JPH0688163A - 熱間工具鋼 - Google Patents
熱間工具鋼Info
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- JPH0688163A JPH0688163A JP31840791A JP31840791A JPH0688163A JP H0688163 A JPH0688163 A JP H0688163A JP 31840791 A JP31840791 A JP 31840791A JP 31840791 A JP31840791 A JP 31840791A JP H0688163 A JPH0688163 A JP H0688163A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】特に大型製品の鍛造に使用される金型等におけ
る使用中のヒートラック、大割れ、あるいは軟化による
摩耗、へたりを著しく改善できる高強度高靱性の熱間工
具鋼。 【構成】重量％で、Ｃ：０．２０〜０．４５、Ｓｉ：
０．３０以下、Ｍｎ：０．５〜２．０、Ｎｉ：０．５〜
２．０、Ｃｒ：１．０〜４．０、Ｖ：０．０５〜０．２
０未満、Ｎｂ：０．０１〜０．１５、および、Ｍｏ：
０．２〜２．０、Ｗ：０．４〜４．０の１種または２種
（２種の場合、１／２Ｗ＋Ｍｏ：０．２〜２．０）を含
有し、または、更に、Ｃｏ：０．２〜３．０を含有し、
および、または、Ｓ：０．００５以下、Ｐ：０．０２０
以下とし、残部Ｆｅおよび不可避の不純物からなる、熱
間工具鋼。
る使用中のヒートラック、大割れ、あるいは軟化による
摩耗、へたりを著しく改善できる高強度高靱性の熱間工
具鋼。 【構成】重量％で、Ｃ：０．２０〜０．４５、Ｓｉ：
０．３０以下、Ｍｎ：０．５〜２．０、Ｎｉ：０．５〜
２．０、Ｃｒ：１．０〜４．０、Ｖ：０．０５〜０．２
０未満、Ｎｂ：０．０１〜０．１５、および、Ｍｏ：
０．２〜２．０、Ｗ：０．４〜４．０の１種または２種
（２種の場合、１／２Ｗ＋Ｍｏ：０．２〜２．０）を含
有し、または、更に、Ｃｏ：０．２〜３．０を含有し、
および、または、Ｓ：０．００５以下、Ｐ：０．０２０
以下とし、残部Ｆｅおよび不可避の不純物からなる、熱
間工具鋼。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、特に大型製品の鍛造
に使用される金型において、使用中のヒートクラック、
大割れ、あるいは軟化による摩耗、へたりを著しく改善
できるようにした高強度高靱性の熱間工具鋼に関する。
に使用される金型において、使用中のヒートクラック、
大割れ、あるいは軟化による摩耗、へたりを著しく改善
できるようにした高強度高靱性の熱間工具鋼に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車に代表される大型鍛造部品の金型
において、型底コーナー部からの大割れが問題となる用
途などには、靱性が高く割れ感受性の低いＪＩＳ−ＳＫ
Ｔ４種が用いられ、又強度不足によるたわみや、金型の
熱影響による軟化に伴う摩耗が激しい用途には、ＪＩＳ
−ＳＫＤ６１，６２種などが使用されている。更に、一
部の用途には上記両材料を改善した特公昭５４−２６９
７５号公報や特公昭５４−３８５７０号公報で提案され
た材料も使用されている。この様な用途に使用される金
型材料には、以下のような特性が要求される。 １）使用時の熱影響による、型表面の軟化が少ないこ
