WO2022190441A1 - 熱間工具鋼 - Google Patents

熱間工具鋼 Download PDF

Info

Publication number
WO2022190441A1
WO2022190441A1 PCT/JP2021/036333 JP2021036333W WO2022190441A1 WO 2022190441 A1 WO2022190441 A1 WO 2022190441A1 JP 2021036333 W JP2021036333 W JP 2021036333W WO 2022190441 A1 WO2022190441 A1 WO 2022190441A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
mass
work tool
hot work
tool steel
steel
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/036333
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
茂利 根岸
Original Assignee
日本高周波鋼業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本高周波鋼業株式会社 filed Critical 日本高周波鋼業株式会社
Priority to CN202180070477.5A priority Critical patent/CN116419980A/zh
Priority to KR1020237010176A priority patent/KR20230056045A/ko
Publication of WO2022190441A1 publication Critical patent/WO2022190441A1/ja

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium

Definitions

  • the present invention relates to a hot work tool steel with high hardenability and high temperature strength suitable as a material for molds (including dies) used for hot and hot pressing, die casting, hot extrusion, or hot and hot forging.
  • JIS SKD61 and SKD7 are commonly used as materials for molds used in hot and hot pressing, die casting, hot extrusion, or hot and hot forging.
  • the two types of steel are used according to the properties required.
  • SKD61 is used for members requiring toughness
  • SKD7 is mainly used for members requiring high-temperature strength.
  • hot work tool steel has been proposed for the purpose of improving both softening resistance characteristics (high temperature strength) and toughness by adjusting the contents of Cr and Mo ( Patent document 1).
  • the hot work die steel according to the invention described in Patent Document 1 has a toughness of 50.3 to 86.6 J/cm 2 in terms of a Charpy impact test value, and is the same as before tempering by quenching and tempering.
  • ⁇ HRC which is the difference between the HRC of the initial hardness and the HRC after tempering by quenching and tempering, is 7.3 to 11.1. This ⁇ HRC is defined as the softening resistance characteristic (high temperature strength).
  • hot work die steel has been proposed for the purpose of improving toughness and high-temperature strength by properly controlling the carbide composition and amount after quenching and tempering (Patent document 2).
  • the hot work die steel according to the invention described in Patent Document 2 has a Charpy impact value of 30 J/cm 2 or more and a softening amount ( ⁇ HRC) of 13 HRC or less.
  • SKD61 is used as a mold material for applications that require heat resistance, heat check resistance, and toughness
  • SKD7 is used as a mold material for applications that require softening resistance and heat resistance.
  • Patent Document 1 or Patent Document 2 the high-temperature strength of hot work tool steel is evaluated by the decrease in hardness (softening resistance) after high-temperature holding of steel material quenched and tempered to 45 HRC.
  • This is not a problem when evaluating the characteristics of mold steel for casting molten aluminum such as die casting, but for mold applications such as hot extrusion or warm hot forging, where the material to be processed has high strength, the mold Not suitable due to high stress on the material and lack of strength. That is, if the mold for hot extrusion has a hardness of 40 HRC or less, it will flex during processing due to insufficient strength, making it impossible to meet the dimensional standards of the extruded product.
  • the inventions of Patent Documents 1 and 2 include steel materials having a hardness of 35 HRC or less after softening resistance. , deflection occurs during processing, and a product with high dimensional accuracy cannot be obtained.
  • the present invention has been made in view of such problems, and can obtain a hot work tool steel having an excellent 0.2% proof stress at high temperatures, and uses this hot work tool steel to manufacture dies. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a hot work tool steel that can be processed with high accuracy without being plastically deformed even if the material to be processed is a high-strength material.
  • Ni is 0.11% by mass or more
  • C is 0.45% by mass or less or 0.38 to 0.45% by mass
  • V is 0.49 to 0.62% by mass.
  • Mn can be 0.45% by mass or more
  • Mo+(1/2)W can be 1.6% by mass or more.
  • the critical cooling time for quenching which is an index of hardenability, is 60 minutes or more
  • the 0.2% yield strength in a high temperature tensile test at 500° C. is 1000 MPa or more by quenching and tempering.
  • a hot work tool steel having an excellent 0.2% yield strength at high temperatures can be obtained. Therefore, even if it is repeatedly processed, the mold does not undergo plastic deformation, and a highly accurate product can be processed.
  • the steel material of the present invention since the mold using the steel material of the present invention is prevented from plastic deformation, the life of the mold can be improved.
  • the steel material of the present invention also has good hardenability, and can suppress a decrease in toughness due to the effect of the cooling rate for hardening. Furthermore, since the steel material of the present invention has excellent hardenability, even a large mold can be manufactured using this steel material.
  • FIG. 2 shows tensile properties illustrating 0.2% yield strength; It is a figure which shows the relationship between 0.2% proof stress and elastic strain or plastic strain. It is a figure which shows the relationship between A value and 0.2% proof stress (MPa).
  • Hot work tool steel especially steel for molds used in hot extrusion dies, must have the properties to finish process high-strength work pieces into high-precision products. This is a characteristic that makes it possible to reduce deflection. In order to realize this characteristic, it is necessary that the elastic limit of the mold steel material is high at high temperatures.
  • the present invention has been made based on such findings.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the tensile properties of a steel material at high temperatures, with elongation (strain) on the horizontal axis and load (stress) on the vertical axis.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the high-temperature tensile properties of the elastic region.
  • point P is the proportional limit load
  • point E is the elastic limit load
  • point B is the maximum load
  • point F is the breaking load.
  • the steel type and test temperature are not limited to specific ones.
  • the 0.2% proof stress ⁇ 0.2 is used as an index of the elastic limit at high temperatures (an index of strength up to the plastic deformation region).
  • the elastic strain is the strain when pulled from the load 0 to the elastic limit load E, and the strain after the elastic limit load E is the plastic strain.
  • the inventors of the present application used this 0.2% proof stress ⁇ 0.2 as an indicator of the low deflection of mold steel materials at high temperatures, and developed steel materials that have little plastic deformation and can be processed with high precision.
  • Various experimental studies were carried out in order to In many cases, high-strength hot extrusion dies are tempered to about 49 HRC before use.
  • the inventors of the present application measured the 0.2% proof stress ⁇ 0.2 of a high-temperature tensile test of a steel tempered to an actual use hardness level, and studied a combination of steel components that would increase the value. At this time, the target value of the 0.2% yield strength ⁇ of 0.2 was set to 1000 MPa.
  • the die material is required to have a high resistance to softening because the die is softened due to the effects of heat.
  • a high 0.2% yield strength suppresses plastic deformation of the mold used, as described above, thereby extending the life of the mold.
  • the hardenability of hot work tool steel affects the hardening cooling rate of the die center. In particular, in the case of a large mold, if the hardenability of the steel material that makes up the mold is low, the quenching cooling rate at the center of the mold will slow down, resulting in insufficient quenching and a reduction in the toughness value. , leading to early failure of the mold. Therefore, high hardenability of this hot work tool steel is also an important factor in the present invention.
  • the present invention can be used as a steel material for molds used in hot and cold environments by increasing the 0.2% yield strength ⁇ 0.2 , softening resistance, and hardenability (toughness), so that plastic deformation is small and high precision It proposes a hot work tool steel that is useful as a steel material for molds that makes it possible to obtain products of
  • C 0.35 to 0.50% by mass
  • C is an element that dissolves in the matrix of the hot work tool steel, increases the hardness of the hot work tool steel, and increases the wear resistance. Also, C forms carbides to increase softening resistance at high temperatures. If C is less than 0.35% by mass, these required properties cannot be satisfied. On the other hand, when C exceeds 0.50% by mass, the toughness of the steel is lowered. Therefore, the content of C is set to 0.35 to 0.50% by mass.
  • C is an element that also affects the A value described later, and when excessively added, the 0.2% yield strength ⁇ 0.2 at high temperatures decreases. Therefore, preferably, the upper limit of C is 0.45% by mass or less.
  • Si 0.50% by mass or less
  • Si can be added because it has the effect of increasing the machinability of steel.
  • the Si content exceeds 0.50% by mass, segregation worsens, resulting in a decrease in toughness. Therefore, the content of Si is set to 0.50% by mass or less.
  • Mn 0.37 to 1.00% by mass
