 1 5 0 - 2 2 5 0 °F)鍛造以得到剖面積減少至少約3 〇 %。隨 後此金屬鍵再加熱至約9 S ‘2 °C (1 8 〇 〇。F )作進一步鍛造以 得到剖面積至少另外3 〇 %之減少。 熱處理得到要求結合性質之結果如下。合金經由在約 843-982C(1550-180〇°F)加熱約1小時加上每吋厚度約 5分鐘並淬火而沃斯田鐵化。淬火速率以迅速至足以在不 超過約2小時内將合金自沃斯田鐵化溫度冷卻至約6 6 (150°F)較佳。較佳之淬火技锻視製造之零件剖面而定。 無論如何，此合金之變硬能好至足-以允許空氣冷卻、蛭石 冷卻或眞空爐中之惰性氣體冷•卻，如同油淬火—般。在沃 斯田鐵化及淬火處理之後，以如同在約_73Ό(_ι〇〇〇；ρ) 深度冷凍0.5-1小時，隨後在空氣回暖之冷處理較佳。 此合金之老化變硬以在454_51〇。(：（85〇_95〇。1；)加熱 約5小時之後在空氣中冷卻來處理較佳。 本發明合金在寬廣範圍之應用中有用。非常高之強度及 良好之斷裂靭性使其可用於彈道誤差應用。此外，此$金 適合其他用途，例如飛行器之結構组件及工具组件。" 實例 •製備廿種實驗室VIM熱處理合金並澆鑄成電極 鍵。在铸造每電極鍵之前，加又混合稀土元素或#至:個 VIM熱合金中。每一添加選擇在精煉後得到要求量 之錦' 鋼及約。此外，使用高純度電解鐵作充電材料，以 提供VAR產物中控制更好之硫含量。 -13- 本紙裱尺度適用中國國家標準（CNS )Α4^Υ2Ι〇χ 297^57 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) d裝

、1T 445 3 0 0 A7 B7 五、發明説明（11) 電極錠在空氣中冷卻，在6 7 7 °C ( 1 2 5 0。F) 1 6小時除去 應力，隨後在空氣中冷卻。電極錠經由V A R及蛭石冷卻 精煉。VAR錠在677°C(1250°F)16小時退火，之後空氣 冷卻。VAR錠之组成以重量百分比展示於下面表1及2 中。熱處理合金1 - 1 6爲本發明實例，而熱處理合金A-D 爲對照合金。 A1 諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁〕 < 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 2 3 4 5 及及Μ時U ο ο 005 cmmpom I po 1 p p PC ΟΡΡΟ » 7 < 0 5 5 - < V V 5 s 有有有有示 含含含含標例 也也也也當比

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Haat No, 2¾ 3» 4* 7* 8» 3' 1(P C .249 312 .311 .297 t296 .256 .258 .294 .341 .239 Μη <.01 < .01 < .01 <,〇l <,01 <,0l < .01 < .01 <.Q1 <-01 Si <-〇l < .01 <.01 <.01 <.0l <01 <-.oi <.01 <-01 <.01 P <-005 < ,005 <.00S <•005 <005 <.Q0S < .oos <,0Q5 c.QQ5 <.0QS S <.0005 < .0005 <.0005 <.0005 <.0005 oaos <,0005 < .00G5 <.OOOS c.OOOS Cr 2.45 2 .41 2.40 2.43 2-43 1.45 1.95 2.43 2.43 2.44 Mo 1*41 1 .40 1.46 1.60 1,70 1.44 1,44 1.46 1.4S L.48 Ni 11.10 10.95 10.93 10.93 10.93 10.95 10.97 10.94 10.93 11.07 Co 15.01 ie .os 17.05 15.05 15.07 15.02 15.03 15.03 IS. 07 IS.OS A1 <.01 004 *004 .004 .004 .003 .004 .003 .003 .004 - Ti .01 009 *010 .010 .009 *010 .009 .009 * DOB .007 Ce .004 0D2 ,003 .003 .003 .003 .004 ,003 ,fl〇4 .004 Lifi .001 001 .001 .001 .001 .001 .001 .001 .001 <.001 Ca — - --- --- -一 --- --- … … Ce/S' 10 5 3 3 a 3 10 a 10 10 Co/C 60.3 51.4 54 . Θ SO.7 SO· 9 53 .7 58.2 51.1 44.2 63.0 Fe Bsl. Bal. Bal. Bal. Bal. Bal. Bal. Bal. Bal. Bal. -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇Χ297公釐） 445300 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（12) ^2

He&t No.

Hi 12^ 13» 14» ISi iSi AJ 3L C Di C .247 .243 .240 .2A2 .247 .250 .236 ,23β .252 ,244 Μη <.01 <01 <.D1 <01 <.01 <.〇l c. 01 <-01 c.01 <01 Si .01 <.01 <.Q1 < .01 <-0L c.OL <.0L <-01 <•01 <.01 P ,001 .001 ,001 001 .001 ,001 <-005 .001 , <005 .001 S '<,0005 <.0005 c.0005 .000.6 ¢.OOOS ,OOOS <.0005 <.0005 <.0005 .0009 Cr 2.46 2,43 2.46 2.45 2.46 2.44 3.10 2.43 2.44 2.46 Mo 1.46 1,47 1.46 1.47 1.48 1.47 1.16 1.46 1.4S 1.48 Ni 10.99 11.04 11.04 11. oe 11,00 11.06 11.14 11,02 10-99 11.06 Co 15.04 IS.07 15,08 15.05 15.(M 1S.0G 13.49 15 . OS IS. 04 IS.10 A1 ,003 .006 ,005 .003 • 003 .004 -004 .004 <.ox .003 Ti .011 *010 .Oil ,010 .011 .010 .oia .010 .010 .011 Ce ,001 ,001 .002 、 .001 .001 .001 .004 <.001 ,013 .001 Ls .001 .001 .001 <.001 <.001 < ._001 <001 <.001 .003 <.001 Ca <.0005 <.00QS <.0005 <.oops ,0010 .0014 — c.QOOS <-0005 -0033 Ce/S， 3 3 5 1.1 3 2.0 10 <1-11 33 1.1 Co/C 60.9 62. Q €2.3 62.2 60.9 S0t2 57.2 63.2 S9,7 61.9