と。 ２）大割れに対する感受性が低いこと。 ３）強度が高く、へたりが少ないこと。 ４）耐ヒートチェック性に優れること。 ５）焼入れ性がよく、型材内部まで靱性が高いこと。
において、型底コーナー部からの大割れが問題となる用
途などには、靱性が高く割れ感受性の低いＪＩＳ−ＳＫ
Ｔ４種が用いられ、又強度不足によるたわみや、金型の
熱影響による軟化に伴う摩耗が激しい用途には、ＪＩＳ
−ＳＫＤ６１，６２種などが使用されている。更に、一
部の用途には上記両材料を改善した特公昭５４−２６９
７５号公報や特公昭５４−３８５７０号公報で提案され
た材料も使用されている。この様な用途に使用される金
型材料には、以下のような特性が要求される。 １）使用時の熱影響による、型表面の軟化が少ないこ
と。 ２）大割れに対する感受性が低いこと。 ３）強度が高く、へたりが少ないこと。 ４）耐ヒートチェック性に優れること。 ５）焼入れ性がよく、型材内部まで靱性が高いこと。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来から使用されてい
る材料において、ＪＩＳ−ＳＫＴ４種では、大割れ感受
性が極めて高いものの、高温軟化抵抗性が低く、摩耗に
よる寿命で廃却あるいは再加工を行っている。また、数
回再加工し、型彫り面を下げていくと、焼入れ性が低い
ことから、型材中心部では硬さ低下を生じており、強度
不足による、へたり、割れなどが発生する。従って、型
寿命を一層向上させるためには、高温軟化抵抗性と焼入
れ性を大きく改善させる必要がある。一方、ＪＩＳ−Ｓ
ＫＤ６１，６２種では、型材の強度が高い上、高温軟化
抵抗性も比較的優れているために、摩耗やへたりは改善
されるものの、大型材の場合には型材中心部の靱性が低
く、型底コーナー部からの大割れを生じる場合があり、
寿命向上のためには靱性の改善は不可欠である。さら
に、これらを改善した、特公昭５４−２６９７５号公報
や特公昭５４−３８５７０号公報で提案された材料も、
靱性や軟化抵抗性の点でかならずしも十分でない。
る材料において、ＪＩＳ−ＳＫＴ４種では、大割れ感受
性が極めて高いものの、高温軟化抵抗性が低く、摩耗に
よる寿命で廃却あるいは再加工を行っている。また、数
回再加工し、型彫り面を下げていくと、焼入れ性が低い
ことから、型材中心部では硬さ低下を生じており、強度
不足による、へたり、割れなどが発生する。従って、型
寿命を一層向上させるためには、高温軟化抵抗性と焼入
れ性を大きく改善させる必要がある。一方、ＪＩＳ−Ｓ
ＫＤ６１，６２種では、型材の強度が高い上、高温軟化
抵抗性も比較的優れているために、摩耗やへたりは改善
されるものの、大型材の場合には型材中心部の靱性が低
く、型底コーナー部からの大割れを生じる場合があり、
寿命向上のためには靱性の改善は不可欠である。さら
に、これらを改善した、特公昭５４−２６９７５号公報
や特公昭５４−３８５７０号公報で提案された材料も、
靱性や軟化抵抗性の点でかならずしも十分でない。
【０００４】本発明は、かかる従来の問題点に鑑み、特
に靱性と高温軟化抵抗性を改善した熱間工具鋼を提供す
ることを目的とする。
に靱性と高温軟化抵抗性を改善した熱間工具鋼を提供す
ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は上述の問題点
を解決すべく従来の成分について多くの改良研究を重ね
た結果、靱性および高温軟化抵抗性を同時に向上させる