  • Mn is an element that stabilizes austenite and enhances hardenability. If the Mn content is less than 0.37% by mass, the hardenability is remarkably lowered. Desirably, Mn is 0.45 mass % or more. If the content of Mn exceeds 1.00% by mass, workability and thermal conductivity deteriorate, so the content is made 0.37 to 1.00% by mass.
  • Cr 4.30 to 5.50% by mass
  • Cr has the effect of forming carbides in tempering after quenching to improve heat resistance. If the Cr content is less than 4.30% by mass, the hardenability of the steel is remarkably lowered.
  • Cr is an element that affects the A value described later, and its addition increases the 0.2% proof stress ⁇ 0.2 at high temperatures, so it is necessary to add 4.30% by mass or more of Cr. be. On the other hand, if the Cr content exceeds 5.50% by mass, Cr-based carbides are likely to be excessively generated, which reduces the toughness. do.
  • Ni 0.20% by mass or less
  • Ni is an effective element for improving the hardenability of steel. is 0.20% by mass or less. Further, Ni is an element that affects the A value described later, and its addition greatly reduces the 0.2% proof stress ⁇ 0.2 at high temperatures. Therefore, addition of a large amount of Ni is not preferable, and for this reason as well, the upper limit of the amount of Ni added is 0.20% by mass.
  • Mo + (1/2) W 1.5 to 3.2% by mass
  • Both Mo and W are elements effective for improving hardenability, like Cr.
  • Mo and W are effective in forming carbides in tempering after quenching to increase the strength and heat resistance of the steel material. If the sum of the Mo content and half the W content (Mo+(1/2)W) is less than 1.5% by mass, the effect of improving the hardenability cannot be obtained. On the other hand, when (Mo+(1/2)W) exceeds 3.2% by mass, crystallized carbides are generated, and a decrease in hardenability is observed. Therefore, (Mo+(1/2)W) is set to 1.5 to 3.2% by mass.
  • Mo+(1/2)W was used as an index for the addition of Mo and W. Note that either one of Mo and W may be added alone. Mo and W are elements that also affect the A value described later, and their addition increases the 0.2% proof stress at high temperatures. Therefore, Mo+(1/2)W is preferably 1.6% by mass or more.
  • V 0.30 to 0.80% by mass
  • V is an element that forms carbides and is effective in preventing coarsening of crystal grains during quenching and improving wear resistance. In order to obtain this effect, V must be contained in an amount of 0.30% by mass or more. However, when V exceeds 0.80% by mass, coarse carbides are formed in the steel, reducing the toughness of the steel, and excessive addition of V increases the production cost. Therefore, the V content is set to 0.30 to 0.80% by mass. Moreover, V is an element that affects the A value described later, and the addition of V lowers the 0.2% yield strength at high temperatures. Therefore, the V content is preferably 0.49% by mass or more and 0.62% by mass or less.
  • N 0.006 to 0.025% by mass
  • N is an element that forms fine carbides and is effective in preventing grain coarsening during quenching of steel and improving machinability. In order to obtain this effect, N must be 0.006% by mass or more. If N exceeds 0.025% by mass, coarse carbides are formed and the toughness of the steel is deteriorated.
  • each component composition it is necessary to set each component composition within a predetermined composition range. It is important to set the amount of 1/2) W) within the above range.
  • unavoidable impurities for example, B, which has an effect of improving hardenability, S, which has an effect of improving machinability, and Ti or Nb, which has an effect of refining grains, deteriorates other properties. In some cases, it is contained to the extent that it does not cause
  • A is determined by the following formula 1 when the content (% by mass) of component X is represented by [X].
  • the content of each component is determined so that the A value exceeds 1,000.
  • Hot work tool steel used for dies for hot forging, hot extrusion, die casting, etc. which is the technical field of the present invention, is generally refined to 40 to 50 HRC by quenching and tempering. be.
  • the metal mold tempered as described above is heated to a temperature of about 400 to 500° C. and then used as a mold material for extruding, forging, or casting the material to be worked.
  • the inventors of the present application used 0.2% proof stress ⁇ 0.2 as an indicator of the required characteristics of the mold material at high temperatures.
  • the 0.2% yield strength ⁇ 0.2 of hot work tool steel is not easily affected by the alloying ingredients from room temperature to about 300°C, but at 500°C or higher, for example, JIS SKD61 and JIS SKD7 There will be differences in characteristics.
  • Equation 1 for the above A value was determined as follows. That is, the inventors of the present application tempered test pieces manufactured by changing the content of each alloying element so that the HRC was 49 ⁇ 1, and conducted a high temperature tensile test at 500°C. Then, in this high-temperature tensile test, the 0.2% yield strength ⁇ 0.2 is measured, and then the degree of influence of each element on the 0.2% yield strength ⁇ 0.2 is determined by the least squares method (multiple regression analysis). Calculated. From the result of analysis of the degree of influence, the coefficient of the content of each component was determined, and the formula for the A value (Formula 1) was determined.
  • Fig. 3 shows the relationship between the 0.2% proof stress measured value of the test piece of each steel material and the A value obtained from the composition, with the A value on the horizontal axis and the 0.2% proof stress ⁇ 0.2 on the vertical axis. is plotted in the figure.
  • the coefficient of the A value is obtained by the method of least squares so that the 0.2% proof stress is best approximated by the A value.
  • the 0.2% yield strength ⁇ 0.2 exceeds approximately 1,000 when the content of each component is determined so that the approximation formula 1 exceeds 1,000.
  • the content of each component of the steel material of the present invention satisfies A > 1000
  • the 0.2% proof stress is 1000 MPa or more.
  • the content of each component is determined so that the A value is greater than 1,000.
  • a softening resistance test piece, a hardenability test piece, a tensile test piece, and a Charpy impact test piece were taken from the steel material after the annealing treatment.
  • the CCT curve was created by the Formaster test, and the critical cooling time (minutes) for quenching at which bainite was generated was determined to determine its superiority. Specifically, after being held at 1030 ° C. for 10 minutes, it is cooled at a constant rate, and if the critical cooling time for quenching until bainite is generated is 60 minutes or more, it is indicated as ⁇ , and if it is less than 60 minutes, it is indicated as x. evaluated.
  • the "0.2% yield strength" in the high temperature tensile test was obtained by cutting out a flanged test piece (JIS G0567) having a parallel part diameter of 6 mm and a parallel part length of 30 mm from steel material, and heating it to 1030 ° C. for 30 minutes. After that, the steel was quenched by cooling to room temperature at a cooling rate of 33.3°C per minute, and then tempered at 580 to 630°C two or more times to bring the hardness to 49 ⁇ 1 HRC. The obtained test piece was subjected to a tensile test under a temperature environment of 500° C. in accordance with JIS G0567. The tensile speed was set to 0.3%/min for a portion having a parallel length of 30 mm. Then, the 0.2% yield strength ⁇ 0.2 was obtained and shown in Table 2 (unit: MPa). In the present invention, the 0.2% proof stress ⁇ 0.2 is judged to be good when it is 1000 MPa or more.
  • Table 1 shows the contents of C, Si, Mn, Cr, Ni, Mo, W, V, and N in the steel materials subjected to the test and the value of Mo+(1/2)W.
  • the remainder of Table 1 is Fe and unavoidable impurities.
  • the content of each component satisfies claim 1, and the A value exceeds 1,000 as shown in Table 2.
  • the hardenability is ⁇
  • the toughness is ⁇ or ⁇
  • the softening resistance is ⁇
  • the 0.2% proof stress ⁇ 0.2 exceeds 1000 MPa.
  • Comparative Example 6 satisfies the A value of more than 1000, but the Cr content is too less than the range of the present invention, and Mo + (1/2) W is more than the range of the present invention.
  • the hardenability is poor due to the occurrence of precipitated carbide, and the critical cooling time for hardening of 60 minutes or more, which is an index of hardenability in the present invention, is not satisfied.
  • Comparative Examples 9, 10, 11, and 14 the Cr content is too small from the range of the present invention, so the hardenability is originally inferior as in Comparative Example 6, but these comparisons In Examples 9, 10, 11, and 14, the hardenability was improved by adding other elements. minutes or more).
  • Comparative Examples 7, 8, 12, and 13 had a low A value due to their high Ni content. In addition, Comparative Examples 7, 12, and 13 have a slightly higher C, which is also a factor in lowering the A value.
  • Comparative Examples 10, 12, 13, and 14 have a relatively low content of Mo+(1/2)W, so the A value is low and the 0.2% yield strength ⁇ 0.2 is also low.
  • Comparative Example 15 has a large amount of Si, a small amount of Mn, and a small amount of Mo+(1/2)W, so the softening resistance is low, and the A value is also low, so the 0.2% yield strength ⁇ 0.2 is also low. Comparative Example 16 was low in hardenability and toughness due to low Mn and Cr content.
  • the elastic limit at high temperatures is high, and it is effective for manufacturing molds with small plastic deformation strain, and it is possible to extend the life of the mold. Therefore, according to the present invention, it is useful as a steel material for molds that enables the manufacture of high-precision products even when a high-strength mating material is repeatedly extruded or forged.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