Fe 鈐下部分餘下部分餘下部分餘下部分餘下部分舒下部分餘下部分餘下部分餘下部分餘下如分 1 爲棒之每一端之測量値平均^ 2 C e / S比例以樣品放入VI Μ中測量< 1 . 1。因已知VI Μ會移 去C e，所以假設C e / S比例< 1 . 1。 3 也含有 <5ppm0 及 <5ppmN° ' 4 當標示S<0.0005時，假設S含量爲0,0004來計算Ce/S 比例。 I.實例1 實例1之VAR錠在鍛造之前在1 23 2°C (2 2 5 0 °F)6小時 作均質化。隨後由1 2 3 2 °C (2 2 5 0。F )壓鍛至高7.6公分（3 吋）寬1 2.7公分（5吋）之棒。再將其加熱至9 8 2 °C (1 8 0 0。F )，壓鍛成高3 8公分（1 . 5吋）寬1 0 2公分（4吋） 之棒，之後以空氣冷卻。該棒:在9 6 8 °C ( 1 7 7 5。F) —小時 作正常化，之後，在空冷卻。随後在677 °C (1 2 5 0。F ) 1 6小時退火並以空It冷卻。 由已退火之棒以機器製造標準縱向及橫向抗張強度試片 (ASTM A 370-95a，直徑6.4公釐（0.252吋）規格長 -15- 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（2I0X297公釐） (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

M5300 A7 j____________B7 ,_ 五、發明説明（13) 2 · 5 4公分（1吋））、c VN試驗試片（A s Τ Μ E 2 3 - 9 6 )與斷 裂靭性試驗（ASTM Ε3 9 9)之緻密拉伸金屬塊。試片在 9 1 3 C ( 1 6 7 5 ° F )鹽浴沃斯田鐵化1小時。抗張強度試片與 C VN試驗試片以經石冷卻D因爲其較厚之橫斷面，緻密 扭伸金屬塊以空氣冷卻以確保與抗張強度及C Vn試片經 歷等效之冷卻速率。所有試片在一 7 3。匸（_〗〇 〇。F )丨小時深 度冷凍’然後在空氣中回暖。試片在4 8 2 °C ( 9 〇 〇 ) 6小 ' 時老化變硬，隨後，以空氣冷卻。 _實例1縱向及橫向試片室溫故張強度試驗之結果顯示於 表3 ’包括〇 2 %補償之降伏強度_( γ s )、最終抗強強度 (UTS)，以及伸長百分比（这]〇11§)與面積減少百分比 (RA)。此外，根據ASTM標準試驗E3 99於緻密拉伸試片 室溫斷裂勒性試驗之結果（K c )顯示於表中。縱向之測量 是以三批分開熱處理樣品重複進行。然而，橫向之測量是 以二批分開熱處理樣品重複進行，。 .........—___一 Μι_ Γ Έ. 熬處理批號{MPa} (MPa) E^%)lg (¾) (MPaVm) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 縱 1 1902 2208 14.3 X928 2176 i4:i 2 1877 2161 14!6 1924 2204 14.1 3 1901 2191 14 4 i895 2186 14.5 平均 1904 2X88 14.3 4 5 2 3 5 3 -666666 64 5 4 7 2 3 0 -0808 -7240 7 7 7 7 73,6 橫 1 2 . 平均 9 e 1 e 10 9 0 9 9 8 9 11X1 2195 13.9 27,li 2ia〇 14.2 13.5 7 9 7 0 8 7 2 4 66761 4 5 5 9 9 7 0 8 5 5 6 5 1905 2185 13 4 9 59.1 68·3 該値不計入平均値内 -16- 本纸張尺度適用中國國家標準（CMS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