ためには、Ｃを可能なかぎり低目に抑えることが有効で
あること、さらに、Ｖは耐摩耗性に有効である反面、縞
状偏析を助長するためにあえて低目に制限し、このＶの
効果を補うためにＮｂを少量添加すること、が耐摩耗性
を損なわずに靱性を向上させるために有効であることを
見出し、本発明を完成した。
を解決すべく従来の成分について多くの改良研究を重ね
た結果、靱性および高温軟化抵抗性を同時に向上させる
ためには、Ｃを可能なかぎり低目に抑えることが有効で
あること、さらに、Ｖは耐摩耗性に有効である反面、縞
状偏析を助長するためにあえて低目に制限し、このＶの
効果を補うためにＮｂを少量添加すること、が耐摩耗性
を損なわずに靱性を向上させるために有効であることを
見出し、本発明を完成した。
【０００６】即ち、本願の第１の発明に係る熱間工具鋼
は、重量％で、Ｃ ：０．２０〜０．４５％、Ｓｉ：
０．３０％以下、Ｍｎ：０．５〜２．０％、Ｎｉ：０．
５〜２．０％、Ｃｒ：１．０〜４．０％、Ｖ ：０．０
５〜０．２０％未満、Ｎｂ：０．０１〜０．１５％、お
よび、Ｍｏ：０．２〜２．０％、Ｗ ：０．４〜４．０
％、の１種または２種（２種の場合、１／２Ｗ＋Ｍｏ：
０．２〜２．０％）を含有し、残部Ｆｅおよび不可避の
不純物からなることを特徴とする。
は、重量％で、Ｃ ：０．２０〜０．４５％、Ｓｉ：
０．３０％以下、Ｍｎ：０．５〜２．０％、Ｎｉ：０．
５〜２．０％、Ｃｒ：１．０〜４．０％、Ｖ ：０．０
５〜０．２０％未満、Ｎｂ：０．０１〜０．１５％、お
よび、Ｍｏ：０．２〜２．０％、Ｗ ：０．４〜４．０
％、の１種または２種（２種の場合、１／２Ｗ＋Ｍｏ：
０．２〜２．０％）を含有し、残部Ｆｅおよび不可避の
不純物からなることを特徴とする。
【０００７】また、本願の第２の発明に係る熱間工具鋼
は、重量％で、Ｃ ：０．２０〜０．４５％、Ｓｉ：
０．３０％以下、Ｍｎ：０．５〜２．０％、Ｎｉ：０．
５〜２．０％、Ｃｒ：１．０〜４．０％、Ｖ ：０．０
５〜０．２０％未満、Ｎｂ：０．０１〜０．１５％、Ｃ
ｏ：０．２〜３．０％、および、Ｍｏ：０．２〜２．０
％、Ｗ ：０．４〜４．０％、の１種または２種（２種
の場合、１／２Ｗ＋Ｍｏ：０．２〜２．０％）を含有
し、残部Ｆｅおよび不可避の不純物からなることを特徴
とする。
は、重量％で、Ｃ ：０．２０〜０．４５％、Ｓｉ：
０．３０％以下、Ｍｎ：０．５〜２．０％、Ｎｉ：０．
５〜２．０％、Ｃｒ：１．０〜４．０％、Ｖ ：０．０
５〜０．２０％未満、Ｎｂ：０．０１〜０．１５％、Ｃ
ｏ：０．２〜３．０％、および、Ｍｏ：０．２〜２．０
％、Ｗ ：０．４〜４．０％、の１種または２種（２種
の場合、１／２Ｗ＋Ｍｏ：０．２〜２．０％）を含有
し、残部Ｆｅおよび不可避の不純物からなることを特徴
とする。
【０００８】さらに、本願の第３の発明に係る熱間工具
鋼は、重量％で、Ｃ ：０．２０〜０．４５％、Ｓｉ：
０．３０％以下、Ｍｎ：０．５〜２．０％、Ｎｉ：０．
５〜２．０％、Ｃｒ：１．０〜４．０％、Ｖ ：０．０
５〜０．２０％未満、Ｎｂ：０．０１〜０．１５％、お
よび、Ｍｏ：０．２〜２．０％、Ｗ ：０．４〜４．０
％、の１種または２種（２種の場合、１／２Ｗ＋Ｍｏ：
０．２〜２．０％）を含有し、更に、Ｓ ：０．００５
％以下、Ｐ ：０．０２０％以下、とし、残部Ｆｅおよ
び不可避の不純物からなることを特徴とする。
鋼は、重量％で、Ｃ ：０．２０〜０．４５％、Ｓｉ：
０．３０％以下、Ｍｎ：０．５〜２．０％、Ｎｉ：０．