本発明の熱間工具鋼は、Ｃ：０．３８～０．４５質量％、Ｓｉ：０．５０質量％以下、Ｍｎ：０．３７～１．００質量％、Ｃｒ：４．３０～５．５０質量％、Ｎｉ：０．１１～０．２０質量％、Ｍｏ＋（１／２）Ｗ：１．５～３．２質量％、Ｖ：０．４９～０．６２質量％、Ｎ：０．００６～０．０２５質量％、を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物である組成を有し、更に、成分Ｘの含有量（質量％）を［Ｘ］で表したとき、Ａ＝１０５０－３７３．６［Ｃ］＋２８．７［Ｃｒ］－１５０．０［Ｎｉ］－１２７．３［Ｖ］＋４５．９［Ｍｏ＋（１／２）Ｗ］で求まるＡが１０００を超える。これにより、高温での０．２％耐力が優れた熱間工具鋼を得ることができ、この熱間工具鋼を使用して金型を製造すれば、加工対象が高強度の鋼種であっても、塑性変形することがなく、高精度の加工が可能となる。

Description

熱間工具鋼
　本発明は、温熱間プレス、ダイカスト、熱間押出、又は温熱間鍛造等に使用される金型（ダイスを含む）の素材として好適な高焼入性及び高高温強度の熱間工具鋼に関する。
　温熱間プレス、ダイカスト、熱間押出、又は温熱間鍛造に使用される金型用の素材として、ＪＩＳ・ＳＫＤ６１及びＳＫＤ７が汎用的に使用されている。両鋼種は、要求される特性によって使い分けがされており、靭性が求められる部材には一般的にＳＫＤ６１が使用され、高温強度が求められる部材には主としてＳＫＤ７が使用されている。
　ところで、熱間加工工具の鋼材として、Ｃｒ及びＭｏの含有量を調整することにより、軟化抵抗特性（高温強度）と靭性の双方を向上させることを目的として熱間工具鋼が提案されている（特許文献１）。この特許文献１に記載された発明に係る熱間金型用鋼は、靱性がシャルピー衝撃試験値で５０．３～８６．６Ｊ／ｃｍ２であり、かつ、焼入焼戻しにより調質する前の初期硬さのＨＲＣと焼入焼戻しにより調質した後のＨＲＣとの差であるΔＨＲＣが７．３～１１．１である。このΔＨＲＣを軟化抵抗特性（高温強度）としている。
　また、焼入焼戻し後の炭化物組成と量に着目して、それらを適正に制御することにより靭性及び高温強度を向上させることを目的とした熱間金型用鋼も提案されている（特許文献２）。この特許文献２に記載された発明に係る熱間金型用鋼は、シャルピー衝撃値が３０Ｊ／ｃｍ２以上、軟化量（ΔＨＲＣ）が１３ＨＲＣ以下である。
特開２０１３－０８７３２２ 特開２０１７－１５５３０６
　一般的にＳＫＤ６1、ＳＫＤ６２、ＳＫＤ７等の鋼種は、熱間で使用される金型用の素材として知られている。そして、耐熱性と共に耐ヒートチェック性及び靭性が要求される用途にはＳＫＤ６1が金型素材として採用され、耐軟化性及び耐熱強度が要求される用途にはＳＫＤ７が金型素材として採用されている。
　一方、特許文献１又は特許文献２に開示された発明において、熱間工具鋼の高温強度は、４５ＨＲＣに焼入れ焼戻された鋼材の高温保持後の硬さの低下（軟化抵抗）で評価されている。これは、ダイカストなどの溶融アルミニウムを鋳造する金型鋼の特性評価としては問題ないが、熱間押出又は温熱間鍛造などの被加工材の強度が高い材料を加工する金型の用途では、金型材料にかかる応力が高く、強度が不足するため、適していない。即ち、熱間押出用の金型では、４０ＨＲＣ以下の硬さでは強度不足により加工時にたわみが生じ、押出製品の寸法規格を満たすことができなくなる。特許文献１，２の発明では、軟化抵抗後の硬さが３５ＨＲＣ以下の鋼材も含まれており、熱間押出又は温熱間鍛造のような被加工材の強度が高い場合には、上述のごとく、加工時にたわみが生じ、高寸法精度の製品を得ることはできない。
　本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、高温での０．２％耐力が優れた熱間工具鋼を得ることができ、この熱間工具鋼を使用して金型を製造すれば、加工対象が高強度の材料であっても、塑性変形することがなく、高精度の加工が可能となる熱間工具鋼を提供することを目的とする。
　本発明に係る熱間工具鋼は、
Ｃ：０．３５～０．５０質量％、
Ｓｉ：０．５０質量％以下、
Ｍｎ：０．３７～１．００質量％、
Ｃｒ：４．３０～５．５０質量％、
Ｎｉ：０．２０質量％以下、
Ｍｏ＋（１／２）Ｗ：１．５～３．２質量％、
Ｖ：０．３０～０．８０質量％、
Ｎ：０．００６～０．０２５質量％、
を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物である組成を有し、
更に、成分Ｘの含有量（質量％）を［Ｘ］で表したとき、
Ａ＝１０５０－３７３．６［Ｃ］＋２８．７［Ｃｒ］－１５０．０［Ｎｉ］－１２７．３［Ｖ］＋４５．９［Ｍｏ＋（１／２）Ｗ］
で求まるＡが１０００を超えることを特徴とする。
　本発明において、例えば、
Ｎｉは０．１１質量％以上であること、Ｃは０．４５質量％以下若しくは０．３８～０．４５質量％であること、又はＶは０．４９～０．６２質量％であることとすることができる。また、Ｍｎは０．４５質量％以上であること、又はＭｏ＋（１／２）Ｗは１．６質量％以上とすることができる。
　また、本発明においては、例えば、
焼入性の指標である焼入臨界冷却時間が６０分以上であることが好ましく、
更に、
焼入焼戻処理により、５００℃における高温引張試験の０．２％耐力が１０００ＭＰａ以上に調質されていることが好ましい。
　本発明によれば、高温での０．２％耐力が優れた熱間工具鋼が得られ、この鋼材を使用して製造した金型により押出加工又は鍛造加工した場合は、相手材が高強度であって繰り返し加工した場合でも、金型は塑性変形することなく、高精度の製品を加工することができる。