445 3 0 Α7 Β7 五、發明説明（14) 表3數據明顯顯示實例1提供比在前面背景部分討論之 合金非常高強度及良好斷裂勒性之結合。 II.實例 2-10 實例2-10 ’ VAR錠在鍛造之前在1 23 21(22501) 16 小時作均質化。隨後由1232°C(2250oF)之溫度壓鍛成高 8.9公分（3.5吋）寬12.7公分（5吋）之棒。再將其加熱至 982°(：(1800°?)，壓鍛成高3.8公分（1.5吋）寬11.4公分 (4 . 5吋）之棒，之後以空氣冷卻。各個實例之棒在9 5 4 eC (1 7 5 0 ° F ) —小時作正常化，隨後以空氣冷卻。這些棒在 677°C( 1 25 0°F)16小時退火，隨後在空氣冷卻。 類似實例1，以機器製造 沃斯田鐵化、淬火及深度冷 凍得到標準橫向抗張強度試片、C VN試片及緻密拉伸金 屬塊。此外，凹槽抗張強度試片以類似橫向抗張強度及 C VN試片之方法加工。樣品根據表4给予之條件老化變 硬。選擇表4之條件，以提供至少約2034 MPa(2 9 5 k si) 之室溫最終張力強度。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁〕 -訂 東 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 编號 老化變硬處理 2 4 9 6°C (925 °F)7小時後空氣冷卻 3 496eC(9 2 5 °：F)8小時後空氣冷卻 4 4 9 6 °C ( 9 2 5 °F ) 5小時後空氣冷卻 5 49 6°C(92 5°F)4.T5小時後空氣冷卻 6 482°C(900°F)2_J^時後空氣冷卻 7 4 82°C(9 0 0°F)〇：小時後空氣冷卻 8 496°(：(9 25吓）5小—時後空氣冷卻 9 49 6°C(9 2 5°F)7小時後空氣冷卻 10 482°C(9 0Q°F)6小時後空氣冷卻 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2IOX297公釐） 445300 Α7 Β7 五、發明説明（15 ) 凹槽抗張強度試片以機器製造以致於每—試片爲圓柱 狀，具有7.6公分（3 00吋）之長與〇 952公分（〇 375吋） 之直徑。在每一試片中間長3.18公分（125吋）部分直徑 減少至0.640公分（0.252吋），以最小半徑〇 476公分 (0 . 1 8 7 5对）連接中心部分與試片之各邊。凹槽在每一凹 槽抗張強度試片之中心附近。在凹槽基部之試片直徑爲 0 · 4 5 2公分（0 . 1 7 8吋），凹槽根半徑爲〇 〇 〇 2 5公分 (ο.οοι 〇吋），以產生丨〇之應力集中因子（Kt)。 在9 5 4 eC (1 7 5 〇。F )正常化之—實例2 - 1 0之橫向試片，其 室溫抗張強度試驗結果顯示於表5，包括〇, 2 %補償之降伏 強度（Y S )、最終抗張強度（ϋ T S)及以Μ P a表示之凹槽 UTS，以及伸長百分比（Elong)與面積減少百分比 (R A)。室溫恰比V槽衝擊試驗（C VN)之結果及室溫斷裂 勒性（KI c )試驗之結果也在表5中。 ------- 表 5 (諳先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) "裝· 、^τ

Ht_ YS UTS Elong RA Κο· IMP a) (MPa) (%) (¾) CVN κΐΰ Notched iJ) (MPaVa) UTS (MPa) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 7 θ 9 10 1804 1S43 1757 1925 1892 1672 1S71 1900 1922 1859 1873 1871 162& 1391 1780 16Q4 2060 2120 2195 1974 321S 2360 2307 2200 2240 2294 2235 21SS 2155 1Θ44 2205 2057 2240 246β 2206 10 12

OQ 7S 34 41 33 69 46 65 5 s 44 s s 5 5 4*4 44 55 4 4 66 254Β 2366 2220 2455 2S93 2S4S 2710 2566 2450 2SS9 27S4 2757 2β06 2783 2570 2350 20S4 -18 本纸張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） 445300 A7 B7 五、發明説明（扣） 表5中之數據顯示實例2 - 1 〇提供在橫向結合高最終抗張 強度及可接受之反“斷製靭性。因爲橫向測得之性質預期 比.縱向測得之性質更差，實例2 - 1 0也預期在縱向提供要 求之結合性質〇 實例2、4、5、9及1 〇之額外試驗，是以前述加工之棒 製成之試片進行，除了使用899 °C (1650。F)之正常化溫 度。結果在表6。 表 6