５〜２．０％、Ｃｒ：１．０〜４．０％、Ｖ ：０．０
５〜０．２０％未満、Ｎｂ：０．０１〜０．１５％、お
よび、Ｍｏ：０．２〜２．０％、Ｗ ：０．４〜４．０
％、の１種または２種（２種の場合、１／２Ｗ＋Ｍｏ：
０．２〜２．０％）を含有し、更に、Ｓ ：０．００５
％以下、Ｐ ：０．０２０％以下、とし、残部Ｆｅおよ
び不可避の不純物からなることを特徴とする。
【０００９】また、本願の第４の発明に係る熱間工具鋼
は、重量％で、Ｃ ：０．２０〜０．４５％、Ｓｉ：
０．３０％以下、Ｍｎ：０．５〜２．０％、Ｎｉ：０．
５〜２．０％、Ｃｒ：１．０〜４．０％、Ｖ ：０．０
５〜０．２０％未満、Ｎｂ：０．０１〜０．１５％、Ｃ
ｏ：０．２〜３．０％、および、Ｍｏ：０．２〜２．０
％、Ｗ ：０．４〜４．０％、の１種または２種（２種
の場合、１／２Ｗ＋Ｍｏ：０．２〜２．０％）を含有
し、更に、Ｓ ：０．００５％以下、Ｐ ：０．０２０
％以下、とし、残部Ｆｅおよび不可避の不純物からなる
ことを特徴とする。
は、重量％で、Ｃ ：０．２０〜０．４５％、Ｓｉ：
０．３０％以下、Ｍｎ：０．５〜２．０％、Ｎｉ：０．
５〜２．０％、Ｃｒ：１．０〜４．０％、Ｖ ：０．０
５〜０．２０％未満、Ｎｂ：０．０１〜０．１５％、Ｃ
ｏ：０．２〜３．０％、および、Ｍｏ：０．２〜２．０
％、Ｗ ：０．４〜４．０％、の１種または２種（２種
の場合、１／２Ｗ＋Ｍｏ：０．２〜２．０％）を含有
し、更に、Ｓ ：０．００５％以下、Ｐ ：０．０２０
％以下、とし、残部Ｆｅおよび不可避の不純物からなる
ことを特徴とする。
【００１０】
【作用】次に本発明の化学成分の限定理由について述べ
る。 Ｃ：Ｃは焼入れ焼戻しにより、十分なマトリックス硬さ
を与えると共に、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｖ，Ｎｂなどと結合
して炭化物を形成し、高温強度、耐摩耗性を与える元素
である。しかしながら、０．４５％を超えて多すぎると
ミクロ偏析を助長し巨大共晶炭化物を多く生成して、靱
性および高温強度を低下せしめるため、その上限を０．
４５％とした。一方、０．２％未満では十分な硬さが得
られないのでその下限を０．２０％とした。 Ｓｉ：Ｓｉは０．３％を超えて多量に添加すると、熱伝
導性を悪くし、耐ヒートチェック性を阻害すると共にマ
トリックスの靱性も低下させるので、０．３０％以下と
した。 Ｍｎ：Ｍｎは、脱酸材として添加し鋼の清浄度を高める
と共に焼入れ性を向上させる元素で、少なくとも０．５
添加する必要がある。しかし、２．０％を超えて添加す
ると靱性が低下すると共に、被削性が劣化するので、上
限を２．０％とした。 Ｎｉ：Ｎｉは、焼入れ性を高めるのに、本発明において
非常に有効な成分であり、その効果を得るために、少な
くとも０．５％必要である。しかし、２．０％を超えて
添加すると、Ａ1 変態点を低下させて耐熱性を劣化させ
ると共に、被削性も劣化させるので、上限を２．０％と
した。 Ｃｒ：Ｃｒは、Ｃと結合して硬質炭化物を形成し耐摩耗
性を向上させるとともに、焼入れ性を高める元素であ
る。そのためには１．０％以上が必要である。しかしな
がら、４．０％を超えて多量に添加するとＣｒ炭化物の
凝集粗大化を招き、本発明鋼にとって重要な耐軟化抵抗
性を著しく阻害するため、Ｃｒ量を１．０〜４．０％と
した。 Ｖ：Ｖは固溶しにくい炭化物を形成し、耐摩耗性および
耐軟化性を高める元素であるが、ミクロ偏析（縞状偏