　また、本発明の鋼材を使用した金型は、塑性変形が防止されるので、金型寿命を向上させることができる。そして、本発明の鋼材は、焼入性も良好であり、焼入冷却速度の影響による靭性の低下を抑制することができる。更に、本発明の鋼材は焼入性が優れているので、この鋼材を使用した金型であれば、大型材でも製造することができる。
０．２％耐力を説明する引張特性を示す図である。 ０．２％耐力と、弾性歪み又は塑性歪みとの関係を示す図である。 Ａ値と０．２％耐力（ＭＰａ）との関係を示す図である。
　以下、本発明について、詳細に説明する。熱間工具鋼、特に熱間押出ダイスに使用される金型用鋼材には、高強度の被加工材を高精度な製品に仕上げ加工するための特性が必要であり、それは使用する金型のたわみを小さくすることを可能とする特性である。この特性の実現のためには、金型用鋼材の高温での弾性限度が高いことが必要である。本発明はこのような知見に基づいてなされたものである。
　実際上、金型材の高温の弾性限度を測定することは実験的に困難である。このため、一般に用いられる高温引張試験の０．２％耐力を塑性変形領域までの強度の指標とした。図１は、横軸に伸び（歪み）をとり、縦軸に荷重（応力）をとって、高温における鋼材の引張特性を示す模式図である。また、図２は弾性域の高温引張特性を取り出して示す模式図である。図１において、点Ｐは比例限荷重、点Ｅは弾性限荷重、点Ｂは最大荷重、点Ｆは破断荷重である。また、荷重が０のときの伸びが０．２％の点から、応力―歪み線の弾性域に平行に線を引いて応力―歪み線と交差する点が、０．２％耐力σ０．２である。なお、図１及び図２は、高温引張特性を模式的に示したもので、鋼種及び試験温度は特定のものに限定されるものではない。前述のごとく、高温の弾性限度を測定することは困難であるから、代わりに、０．２％耐力σ０．２を高温における弾性限度の指標（塑性変形領域までの強度の指標）とする。なお、荷重０から弾性限荷重Ｅまで引っ張ったときの歪みが弾性ひずみであり、弾性限荷重Ｅから後は塑性歪みである。そして、鋼材の弾性限の指標である０．２％耐力σ０．２が大きいと塑性歪みが生じ始める荷重が大きくなり、０．２％耐力σ０．２が大きい鋼材を金型（ダイス）に適用した場合には、加工応力及び熱応力を受けたときに、弾性域での変形が支配的となり、金型に発生するたわみが小さくなる。従って、金型を使用して加工される製品の精度が高くなり、また、金型寿命も向上する。
　よって、本願発明者らは、この０．２％耐力σ０．２を金型用鋼材の高温におけるたわみの少なさの指標として、塑性変形が少なくて高精度の加工を可能とする鋼材の開発をすべく種々実験研究を行った。多くの場合、高強度熱間押出ダイスは４９ＨＲＣ程度に調質して使用される。本願発明者らは実際の使用硬度レベルに調質した鋼材における高温引張試験の０．２％耐力σ０．２を測定し、その値が高くなる鋼材成分の組合せを検討した。このとき、０．２％耐力σ０．２の目標値は１０００ＭＰａとした。当然、使用し続ける回数が増えるに従って、ダイスは熱影響による軟化が発生するため、金型材には軟化抵抗性が高いことも要求される。加えて、０．２％耐力が高いことは、前述のごとく、使用される金型の塑性変形が抑制されるので、金型の長寿命化をもたらすことになる。更に、熱間工具鋼の焼入れ性は、金型中心部の焼入れ冷却速度に影響する。特に、大型の金型の場合は、金型を構成する鋼材の焼入性が低いと、金型中心部の焼入冷却速度が遅くなるために、焼入が不十分となって、靱性値の低下につながり、金型の早期破損が生じてしまう。従って、本発明においても、この熱間工具鋼の焼入れ性が高いことは重要な要素である。
　このように、本発明は、０．２％耐力σ０．２、軟化抵抗、及び焼入れ性（靱性）を高めることにより、温熱間で使用される金型用鋼材として、塑性変形が小さく高精度の製品を得ることを可能にする金型用鋼材として有用な熱間工具鋼を提案するものである。
　先ず、本発明の熱間工具鋼の成分添加理由及び組成限定理由について説明する。
　「Ｃ：０.３５～０．５０質量％」
　Ｃは、熱間工具鋼の基地に固溶し、熱間工具鋼の硬度を高め、耐摩耗性を高める元素である。また、Ｃは炭化物を形成し、高温での軟化抵抗性を高める。Ｃが０．３５質量％未満では、それらの必要特性を満足することができない。一方、Ｃが０．５０質量％ を超えると、鋼の靱性が低下する。よって、Ｃの含有量は、０．３５～０．５０質量％とする。また、Ｃは後述するＡ値にも影響を与える元素であり、過剰に添加すると、高温での０．２％耐力σ０．２が低下する。このため、好ましくは、Ｃの上限は０．４５質量％以下である。
　「Ｓｉ：０．５０質量％以下」
　Ｓｉは、鋼の被削性を高めるという効果があるので、添加することができる。一方で、Ｓｉを０．５０質量％ を超えて含有させると、偏析の悪化により、靭性が低下する。よって、Ｓｉの含有量は、０．５０質量％以下とする。
　「Ｍｎ：０．３７～１.００質量％」
　Ｍｎは、オーステナイトを安定化させ、焼入性を高める元素である。Ｍｎが０．３７質量％未満では、焼入性の低下が著しい。望ましくは、Ｍｎは０．４５質量％以上である。Ｍｎが１．００質量％を超えて含有されると、加工性及び熱伝導率が悪化するため、その含有量は、０．３７～１．００質量％とする。
　「Ｃｒ：４．３０～５.５０質量％」
　Ｃｒは、焼入性と靭性を高める元素である。また、Ｃｒは焼入後の焼戻において、炭化物を生成して耐熱性を高める作用がある。Ｃｒが４．３０質量％未満では、鋼の焼入性の低下が著しい。また、Ｃｒは後述するＡ値にも影響を与える元素であり、その添加により高温での０．２％耐力σ０．２が増加するため、Ｃｒは４．３０質量％以上の添加が必要である。一方、Ｃｒを５．５０質量％を超えて含有させると、Ｃｒ系の炭化物を過剰に生成しやすく、そうすると靭性が低下するため、Ｃｒの含有量は、４．３０～５．５０質量％とする。
　「Ｎｉ：０．２０質量％以下」