Ht* YS UTS Elong CVK Klc

No^. i_MPa) (MPa) (%) 1%J_ XJi fMPaVm) Γ . ------ ···__· m in ml I n 士^I (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 2 4 5 9 10 1955 1941 1944 1956 1929 1953 1922 1917 1888 1885 2213 2215 2254 2260 2244 2250 2236 2240 2200 2195 11.1 10.8 10.5 10*611.1 11.2 11.6 10.8 13.2 13.3 50.9 ^6.0 44,4 4 7·, 1 50.5 S0.1 59.0 59.4 25.8 15.6 22.4 19.0 25.8 23.0 24.4 24.4 40.0 35.9 52.1 55.6 51.4 50.9 54.7 54.6 4S. 9 46.5 64.6 6β.9 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 表6中之數據正常化溫度爲899 °C (1650。F)，當與正常 化溫度9 5 4 °C(175〇〇F)之表5數據一起考慮，顯示實例 2、4、5、9及10之高強度與KIC斷裂靭性可在溫度範園 至少899°C(1650°F)‘至954*C(1750°F)下正常化來達到。 •以實例2 - 5與8 - 1 0之試片埠行室溫（RT)與-5 4 °C (― 65°F)之抗張強度試驗。類似前述使用954°C(175(?°F)之 正f化溫度及表7中之老化條件製備橫向試片。選擇 表7乏條件，以提供至少約227 5 MPa(33〇 ksi)之室溫 最終抗張強度。 -19- 本紙乐又度適用中國國家標隼（CNS ) A4^格< 210X297公釐） 5 4 4 3 Ο ΟΑ7__Β7 五、發明説明（17 ) 編號 老化變硬處理 ,2 ' 4 8 2 °C ( 9 0 0。F ) 8小時後空氣冷卻 3 4 8 2 X： ( 9 0 0。F ) 1 0小時後空氣冷卻 4 4 8 2 °C ( 9 0 0。F ) 4小時後空氣冷卻 5 4 8 2 PC (9 0 0 ° F ) 4小時後空氣冷卻 8 4 8 2°C ( 9 0 0 4小時後空氣冷卻 9 4 8 2 °C ( 9 0 0。F) 8小時後空氣冷卻 1 0 4 8 2 °C ( 9 0 0。F ) 6小時後空氣冷卻 試驗結果顯示於表8，包括.0/2%補償降伏強度（YS)、 最终抗張強度（U T S )及以IviP a表示之凹槽U T S，以及伸 長百分比（E1 ο n g)與面積減少百分比（R A)。室溫與-5 4 °C (-6 5。F )恰比V槽衝擊試驗（C V N)之結果也在表8中。此 外.，根據A S T Μ標準試驗E 3 9 9試驗縮張力試片之室溫與-5 4 °C (- 6 5。F )斷裂靭性結果（Κ丨c )顯示於表中。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ".裝. 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -驗 溫度 YS (MPa) UTS CMPa) Elong III RA 里 . CVK m fMPaViri) 凹槽_ UTS (MPa) 2 RT1 20Ϊ5 2318 10.4 44.3 14.9 33.3 26E7 2037 2324 11.6 50.7 20.3 30.4 2795 -54°C 2174 2486 7.1 30 14.9 29.2 2137 2063 24S8 a.s 35.6 16.3 — 3 RT* 2024 2270 IQ-7 50.a 23.0 41.Q~ 2304 2108 2341 10.0 46.8 19.0 41.0 2654 -54°C 2159 2417 10.4 43.8 15,6 30.1 2378 222Q 2479 9,1 40.9 13.6 29,4 2135 4 RTL 2003 2334 8.0 33.5 14.2 39,3 2677 2036 234S S.6 43,2 17 S 36.0 2627 -54°C 2167 2521 8.2 35,4 10.2 29.4 2375 2412 2522 Ί . 6 32.4 9.5. 30.2 2546 5 RTi 2050 2350 10.6 13.6 38.1 2SS5 2028 2343 9.8 42.0· 14.2 — 2452 -54°C 2134 2S08 9.4 40.7 11.Ξ 27.6 2045 2190 2S25 8 5 36,3 12.9 27.6 2238 .8 RT* 2043 234S 10.6 16.3 43 . D 2272 20^5 2354 10,6 44.6 23.7 4S.2 1903 9 RTi 2010 2332 10.6 44T6'- 21.7 37, S 2763 2018 2332 9*S 42,1 20.3 38.9 、 3232 -54°C 2115 2488 8.2 35.7 13.6 28.6 2314 2090 2486 9.2 39,9 14.9 27,9 191Θ 10 RT» 2,886 2270 12.6 54.7 . 30.5 —— ---- 1838 2263 12.a 53.6 27.1 RT表示室溫 _ ί· -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐〉 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 445 3 〇 五、發明説明（18 ) 表8中之數據顯示，實例2_5舆8_1〇提供在室溫與一 54 c(一65°F)二者非常高最終抗張強度。此外，Krc斷裂靭 性値明顯商於處理爲同水準最終抗張強度已知合金之預期 値。

例1 1 -1 6與對照埶處理B - D 對實例11-16與對照熱處理合金b_d，VAR錠在1232 C(2250°F)均質化16小時。隨後由1232τ(225〇〇]ρ)恩 锻成南8.9公分（3.5吋）寬12.7公分（5吋）之棒。這些棒在 6 7 7 °C ( 1 2 5 0 °F)退火1 6小時义隨後在空氣中冷卻、移去 棒每一端1 _ 9公分（〇 . 7 5吋之部分—。之後由每一枝棒之底 端移去3 0 · 5公分（1 2吋）長之唧分。加鼽此3 0.5公分（1 2 兮）之部分至1010。〇（1850吓），隨後鍛造成38公分（1,5 吋）乘1 0.8公分（4 ‘ 2 5吋）乘9 1.4公分（3 6吋）之棒，隨後以 空氣冷卻。這些棒在899 °C (1650。F)正常化1小時並以空 氣冷卻。之後在677t(1250°F)退火16小時並以空氣冷卻》 由退火之棒機械加工成標準縱向與橫向抗張強度試片、 C VN試驗試片及緻密拉伸金屬塊。試片在8 9 9 eC (1 6 5 0 °F) 鹽浴沃斯田鐵化1小時。抗張強度試片與C VN試驗試片以 經石冷卻，然而緻密拉伸金屬塊以空氣冷卻。所有試片在 -7 3 °C ( - 1 0 0。F )深度冷凍1小時、在空氣中回暖、在482 °C ( 9 0 0。F)老化變硬5小時而隨’後在空氣中冷卻。 縱向（Long.)與橫向（Tr aiTsr)試片之室溫抗張強度試驗 結果顯示於表9，包括0.2%補;償降伏強度（YS)及以MPa 表示之最終抗張強度（UTS)，以及伸長百分比（Elong)及 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） {諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁}