析）を助長する元素でもあり、本発明鋼において靱性の
点から過剰の添加は好ましくないため、上限を０．２０
％未満とした。一方、０．０５％未満では耐摩耗性向上
効果が得られないので、下限を０．０５％とした。 Ｎｂ：Ｎｂは、Ｖと同様に固溶しにくい炭化物を形成
し、耐摩耗性および耐軟化抵抗性を改善する元素であ
る。さらに、焼入れ加熱時にオーステナイト結晶粒の粗
大化を抑制し、靱性を向上させる。この効果はＶより顕
著であり、少量の添加でより大きな効果が得られる。こ
のため本発明ではＶの効果を補う目的でＮｂを積極的に
添加し、その量を０．０１〜０．１５％とした。 Ｍｏ，Ｗ：Ｍｏ及びＷは、ともに微細な炭化物を形成
し、耐摩耗性や軟化抵抗性を改善する元素である。ただ
し、その効果はＭｏの方がＷよりも２倍強く、同じ効果
を得るのにＷはＭｏの２倍必要である。両元素はあまり
多く添加すると、巨大炭化物を生成したり、縞状偏析を
助長し、靱性や耐ヒートチェック性を低下させるので、
上限をＭｏ当量（１／２Ｗ＋Ｍｏ）で２．０％とした。
また、少ない過ぎると上記添加効果が得られないので、
下限をＭｏ当量で０．２％とした。
る。 Ｃ：Ｃは焼入れ焼戻しにより、十分なマトリックス硬さ
を与えると共に、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｖ，Ｎｂなどと結合
して炭化物を形成し、高温強度、耐摩耗性を与える元素
である。しかしながら、０．４５％を超えて多すぎると
ミクロ偏析を助長し巨大共晶炭化物を多く生成して、靱
性および高温強度を低下せしめるため、その上限を０．
４５％とした。一方、０．２％未満では十分な硬さが得
られないのでその下限を０．２０％とした。 Ｓｉ：Ｓｉは０．３％を超えて多量に添加すると、熱伝
導性を悪くし、耐ヒートチェック性を阻害すると共にマ
トリックスの靱性も低下させるので、０．３０％以下と
した。 Ｍｎ：Ｍｎは、脱酸材として添加し鋼の清浄度を高める
と共に焼入れ性を向上させる元素で、少なくとも０．５
添加する必要がある。しかし、２．０％を超えて添加す
ると靱性が低下すると共に、被削性が劣化するので、上
限を２．０％とした。 Ｎｉ：Ｎｉは、焼入れ性を高めるのに、本発明において
非常に有効な成分であり、その効果を得るために、少な
くとも０．５％必要である。しかし、２．０％を超えて
添加すると、Ａ1 変態点を低下させて耐熱性を劣化させ
ると共に、被削性も劣化させるので、上限を２．０％と
した。 Ｃｒ：Ｃｒは、Ｃと結合して硬質炭化物を形成し耐摩耗
性を向上させるとともに、焼入れ性を高める元素であ
る。そのためには１．０％以上が必要である。しかしな
がら、４．０％を超えて多量に添加するとＣｒ炭化物の
凝集粗大化を招き、本発明鋼にとって重要な耐軟化抵抗
性を著しく阻害するため、Ｃｒ量を１．０〜４．０％と
した。 Ｖ：Ｖは固溶しにくい炭化物を形成し、耐摩耗性および
耐軟化性を高める元素であるが、ミクロ偏析（縞状偏
析）を助長する元素でもあり、本発明鋼において靱性の
点から過剰の添加は好ましくないため、上限を０．２０
％未満とした。一方、０．０５％未満では耐摩耗性向上
効果が得られないので、下限を０．０５％とした。 Ｎｂ：Ｎｂは、Ｖと同様に固溶しにくい炭化物を形成
し、耐摩耗性および耐軟化抵抗性を改善する元素であ
る。さらに、焼入れ加熱時にオーステナイト結晶粒の粗
大化を抑制し、靱性を向上させる。この効果はＶより顕