　Ｎｉは、Ｃｒと同様に、鋼の焼入性を向上させるために有効な元素であるが、Ｎｉが０．２０質量％を超えると、鋼材の被削性が低下するので、Ｎｉの含有量は、０．２０質量％以下とする。また、Ｎｉは後述するＡ値にも影響を与える元素であり、その添加により高温での０．２％耐力σ０．２が大きく低下する。このため、Ｎｉの多量の添加は好ましくなく、このような理由からも、Ｎｉ添加量の上限は０．２０質量％である。
　「Ｍｏ＋（１／２）Ｗ：１．５～３.２質量％」
　ＭｏとＷは、いずれも、Ｃｒと同様に、焼入性を向上させるために有効な元素である。また、Ｍｏ及びＷは、焼入後の焼戻において、炭化物を生成して鋼材の強度と耐熱性を高めるために有効である。Ｍｏ含有量と、Ｗ含有量の１／２の量の合計（Ｍｏ＋（１／２）Ｗ）が、１．５質量％未満であると、焼入性の向上効果が得られない。一方、（Ｍｏ＋（１／２）Ｗ）が、３．２質量％を超えると、晶出炭化物が発生して、焼入性の低下が認められる。このため、（Ｍｏ＋（１／２）Ｗ）は、１．５～３.２質量％とする。但し、ＷはＭｏの約２倍の原子量を有しており、原子数が同等である場合に、焼入性が同等であって、その効果の程度において相互に置き換え可能な特性を有する。このため、Ｍｏ及びＷの添加については、（Ｍｏ＋（１／２）Ｗ）を指標とした。なお、Ｍｏ及びＷは、そのいずれか一方を単独で添加してもよい。また、Ｍｏ及びＷは、後述するＡ値にも影響を与える元素であり、その添加により、高温での０．２％耐力が増加する。そのため、好ましくは、Ｍｏ＋（１／２）Ｗを１．６質量％以上とすることが好ましい。
　「Ｖ：０．３０～０．８０質量％」
　Ｖは炭化物を形成し、焼入時の結晶粒の粗大化防止及び耐摩耗性の向上に有効な元素である。この効果を得るためには、Ｖ は０．３０質量％以上含有することが必要である。しかし、Ｖが０．８０質量％を超えると、鋼中に粗大な炭化物を形成し、鋼の靱性を低下させると共に、Ｖの過剰な添加は、製造コストを上昇させてしまう。このため、Ｖの含有量は、０．３０～０．８０質量％とする。また、Ｖは、後述するＡ値にも影響を与える元素であり、Ｖの添加により高温での０．２％耐力が低下してしまう。このため、Ｖの含有量は、好ましくは、０．４９質量％以上であり、また０．６２質量％以下である。
　「Ｎ：０．００６～０.０２５質量％」
　Ｎは、微細な炭化物を形成し、鋼の焼入時の結晶粒粗大化防止及び被削性の向上に有効な元素である。この効果を得るためには、Ｎは０．００６質量％以上であることが必要である。また、Ｎが０．０２５質量％を超えると、粗大な炭化物を形成し、鋼の靭性を劣化させるので、Ｎの含有量は０．００６～０.０２５％とする。
　このように、本発明の目的を達成するために、各成分組成を、所定の組成範囲内にすることが必要であるが、特に、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｖ及び（Ｍｏ＋（１／２）Ｗ）の量を上記範囲にすることが重要である。なお、上記成分に加えて、不可避的不純物としては、例えば焼入性改善効果があるＢ、被削性改善効果があるＳ、結晶粒微細化効果があるＴｉ又はＮｂが、他の特性を悪化させない程度に含有する場合もある。
　「Ａ＞１０００」
　Ａは、成分Ｘの含有量（質量％）を［Ｘ］で表したとき、下記数式１にて求まる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　本発明においては、このＡ値が１０００を超えるように各成分の含有量を決める。
　本発明の技術分野である熱間鍛造、熱間押出、及びダイカスト等の金型に使用される熱間工具鋼は、焼入れ焼戻しにより４０～５０ＨＲＣに調質されて利用されるのが一般的である。そして、上述のようにして調質された金型は、４００～５００℃前後の温度に加熱した後、被加工材を押出、鍛造又は鋳造する際の型材として利用される。
　ところで、本願発明者等は、前述のごとく、上記金型材の高温での必要特性として、０．２％耐力σ０．２をその指標とした。熱間工具鋼の０．２％耐力σ０．２は、室温から３００℃程度までは、合金成分の影響を受けにくいが、一方で、５００℃以上となると、例えばＪＩＳ　ＳＫＤ６１とＪＩＳ　ＳＫＤ７ではその特性に差異が生じてくる。そこで、５００℃において、０．２％耐力σ０．２に与える各合金成分の影響に関して鋭意研究を重ねた結果、高温の０．２％耐力σ０．２と合金元素との関係は［Ｃ］、［Ｎｉ］、［Ｖ］を添加するとＡ値が低下し、反対に［Ｃｒ］、［Ｍｏ＋（１／２）Ｗ］の添加量を増加させるとＡ値が高くなり、Ａ値が高いほど、０．２％耐力σ０．２が大きくなって、特性が向上することが判明した。
　上記Ａ値の数式１は、以下のようにして求めた。即ち、本願発明者等は、各合金元素の含有量を変化させて製造した試験片を、ＨＲＣが４９±１になるように調質し、５００℃で高温引張試験を実施した。そして、この高温引張試験において、０．２％耐力σ０．２を測定し、その後、０．２％耐力σ０．２に与える各元素の影響度合いを、最小二乗法（重回帰分析）により算出した。この影響度合いの解析結果から、各成分の含有量の係数を求め、Ａ値の式（数式１）を求めた。
　図３は横軸にＡ値をとり、縦軸に０．２％耐力σ０．２をとって、各鋼材の試験片の０．２％耐力測定値と、組成から求めたＡ値との関係を、図中にプロットした。この場合に、この０．２％耐力がＡ値で最もよく近似されるように、Ａ値の係数を最小二乗法により求めたのが、上記数式１である。本発明においては、近似式である数式１が１０００を超えるように、各成分の含有量を決定すると、０．２％耐力σ０．２がほぼ１０００を超えた値となる。