445 3 00 A7B7 19 :五、發明説明（）面積減少百分比。室溫恰比V槽衝擊試驗（C VN)之結果與 根據A S T Μ標準試驗E 3 9 9試驗緻密拉伸試片室溫斷裂靭 性之結果（KIC)顯示於表9。4_9_ YS UTS Elong RA CVN KIO 編號 •方向 (MPa) (HPa) (¾) (¾) (J) (KPaVm) 11 12 13 X5 16 橫 1928 2194 11.2 1903 21S3 12*S 1Β75 2124 12.2 縱 19X5 2120 12.6 19Q4 2140 11.6 19X4 2150 12.3 橫 1911 21ΊΒ 11-9 1934 2152 11-S 1935 21SX 12.4 縱 1905 2195 13.7 1928 2179 13.9 1913 2188 .13.B 橫 1898 2157 1179 1890 213S- 12.4 1882 2132 13,1 縱 1926 21Θ8 13.9 1914 2183 14.7 1897 2155 ΙΑ,Ι 橫 1913 2146 11.3 1918 2164 11.7 1904 2153 11.8 縱. ---- 2153 14.3 1911 2176 10.7 1939 2190 13.6 橫. 1926 2171 12.0 1933 21Β3 12.4 1920 2177 12.2 縱 191S 21S7 14.3 1911 2173 14 -1 1924 2171 14.8 橫. 1947 2200 11.9 1935 2194 13 . S 1942 2179 13.3 縱 1951 21^0 14.7 1937 2182 14.6 1918 2190 14.4 855726 448122 215033 012421 4S545S $98334 455555 SS5666 SS566S S55666 S55666 555666 051913 838222 051530 931429 5SOOOO 332754 32.5 27.1 2β.5 33.9 41.4 3S .2 36.6 33.2 33*9 32.5 35.2 36.6 33.9 38.0 38.0 32.5 3S. 9 36.6 27.1 32*5 36-6 33*9 35.9 36.6 29.3 31.2 15.2 34.6 35.2 36.6 33.9 33.9 36.6 37.3 40.7 *41.4 63*1 56.7 64.0 6β. 3 Ί3 . B 70.9 63.3 64.1 59.2 75.6 70.2 6S‘6 63.7 64.1 59.7 65.5 75.9 73.5 59.4 59.9 54.2 71.0 61.0 63.5 59.9 59.9 63.6 72.7 €9.8 65.7 65.5 54.6 65.6 66.1 71.0 68.9 (諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局员工消費合作社印製 1900 2120 12.6 57 9 38.0 54.8 1896 2148 1,1.6 52 1 51.5 57.1 1911 2150 12.3 56 3 30.S 57.4 m 1931 2170 12.1 60 0 34.6 63.6 1902 2192 14.4 60 4 38.0 57.6 1945 2199 13.7 6Q 4 35.2 62*0 1S84 2130 l.a 8, 7 13.6 16.3 60.9 1873 2113 3,2 11 9 61.0 1886 2136 7.2 27 2 16.3 56.6 縱 1876 2141 12.9 53 2 20.3 72.7 1875 2127 13.4 57 e 29.6 70.9 1912 2173 12.. 3 51 i 30 .S 68.4 1931 2171 54 4 25 B —- 1930 2185 '12.1 S2 7 31.2 51.3 1924 2132 12.4 SO 3 33.9 53,2 縱 1916 2153 14.0 60 3 29 3 54.3 1919 2187 t3^8 59 7 36.6 55.0 1913 2Π4 14.3 62 9 54.2 表9中之數據顯示實例1 1 - 1 6提供根據本發明要求之結 -22- 本紙張尺度適用中國國家標窣（CNS ) Α4規格（210'乂297公釐〉 445300 A7 B7 五、發明説明（20) p丨生/。實例11-16之縱向試片均顯示至少2137 ^

(310 ksi)之平均 UTS 及至少 65.2 MPaV^(59.3 ksiD 之平均K〗c斷裂勒性。比較上，對照熱處理合金反及D顯 不在相似U T S値下較低之κ! c。此外，雖然對照熱處理合 金c出現可接受之縱向性質，其橫&%E1〇ng、％反八及 c V N値爲如此低以致於使其不合適。 較實例1 〇與對照散虚理合舍a 著手比較實例10與對照熱A。實例1〇與對照熱處理合 金A之VAR錠以前述實例！中权同方法加工。 由已退火棒機械加工成標準横向抗張強度試片（Astm 經濟部中央標準局舅工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) A 3 70-95a，直徑0.64公分—(0.252吋）規格長2·54公分 (1叶）、CVN試驗試片（ASTM Ε 23-96)及級密拉伸金屬 塊。各合金試片分成1 5組。每组試片在表】〇所示沃斯田 鐵化溫度之鹽浴中沃斯田鐵化1小時。所有组之抗張強度 試片與CVN試驗試片以蛭石冷卻，然而緻密拉伸金屬塊 以2氣冷卻。所有試片在-7 3 °C (- 1 〇 〇。f )深度冷凍ϊ小 時’隨後在空氣中回暖。之後各組試片在482。(：（900。戶；） 老化變硬，期間爲表10中“老化時間，，欄所示。老化變硬 後，各試片在空氣中冷卻。 -橫向試片之室溫抗張強度試驗之結果顯示於表10，包 括〇, 2 %補償降伏強度（YS)與以MPa表示之最終抗張強度 (UTS)，以及伸長百分比〇、r〇ng)與面積減少百分比 (RA)。主.溫恰比V槽衡擊試驗（CVN)與洛克威爾硬度 C(HRC)測量之結果也列於表1〇中。 -23- 本紙張尺度適用中國國家榇準（CNS ) A4規格（2I0X297公釐） 445300 ΜΒ7 五、發明説明（21 ) ^- 1-· ~ϊ i~ 2 W ^ 2 5 Λ 6Λ 7 S S & 9 ^ 10 ω 11 S 12m 13 1° 1Λ1° 15 Ξ ，辟碎(*c/j B8S/162S B9S/1S50 S/167S SS/162S 3/1650 913/1675 ®SS/1S25 3/16SD 913/1S7S S5/162S S99/1&S0 ^13/1675 ®0S/1625 3^^/16 50 m/ss YS UTW {HPaJ fwpa) U46ΜΚΜ lmB2 1Β62 W2S 22^2 2270 ΙΦ^Β 22ms 151 2239 ISIS W236 1882 2226 1S72 2236 1860 2237 一议·7'·1'224° 18s 18s 21s- 1833 3191 152 21BS iasi 21s Is®2H72 lmss μη*3 1839 1851 2142 Ito^s 21办9 107S WH 1°=62 21SS IBSm5 1®51 2130 1^3^ 1869 Ms 1850 2127 1B60 21W1 μ. ^ Ι-* Μ ΜΜ Μ Η* Η Μ Μ Μ Μ»-* WM I-*)-· UiK) v-> u» eo m r〇 to κ» ui w i-» uj w i〇 w η k> wo o i-