著であり、少量の添加でより大きな効果が得られる。こ
のため本発明ではＶの効果を補う目的でＮｂを積極的に
添加し、その量を０．０１〜０．１５％とした。 Ｍｏ，Ｗ：Ｍｏ及びＷは、ともに微細な炭化物を形成
し、耐摩耗性や軟化抵抗性を改善する元素である。ただ
し、その効果はＭｏの方がＷよりも２倍強く、同じ効果
を得るのにＷはＭｏの２倍必要である。両元素はあまり
多く添加すると、巨大炭化物を生成したり、縞状偏析を
助長し、靱性や耐ヒートチェック性を低下させるので、
上限をＭｏ当量（１／２Ｗ＋Ｍｏ）で２．０％とした。
また、少ない過ぎると上記添加効果が得られないので、
下限をＭｏ当量で０．２％とした。
【００１１】Ｃｏ：本願の第２および第４の発明鋼には
Ｃｏを添加する。Ｃｏは、高温での炭化物の凝集粗大化
を抑制し、特に耐軟化抵抗性に効果のある元素であり、
特に高温変形抵抗の高い高合金鋼などの鍛造用ダイなど
に用いて有効である。これらの効果を得るためには少な
くとも０．２％必要であり、３．０％を超えるとヒート
チェック性や靱性を低下させるので上限を３．０％とし
た。
Ｃｏを添加する。Ｃｏは、高温での炭化物の凝集粗大化
を抑制し、特に耐軟化抵抗性に効果のある元素であり、
特に高温変形抵抗の高い高合金鋼などの鍛造用ダイなど
に用いて有効である。これらの効果を得るためには少な
くとも０．２％必要であり、３．０％を超えるとヒート
チェック性や靱性を低下させるので上限を３．０％とし
た。
【００１２】Ｓ，Ｐ：本願の第３および第４の発明にお
いては、特に応力集中の厳しい複雑形状の大物金型の場
合における大割れを防止するために、Ｓ，Ｐを極低値に
制限して特に靱性を向上させた。Ｓは、ＭｎＳ等を形成
し、これが熱間加工方向に延びることにより、特に横方
向の靱性を低下させる。０．００５％を超えると、この
影響が現れるので、特に高い靱性を必要とする場合には
Ｓの量は０．００５％以下に制限した。Ｐは、凝固時に
合金元素の偏析を助長し、熱間加工後の縞状偏析を多く
する。また、使用前の焼戻し処理時、および使用中の型
表面温度の上昇時にマトリックス粒界に偏析して靱性を
低下させる。この効果は０．０２％を超えると顕著にな
るので、特に高い靱性を必要とする用途に対しては、
０．０２０％以下に制限した。
いては、特に応力集中の厳しい複雑形状の大物金型の場
合における大割れを防止するために、Ｓ，Ｐを極低値に
制限して特に靱性を向上させた。Ｓは、ＭｎＳ等を形成
し、これが熱間加工方向に延びることにより、特に横方
向の靱性を低下させる。０．００５％を超えると、この
影響が現れるので、特に高い靱性を必要とする場合には
Ｓの量は０．００５％以下に制限した。Ｐは、凝固時に
合金元素の偏析を助長し、熱間加工後の縞状偏析を多く
する。また、使用前の焼戻し処理時、および使用中の型
表面温度の上昇時にマトリックス粒界に偏析して靱性を
低下させる。この効果は０．０２％を超えると顕著にな
るので、特に高い靱性を必要とする用途に対しては、
０．０２０％以下に制限した。
【００１３】
【実施例】以下、本発明を実施例により、詳細に説明す
る。 （実施例１）表１に示したＡ〜Ｍの１３ヒートを１００
ｋｇ真空誘導溶解炉にて出鋼し、平均径１９０ｍｍの鋳
塊に鋳込み、これを径３０ｍｍに鍛伸して供試材とし、
各供試材の特性を試験した。
る。 （実施例１）表１に示したＡ〜Ｍの１３ヒートを１００
ｋｇ真空誘導溶解炉にて出鋼し、平均径１９０ｍｍの鋳
塊に鋳込み、これを径３０ｍｍに鍛伸して供試材とし、