　図３に示すように、Ａ値が高いほど、０．２％耐力σ０．２が高くなるので、このＡ値が高くなるように、これらの成分［Ｃ］、［Ｎｉ］、［Ｖ］、［Ｃｒ］、［Ｍｏ＋（１／２）Ｗ］の含有量を規定することにより、本発明の目的が達成される。具体的には、このＡ値の閾値をＡ＝１０００とすると、本発明の鋼材の成分の各含有量がＡ＞１０００を満たした場合に、０．２％耐力が１０００ＭＰａ以上となるので、本発明においては、このＡ値が１０００より大となるように、各成分の含有量を決める。
　次に、本発明の請求項１を満たす実施例の熱間工具鋼の特性を、本発明の範囲から外れる比較例の熱間工具鋼の特性と対比して、本発明の効果について説明する。下記表１に示す組成の実施例１～５及び比較例６～１４の鋼材を高周波誘導炉にて溶解し、２０ｋｇのインゴットを得た。また、比較例１５，１６は、量産電気炉で溶製した３～６トンの鋼塊を６Ｓ以上の鍛錬比で鍛造したものである。これらのインゴットを、１２００～１２８０℃の温度に４時間以上加熱した後、鍛造し、その後、８２０～８７０℃の温度に４時間以上加熱保持し、４００～５００℃の温度まで１５～３５℃／時の冷却速度で冷却を行う焼なまし処理を実施した。そして、この焼なまし処理後の鋼材から、軟化抵抗試験片、焼入性試験片、引張試験片、及びシャルピー衝撃試験片を採取した。
　そして、これらの試験片をもとに、表２に示す「焼入性」、「靱性」、「０．２％耐力σ０．２」及び「軟化抵抗」を求めた。
　「焼入性」試験は、フォーマスタ試験によりＣＣＴ曲線を作成し、ベイナイトが発生する焼入臨界冷却時間（分）を求めることにより、その優劣を判定した。具体的には、１０３０℃に１０分保持した後に等速度で冷却し、ベイナイトが発生するまでの焼入臨界冷却時間が６０分以上の場合は〇とし、６０分未満は×として、焼入性を評価した。
　「靭性」試験は、１０×１０×５５ｍｍのＪＩＳ３号試験片を切り出し、１０３０℃に３０分加熱後に、毎分１２．５℃の冷却速度で室温まで冷却する焼入を行った後に、５８０～６３０℃で２回以上の焼戻しを行い、硬さを４９±１ＨＲＣに揃えた後、衝撃値を測定した。評価は衝撃値が２５Ｊ／ｃｍ２以上は◎、１５Ｊ／ｃｍ２以上２５Ｊ／ｃｍ２未満は〇、１５Ｊ／ｃｍ２未満の場合は×として表した。
　「軟化抵抗」試験は、１０３０℃に３０分間加熱した後に、毎分３３．３℃の冷却速度で室温まで冷却する焼入を行った後に、５８０～６３０℃で２回以上の焼戻しを行い、硬さを４８±１ＨＲＣに調質した各鋼材を６００℃にて５０時間保持し、この鋼材を空冷した後に硬度を測定し、初期の調質硬さとの差、即ち硬度低下ΔＨＲＣにて評価した。初期の調質硬さと試験後の硬さの差ΔＨＲＣが１０ＨＲＣ以下であれば、軟化抵抗の評価は◎とし、１０を超えて１３ＨＲＣ以下であれば○とし、１３ＨＲＣ超であれば×とした。
　高温引張試験における「０．２％耐力」は、鋼材から平行部の直径が６ｍｍ、平行部の長さが３０ｍｍとしたつば付き試験片（ＪＩＳ　Ｇ０５６７）を切りだし、１０３０℃に３０分加熱した後に、毎分３３．３℃の冷却速度で室温まで冷却する焼入を行った後に、５８０～６３０℃で２回以上の焼戻しを行い、硬さを４９±１ＨＲＣに揃えた。得られた試験片について、ＪＩＳ　Ｇ０５６７に準拠して５００℃の温度環境下で引張試験を行った。引張速度は平行部長さが３０ｍｍの部位に対し、０．３％／分とした。そして、０．２％耐力σ０．２を求めて表２に示した（単位はＭＰａ）。本発明においては、この０．２％耐力σ０．２が１０００ＭＰａ以上の場合に良好と判断される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表１は試験に供した鋼材のＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、及びＮの含有量と、Ｍｏ＋（１／２）Ｗの値を示す。表１の残部は、Ｆｅ及び不可避的不純物である。本発明の実施例１～５は、各成分の含有量が請求項１を満たし、また、Ａ値は表２に示すように、１０００を超えている。そして、実施例１～５は、焼入性が○、靱性が◎又は○、軟化抵抗が○であり、０．２％耐力σ０．２は１０００ＭＰａを超えている。
　一方、比較例６は、Ａ値が１０００超を満足しているが、Ｃｒ含有量が本発明の範囲よりも少なすぎると共に、Ｍｏ＋（１／２）Ｗが本発明の範囲より多いため、晶出炭化物が発生して焼入性が劣り、本発明にて焼入性の指標としている焼入臨界冷却時間の６０分以上を満たしていない。また、比較例９、１０、１１、１４も、Ｃｒ含有量が本発明の範囲よりも少なすぎるため、本来的には比較例６と同様に焼入性が劣るものであるが、これらの比較例９，１０，１１，１４では、他の元素の添加で焼入性の向上を図ったため、表２に示すように、焼入性の欄は、いずれも○（焼入臨界冷却時間は６０分以上）である。しかし、比較例９，１０，１１，１４は、いずれもＮｉを本発明の範囲を超えて添加しているため、このようなＡ値を下げるＮｉ（Ａ値の式の係数が負）を添加したため、Ａ値が１０００以下となり、高温での０．２％耐力σ０．２が低いものとなった。また、比較例９はＣ及びＶも比較的高く、これも、Ａ値を低くする要因である。
　比較例７，８，１２，１３は、Ｎｉが高いため、Ａ値が低いものとなった。また、比較例７、１２、１３はＣが若干高いため、これも、Ａ値を低くする要因である。
　また、比較例１０，１２，１３，１４は、Ｍｏ＋（１／２）Ｗの含有量が比較的低いため、Ａ値が低く、０．２％耐力σ０．２も低い。
　更に、比較例１５は、Ｓｉが多く、Ｍｎが少なく、Ｍｏ＋（１／２）Ｗが少ないため、軟化抵抗が低く、Ａ値も低いため、０．２％耐力σ０．２も低い。比較例１６は、Ｍｎ及びＣｒが少ないため、焼入性及び靱性が低いものであった。
　本発明によれば、高温での弾性限度が高く、塑性変形歪みが小さい金型の製造に有効であり、金型寿命の延長が可能である。このため、本発明によれば、高強度な相手材に対して繰り返し押出又は鍛造を行う場合にも、高精度の製品を製造することを可能とする金型用の鋼材として、有益である。