LnLn Ln«ji Lni/i t/iin uiui yitn Lntn aui ·* ·* cow o-~j Μω j»«7i mo\ A«rv ι/>σ> njlj ^οσ K)>j *&-j ω 53 ^ 47 S 2 mΰ Ελοη·0 Ε· 11.6 11·4 4&-5 畔1-15 RA fe· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) wLo k>uj row ujw u»(〇 ukj mw wuj w*o ts>to roto wk> sjkj row wro Ul·^ FOM LOU> ui>^ m v〇 -.jo toeo mco ν〇νΰ cow >*· c〇 ^\ΰ -jo w-4 unui v»in tnv» tnui uiir» υ»·-η inm vi 1/1 uim ui in mm yi cn ui Vi in ur un ui in ιλ tn ui uiui tn ι/i lh〇> ιλ σ> οισ\ ΰι lfi ciw <n 〇\仍 ό ·«〇 ό *j -j ό »r—^ —~^ pr~^ r--------- _ _~>. ,---. -~^ ^---k —·>~- ---- Γ— J~~·· J * ~·k ·*~ 〇〇 OO OO 〇 〇 OO 〇 〇 〇〇 OO O O 〇 O O O O O OO o o o 〇 〇 〇 〇Ui OUi OO CD〇 OO v\ O 〇 〇 O LtJ U> LH 〇 O WW OO OO o o 1758 WES 17sUM33 l°sa WMS 1738 215 176S 1771 21S1 1792 1*759 175·°20tt8 1803 208® 1771UO70 17s 2Q3 176°1 1770 2i 177wW°;L7 177A wou* 1771 2022 1741 173^H^ul 1700 1™9S 170m 1707 S9 1733 1975 1705 171wΞΒ7 insHss 1^==1 lm79 1S7 Is1" lmro5 Η 經 t 央 榇 準 貝 工 消 費 .合 作 社 印 製 13.1 S21 13.2 s.s 13.wS3‘a 13.2 55.3 n.B 14· 6 i 0 13‘3 SI .1 13.7 ¢0.1 lw.6 3- 13.5 sm 13.3 13· 8 SI- 13.6 SM 13.7 59,1 14.1 61.2 13.5 s·6 13. a s° 13-4 S7.7 13-6 SA 13.1 S7-7 14.5 2° 14. °Λ1.0 lfi 62,2 1·°,°63.3 13.9 仍二 14·0 S.4 13.5 14*2 64·6 14.8 63.S 14.6

s'o s. 33.5 ΰ 36.6 s fl 5S_ Ί2.0 S5 39.w5S_ 31.1°Ϊ 办7λ 2 £.0 54 28-ΰ 3e'ms 35-- ,SS , 二 3aj-6 ； 49 -.4 二 53 -53.4 M έ·°52 £,7 ΰ Λ3 二 5 s‘o 52 -14.7 51 ΰ 31·1 53 ΰ so,2 52 ?1 SI 办4·? SO ^4,7 S2 ?°ΰ λβ.β S to 〇 〇 tn 〇 u> »〇 m cd as (ok) 〇 ο ο ο 〇 m c〇 κ> k> ® u* o vi 〇 u> u»

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-T 445300 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 紙 一本 A7 B7 五、發明説明（22) .表1 0中之數據明顯顯示，在寬範園沃斯田鐵化溫度與 老化時間中，本發明之實例10提供比對照熱處理合金八較 高之最大抗張強度。 試驗第9組抗張強度與緊密拉伸金屬塊試片，比較最大 抗張強度與K 1 C斷裂勒性。結果顯示在表1 I。 表 11 編试 YS (MPa) UTS (MPa) Elong ill RA _ai ..(MP&Vm) 10 1888 1Θ85 2200 2195 13.2 13.3 S9,〇 59.4 64,6 €8.9 A 1744 1787 2023 2028 '13^9 -14.4 59,5 61.β 108 112 表1 1中之數據顯示實例1 〇之最終拉抗張強度明顯高於 熱處理合金A。雖然熱處理合金a出現比實例1 〇較高之 K工c斷裂勒性，若處理熱處理合金a增加其u T s至和實例 1 0相同之水準，預期其產生之Kic斷裂靭性明顯少於實例 10所測得。因此，實例1〇提供比熱處理合金A優良之強 度與KIC斷裂靭性之結合。 熟知此藝者將認可上述具體實施例之改變或修正不違背 本發明獨創之概念。因此可了解本發明不限於此處描述之 特定具體實施例，而預期包括陳述於申請專利範圍中發明 範園與精神内之改變及修正。 -25- 長尺度適财Si]家裙準（CNS) f辞先閲讀背面之注1!!^項再填窝本頁}

Claims (1)