各供試材の特性を試験した。
【００１４】
【表１】
【００１５】各特性試験方法を次に示す。 １）軟化抵抗試験は、径３０ｍｍ×高さ３０ｍｍの各試
験片を焼入れ焼戻しによってＨＲＣ４４にし、カンタル
炉で６００°Ｃ×３０時間保持後、空冷して試験片のＤ
／４部（半径の中心部）の硬さを測定し、軟化の程度を
評価した。 ２）シャルピー衝撃試験は、ＪＩＳ４号角１０ｍｍ×長
さ５５ｍｍ、Ｖノッチの試験片に対し、ＨＲＣ４４にな
るように焼入れ焼戻しして６００°Ｃで試験を行った。 ３）高温強度試験は、平行部径５ｍｍ、ゲージ長さ２５
ｍｍの試験片に対し、ＨＲＣ４４になるように焼入れ焼
戻しして６００°Ｃで試験を行った。 ４）ヒートチェック試験は、径２０ｍｍ×高さ１５ｍｍ
の試験片に対し、ＨＲＣ４４になるよう焼入れ焼戻し、
これをガスバーナーで６００°Ｃに加熱し、３０°Ｃの
水中に入れて冷却する加熱−冷却を５００回繰り返し、
試験片端面１０ｍｍ当たりの平均クラック長さ、および
最大クラック長さを測定し、評価を行った。
験片を焼入れ焼戻しによってＨＲＣ４４にし、カンタル
炉で６００°Ｃ×３０時間保持後、空冷して試験片のＤ
／４部（半径の中心部）の硬さを測定し、軟化の程度を
評価した。 ２）シャルピー衝撃試験は、ＪＩＳ４号角１０ｍｍ×長
さ５５ｍｍ、Ｖノッチの試験片に対し、ＨＲＣ４４にな
るように焼入れ焼戻しして６００°Ｃで試験を行った。 ３）高温強度試験は、平行部径５ｍｍ、ゲージ長さ２５
ｍｍの試験片に対し、ＨＲＣ４４になるように焼入れ焼
戻しして６００°Ｃで試験を行った。 ４）ヒートチェック試験は、径２０ｍｍ×高さ１５ｍｍ
の試験片に対し、ＨＲＣ４４になるよう焼入れ焼戻し、
これをガスバーナーで６００°Ｃに加熱し、３０°Ｃの
水中に入れて冷却する加熱−冷却を５００回繰り返し、
試験片端面１０ｍｍ当たりの平均クラック長さ、および
最大クラック長さを測定し、評価を行った。
【００１６】その試験結果を表２に示す。
【００１７】
【表２】
【００１８】表２に示す通り、本発明鋼（Ａ〜Ｈ）は比
較鋼（Ｉ〜Ｍ）に比べ軟化抵抗性、靱性、高温強度、ヒ
ートチェック性の全ての特性において優れた鋼であるこ
とが明らかとなった。特に、大型用金型に多く用いられ
ている、ＳＫＴ４（比較鋼Ｉ）と比較すると、本発明鋼
は靱性が同等以上であるにもかかわらず、耐軟化抵抗
性、高温強度、ヒートチェック性等の高温強度特性が極
めて高く、使用中の熱影響による、金型のだれ、摩耗、
へたりが極端に抑えられることを示している。
較鋼（Ｉ〜Ｍ）に比べ軟化抵抗性、靱性、高温強度、ヒ
ートチェック性の全ての特性において優れた鋼であるこ
とが明らかとなった。特に、大型用金型に多く用いられ
ている、ＳＫＴ４（比較鋼Ｉ）と比較すると、本発明鋼
は靱性が同等以上であるにもかかわらず、耐軟化抵抗
性、高温強度、ヒートチェック性等の高温強度特性が極
めて高く、使用中の熱影響による、金型のだれ、摩耗、
へたりが極端に抑えられることを示している。
【００１９】（実施例２）表１に示した本発明鋼Ｃを電
気炉にて出鋼し、幅４００ｍｍ×高さ３００ｍｍ×長さ
５５０ｍｍのブロック材を製造し、ＨＲＣ４４に焼入れ
焼戻した。この材料の中心部の断面硬さ分布を同様に製
造したＳＫＴ４（比較鋼Ｉ）と比較して第１図に示し
た。第１図から、本発明鋼では焼入れ性が良く、中心部
まで十分に硬さが得られており、型彫面を再加工により
掘り下げて使用しても寿命の低下が少ないことが期待さ