Claims (9)

  1. Ｃ：０．３５～０．５０質量％、
    Ｓｉ：０．５０質量％以下、
    Ｍｎ：０．３７～１．００質量％、
    Ｃｒ：４．３０～５．５０質量％、
    Ｎｉ：０．１１～０．２０質量％、
    Ｍｏ＋（１／２）Ｗ：１．５～３．２質量％、
    Ｖ：０．３０～０．８０質量％、
    Ｎ：０．００６～０．０２５質量％、
    を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物である組成を有し、
    更に、成分Ｘの含有量（質量％）を［Ｘ］で表したとき、
    Ａ＝１０５０－３７３．６［Ｃ］＋２８．７［Ｃｒ］－１５０．０［Ｎｉ］－１２７．３［Ｖ］＋４５．９［Ｍｏ＋（１／２）Ｗ］
    で求まるＡが１０００を超えることを特徴とする熱間工具鋼。
  2. Ｃ：０．３８～０．４５質量％、
    Ｓｉ：０．５０質量％以下、
    Ｍｎ：０．３７～１．００質量％、
    Ｃｒ：４．３０～５．５０質量％、
    Ｎｉ：０．２０質量％以下、
    Ｍｏ＋（１／２）Ｗ：１．５～３．２質量％、
    Ｖ：０．３０～０．８０質量％、
    Ｎ：０．００６～０．０２５質量％、
    を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物である組成を有し、
    更に、成分Ｘの含有量（質量％）を［Ｘ］で表したとき、
    Ａ＝１０５０－３７３．６［Ｃ］＋２８．７［Ｃｒ］－１５０．０［Ｎｉ］－１２７．３［Ｖ］＋４５．９［Ｍｏ＋（１／２）Ｗ］
    で求まるＡが１０００を超えることを特徴とする熱間工具鋼。
  3. Ｃ：０．３５～０．５０質量％、
    Ｓｉ：０．５０質量％以下、
    Ｍｎ：０．３７～１．００質量％、
    Ｃｒ：４．３０～５．５０質量％、
    Ｎｉ：０．２０質量％以下、
    Ｍｏ＋（１／２）Ｗ：１．５～３．２質量％、
    Ｖ：０．４９～０．６２質量％、
    Ｎ：０．００６～０．０２５質量％、
    を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物である組成を有し、
    更に、成分Ｘの含有量（質量％）を［Ｘ］で表したとき、
    Ａ＝１０５０－３７３．６［Ｃ］＋２８．７［Ｃｒ］－１５０．０［Ｎｉ］－１２７．３［Ｖ］＋４５．９［Ｍｏ＋（１／２）Ｗ］
    で求まるＡが１０００を超えることを特徴とする熱間工具鋼。
  4. Ｃは０．３８～０．４５質量％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱間工具鋼。
  5. Ｖは０．４９～０．６２質量％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱間工具鋼。
  6. Ｍｎは０．４５質量％以上であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の熱間工具鋼。
  7. Ｍｏ＋（１／２）Ｗが１．６質量％以上であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれ１項に記載の熱間工具鋼。
  8. 焼入性の指標である焼入臨界冷却時間が６０分以上であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の熱間工具鋼。
  9. 焼入焼戻処理により、５００℃における高温引張試験の０．２％耐力が１０００ＭＰａ以上に調質されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の熱間工具鋼。
PCT/JP2021/036333 2021-03-10 2021-09-30 熱間工具鋼 WO2022190441A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202180070477.5A CN116419980A (zh) 2021-03-10 2021-09-30 热加工工具钢
KR1020237010176A KR20230056045A (ko) 2021-03-10 2021-09-30 열간 공구강