1. 44b300 第86113040號專利申請案 中文申請專利範園修正本(89年12月） A8 B8 C8 D8 申請專辛1¾¾ 修止-: 热an ;级允<

   告本 1. 一種可老化變硬麻田散鋼合金強度與靭性之優 良結合，本質上之組成以重量百分比表示為： 礙 0.21-0.34 鏟 0-0.20 矽 0-0.10 磷 0-0.008 硫 0-0.003 鉻 1.5-2.80 鉬 0.90-1.80 鎳 10-13 >.r 14.0-22.0 鋁 0-0. 1 欽 0-0.05 飼ΐ 有效量-0.030 鑭 有效量-0.0 10 其餘部分本質上為鐵，其中鈽/硫比例為2_15 D 2. 根據申請專科範園第i項之合金，其中Ce/s比例為 2-1〇 〇 3. 根據申請專利範園第1項之合金，其中〇 0 / c比例為 43-1〇〇。 4-根據申請專利範圍第3項之合金，其中C 〇/ C比例為 ^2-1〇〇 〇 5·根據申請專利範圍第3項之合金，.其中C0/C比例為 43 - 75。 ---—----1}丨裝-----„-I訂----：---線 (请先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張从逋用中國國家標準（cns )从祕（2丨⑽加公 445 3 0 0 ABCD 經濟部中夬標準局員工消费合作社印製 々、申請專利範圍 6. 根據中請專利範圍第1項之合金，其含有〇 , 2 1 - 0.3 0重 量百分比之竣。 7. 根據申請專利範圍第6項之合金，其含有0.22-0.30重 量百分比之碳。 8. 根據申請專利範圍第1項之合金，其含有1 4.0 - 2 0.0重 量百分比之钴。 9. 根據申請專利範園第8項之合金，其含有15.0-20.0重 量百分比之録。 10. 根據申請專利範圍第9項之合金，其含有1 6.0 - 2 0.0重 量百分比之銘。 11. 根據申請專利範圍第1項之合金，其含有1. 8 0 - 2.8 0重 量百分比之鉻。 12. 根據申請專利範園第1項之合金，其含有1 . 5 - 2.6 0重量 百分比之鉻= 13. 根據申請專利範園第1項之合金，其含有1 . 10 - 1 . S 〇重 量百分比之翻。 14. 根據申請專利範圍第1項之合金，其含有〇 . 9 0 - 1.7 0重 量百分比之鈿- 15. 根據申請專利範園第1項之合金，其含有1 〇 . 5 - 1 3重量 百分比之鎳。 16. 根據申請專利範圍第1項之合金，其含有1 0 - 1 1.5重量 百分率之鎳。 17. 根據申請專利範園第1項之合金，其含有有效量-0 . 〇 1 重量百分比之鈽。 -2- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 襞. 訂* i i 本紙張尺度適用t國國家榇準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印裝 ^45300 A8 B8 C8 -*_____P8 ___ 、申請專利範圍 18. 根據申請專利範圍第]項之合金，其含有有效量_〇 〇〇5 重量百分比之鑭。 19. 一種可老化變硬麻田散鋼合金，其具有強度與靭性之優 良.结合’本質上之组成以重量百分比表示為： 3 - _本紙張纽適用中國國家標準（CNS ) A4祕（210X297公瘦） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 碳 0.2 1-0.34 後 0-0.20 矽 0-0.10 磷 0-0.008 硫 0-0.003 鉻 1.5-2.80 鉬 0,90-1.80 鎳 10-13 姑 14.0-22.0 鋁 0-0.1 鈥 0-0.05 鈽 有效量-0.01 、鑭 有效量-〇· 005 其餘部分本質上為鐵 ，該合金選用地含l〇ppm_ 0.0 1 5 %鈣以取代部分或全部之鈽及鑭，其中c a/ s比例 為 2-15。 種可老化變硬麻田散鋼合金，其具有強度與勒性之優 良結合*本質上之組成以 重量百分比表示為： 碳 0.22-0.30 錳 0-0.05 4牝3 〇 〇 六、 申請專利範圍 A8 BS C8 D8 矽 0-0.10 鱗 0-0.006 硫 0-0.002 鉻 1.80-2.80 鉬 1.10-1.70 鎳 10.5-11.5 姑 14.0-20.0 鋁 0-0.01 欽 0-0.02 鈽 有效量-0.0 1 鑭 有效量-0.005 其餘部分本質上為鐵，其中ce/s比例為2_15。 翅濟部令夫棣準局員工消費合作杜印策 •相據申請專利範園第20項之合金，其中Ce/S比例為2-10。 j. •根據申請專利範園第2〇項之合金，其中C〇/c比例為 43-100 0 根據申凊專身範圍第22項之合金，其中c〇/c比例為 5 2 · 1 〇 〇 〇 24‘根據申請專利範圍第22項之合金，其中C〇/c比例為 43-75 。 本紙浪尺度適用中國國家操準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ^^1 i (i^l n - I m .1^1 HB— n In m >·'-^-^ (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 445 3 0 〇 A7 B7 第86113040號專利申請案 中文說明書修正月：1一~

   五、發明説牡 (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 這些合金能提供以應力強度因子KIC表示其斷裂靭性 2109.9 MPaVi7(^：l〇〇 ksi VH)，及以最終抗張強度 U T _S 表示約為 1931-2068 MPa(280-300 ksi)之強度。 無輪如何，對具有比已知合金更高強度之合金已發生需 要’以提供改良之彈道表現及較強之結構組件。已知斷裂 靭性與降伏強度及最終抗張強度為相反關係。因此，為了 组件適當之可靠性，以及允許針對結構组件可造成毁滅性 破壞之破壞作非破壞檢測，此合金也應提供足夠水準之斷 裂革性。 發明概述 根據本發明之合金為可老化變硬麻田散鋼，其相對已知 合金在維持可接受水準之斷裂靭性下提供明顯較高之強 度。特別地，本發明合金可提供至少約2068 MPa(300 ks i)之最終抗張強度，及在長度方向至少約7 1 4 MPaVir(65 ksiU之仏⑴斷裂靭性。本發明合金也能提 供至少約2137 MPa(310 ksi)之UTS及在長度方向至少 約 65.9 MPav^(60ksiVH)之 KIC 斷裂靭性。 本發明之可老化變硬、麻田散鋼概略及較佳之組成範圍 經濟部中央標準局员工消費合作社印裝 如下， 以重量百分比表示： 概略的 較佳的 碳 0.21-0.34 0.22-0.30 0-0.20 0-0.05 石夕 〇-〇.10 0-0.10 磷 0-0.008 0-0.006 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公董） 4 453〇〇 第86m〇4〇號專利申請案 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 中文說明書修正頁(89年12月） kl 丨 β 7 發明説明 (5 )年戶j R核二广| 〇ι補充ί 硫 0-0.003 0-0.002 鉻 L , 5 - 2 . 8 0 1.80-2.80 鉬 0-90-1.80 1.10-1.70 鎳' 10-13 10.5-11.5 鈷 14.0-22.0 14.0-20.0 鋁 0-0.1 0-0.01 0-0.05 0-0.02 舞 有效量~ 0.030 有效量一0.0 1 鑭 有效量一〇 . 〇 1 〇 有效量一0.005 合金之其餘部分本質上為鐵，除了商業級之這類鋼常見 之雜質，以及少量其他元素之外。這些元素可由幾千分之 百分比變化大至不令人不快地降低所要求此合金提供之 結合性質之大量。 本發明合金相當均衡的’以不變地提供比已知合金強度 及斷裂靭性優越之結合。為了此目的，碳與鈷為平衡的， 故Co/C之比例至少約為43，至少约52較佳，而不大於約 100 ’不大於吃7 5較佳。 在一例具體實施例中，合金含有高至約〇 〇 3 〇 %鈽及高 至於0.0 1 0 %鑭。當鈽對硫之比例（c e / s )為至少約2且不 大於約1 5時存在有效量之鈽與鑭。c e / S比例不大於約1 〇 較佳。 在另一具體實施例中，小但有效量之鈣及/或其他吸硫 元素存在合金中，取代一些或全部之鈽及鑭。對最好之結 果，至少約1 0百萬分之一之鈣或除了鈣之外之吸硫元素 ί H - n n -- - 1.. /衣| I I— n - I- (請先闉讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸悵尺度適用中國國家襟準（CNS ) A4規格（210χ297公釐） 445 3 Ο Ο 經濟部智葸財產局員工消費合作社印製 第86113〇40號專利申請案 中文說明書修正頁(89年丨2月） f......' —-------…,. :89/12, 21/；; 1 j - ：, A5 i /:¾ ; B5 四'中文發明摘要（發明之名稱： 具鬲強度與良好勒度獨4组合之可老化變硬合金 ） 可老化變硬麻田散鋼合金具有獨特結合非常高強度及良 好靭性’其本質上組成以重量百分比表示約為： 碳 0.21-0.34 0-0.20 矽 0-0.10 構 0-0.008 硫 0-0.003 鉻 1.5-2.80 鉬 0.90-1.80 鎳 10-13 鈷 14.0-22.0 鋁 0-0.1 英文發明摘要（發明之名稱： "AGE HARDENABLE ALLOY WITH A UNIQUE ) COMBINATION OF VERY HIGH STRENGTH AND GOOD TOUGHNESS11 An age hardenable martensitic steel alloy having a unique combination of very high strength and good toughness consists essentially of, in weight percent, about: C 0.21-0.34 1 Mn 0-0.20 1 .Si 0-0.10 1 P 0-0.008 s 0-0.003 Cr X.5-2.80 Mo 0.90-1.80 Ni 10-13 丨 Co 14.0-22.0 A1 0-0.1 -2- ---Γ-------}丨裝-----ΓΙ.-ΪΤ-----1、}-(線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁各梱) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉Α4規格（210X297公釐） 4453 〇〇第86ll3〇4〇毹專利令請案 中文說明書修正頁(89年〗2月;...... _ W.i2 21 I -VX . ' 四、中文發明摘要（發明之名4:干h 1 L· 、氣光丨 欽 0-0.05 有效量- 0.030 鐵 有效量-0.010 A5 B5 其餘部分本質上為鐵。此外，鈽與硫平衡故鈽/硫比例為 2-15。小但有效量之鈣可存在以取代一些或全部之鈽及 鍋。 —^1 —ffB^ El> I J- — -- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁各欄) 英文發明摘要（發明之名稱 0-0.05 an effective amount - 0.30 an effective amount - 0,010 訂 翘濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Ti Ge La the balance essentially iron* In addition/ cerium and sulfur are balanced so that the ratio Ce/S is 2 to 15· A small but effective amount of calcium can be present in place of some or all of the cerium and lanthamim· -2s - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 線 44b300 第86113040號專利申請案 中文申請專利範園修正本(89年12月） A8 B8 C8 D8 申請專辛1¾¾ 修止-: 热an ;级允<

   告本 1. 一種可老化變硬麻田散鋼合金強度與靭性之優 良結合，本質上之組成以重量百分比表示為： 礙 0.21-0.34 鏟 0-0.20 矽 0-0.10 磷 0-0.008 硫 0-0.003 鉻 1.5-2.80 鉬 0.90-1.80 鎳 10-13 >.r 14.0-22.0 鋁 0-0. 1 欽 0-0.05 飼ΐ 有效量-0.030 鑭 有效量-0.0 10 其餘部分本質上為鐵，其中鈽/硫比例為2_15 D 2. 根據申請專科範園第i項之合金，其中Ce/s比例為 2-1〇 〇 3. 根據申請專利範園第1項之合金，其中〇 0 / c比例為 43-1〇〇。 4-根據申請專利範圍第3項之合金，其中C 〇/ C比例為 ^2-1〇〇 〇 5·根據申請專利範圍第3項之合金，.其中C0/C比例為 43 - 75。 ---—----1}丨裝-----„-I訂----：---線 (请先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張从逋用中國國家標準（cns )从祕（2丨⑽加公