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-038765 2021-03-10
JP2021038765A JP6946586B1 (ja) 2021-03-10 2021-03-10 熱間工具鋼

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022190441A1 true WO2022190441A1 (ja) 2022-09-15

Family

ID=77915220

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/036333 WO2022190441A1 (ja) 2021-03-10 2021-09-30 熱間工具鋼

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6946586B1 (ja)
KR (1) KR20230056045A (ja)
CN (1) CN116419980A (ja)
WO (1) WO2022190441A1 (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017155306A (ja) * 2016-03-03 2017-09-07 山陽特殊製鋼株式会社 優れた高温強度および靱性を有する熱間工具鋼
JP2021031695A (ja) * 2019-08-19 2021-03-01 山陽特殊製鋼株式会社 靱性に優れた熱間工具鋼

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6032881B2 (ja) 2011-10-18 2016-11-30 山陽特殊製鋼株式会社 熱間金型用鋼

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017155306A (ja) * 2016-03-03 2017-09-07 山陽特殊製鋼株式会社 優れた高温強度および靱性を有する熱間工具鋼
JP2021031695A (ja) * 2019-08-19 2021-03-01 山陽特殊製鋼株式会社 靱性に優れた熱間工具鋼

Also Published As

Publication number Publication date
CN116419980A (zh) 2023-07-11
JP6946586B1 (ja) 2021-10-06
KR20230056045A (ko) 2023-04-26
JP2022138719A (ja) 2022-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2660348B1 (en) Die steel having superior rusting resistance and thermal conductivity, and method for producing same
JP2011001572A (ja) 熱間工具鋼及びこれを用いた鋼製品
KR20100135206A (ko) 열간가공 공구강 및 이를 이용한 철강제품
US6478898B1 (en) Method of producing tool steels
TWI589710B (zh) 冷鍛造零件用輥軋棒鋼或輥軋線材
JP2017155306A (ja) 優れた高温強度および靱性を有する熱間工具鋼
KR20190115423A (ko) 금형용 강, 및 금형
JPH0885838A (ja) Ｎｉ基超耐熱合金
US6053991A (en) Production of cold working tool steel
CN109790602B (zh) 钢
JP2014025103A (ja) 熱間工具鋼
JP2000226635A (ja) 高温強度と靱性に優れた熱間工具鋼
WO2022190441A1 (ja) 熱間工具鋼
KR102113076B1 (ko) 압연 선재
JP2001294974A (ja) 被削性に優れ熱処理変寸が小さい工具鋼およびその製造方法
JP2005336553A (ja) 熱間工具鋼
JP5345415B2 (ja) 被削性、熱処理変寸特性、衝撃特性に優れた冷間プレス金型用鋼およびプレス金型
JP2001158937A (ja) 熱間加工用工具鋼とその製造方法および熱間加工用工具の製造方法
KR101007417B1 (ko) 다이 캐스트용 열간 공구 강철
JP3780690B2 (ja) 被削性および工具寿命に優れた熱間工具鋼
JP2018131654A (ja) 優れた靱性および軟化抵抗性を有する熱間工具鋼
JP2005320629A (ja) 冷間加工性に優れた高強度鋼線又は棒鋼、高強度成形品並びにそれらの製造方法
JP3737298B2 (ja) 被削性及び溶接性に優れたプラスチック成形用大型金型用鋼及びその製造方法
JP7214313B2 (ja) 高い耐摩耗性を有する高靭性の冷間工具鋼
CN1307319C (zh) 滚轧成形性、耐淬裂性及扭转特性优异的机械结构用钢材以及传动轴

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21930288

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20237010176

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21930288

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1