れる。
気炉にて出鋼し、幅４００ｍｍ×高さ３００ｍｍ×長さ
５５０ｍｍのブロック材を製造し、ＨＲＣ４４に焼入れ
焼戻した。この材料の中心部の断面硬さ分布を同様に製
造したＳＫＴ４（比較鋼Ｉ）と比較して第１図に示し
た。第１図から、本発明鋼では焼入れ性が良く、中心部
まで十分に硬さが得られており、型彫面を再加工により
掘り下げて使用しても寿命の低下が少ないことが期待さ
れる。
【００２０】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明鋼は、従来
鋼に比べ、使用中のヒートクラック、大割れ、あるいは
軟化による摩耗、へたりを著しく改善した高強度高靱性
の熱間工具鋼であり、焼入れ性も優れる点から特に大型
部品の鍛造に使用される大型金型に使用して、金型コス
トを下げることができる。更に、一般の熱間ハンマーや
プレス金型としても利用価値の広い金型材料であり、産
業上寄与するところは大である。
鋼に比べ、使用中のヒートクラック、大割れ、あるいは
軟化による摩耗、へたりを著しく改善した高強度高靱性
の熱間工具鋼であり、焼入れ性も優れる点から特に大型
部品の鍛造に使用される大型金型に使用して、金型コス
トを下げることができる。更に、一般の熱間ハンマーや
プレス金型としても利用価値の広い金型材料であり、産
業上寄与するところは大である。
【図１】 本発明鋼Ｃおよび比較鋼Ｉの実体焼入れ材の
断面硬さ分布を示す図である。
断面硬さ分布を示す図である。
なし
Claims (4)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｃ ：０．２０〜０．４５％、 Ｓｉ：０．３０％以下、 Ｍｎ：０．５〜２．０％、 Ｎｉ：０．５〜２．０％、 Ｃｒ：１．０〜４．０％、 Ｖ ：０．０５〜０．２０％未満、 Ｎｂ：０．０１〜０．１５％、および、 Ｍｏ：０．２〜２．０％、 Ｗ ：０．４〜４．０％、 の１種または２種（２種の場合、１／２Ｗ＋Ｍｏ：０．
２〜２．０％）を含有し、残部Ｆｅおよび不可避の不純
物からなることを特徴とする熱間工具鋼。 - 【請求項２】 重量％で、 Ｃ ：０．２０〜０．４５％、 Ｓｉ：０．３０％以下、 Ｍｎ：０．５〜２．０％、 Ｎｉ：０．５〜２．０％、 Ｃｒ：１．０〜４．０％、 Ｖ ：０．０５〜０．２０％未満、 Ｎｂ：０．０１〜０．１５％、 Ｃｏ：０．２〜３．０％、および、 Ｍｏ：０．２〜２．０％、 Ｗ ：０．４〜４．０％、 の１種または２種（２種の場合、１／２Ｗ＋Ｍｏ：０．
２〜２．０％）を含有し、残部Ｆｅおよび不可避の不純
物からなることを特徴とする熱間工具鋼。 - 【請求項３】 重量％で、 Ｃ ：０．２０〜０．４５％、 Ｓｉ：０．３０％以下、 Ｍｎ：０．５〜２．０％、 Ｎｉ：０．５〜２．０％、 Ｃｒ：１．０〜４．０％、 Ｖ ：０．０５〜０．２０％未満、 Ｎｂ：０．０１〜０．１５％、および、 Ｍｏ：０．２〜２．０％、 Ｗ ：０．４〜４．０％、 の１種または２種（２種の場合、１／２Ｗ＋Ｍｏ：０．
２〜２．０％）を含有し、更に、 Ｓ ：０．００５％以下、 Ｐ ：０．０２０％以下、 とし、残部Ｆｅおよび不可避の不純物からなることを特
徴とする熱間工具鋼。 - 【請求項４】 重量％で、 Ｃ ：０．２０〜０．４５％、 Ｓｉ：０．３０％以下、 Ｍｎ：０．５〜２．０％、 Ｎｉ：０．５〜２．０％、 Ｃｒ：１．０〜４．０％、 Ｖ ：０．０５〜０．２０％未満、 Ｎｂ：０．０１〜０．１５％、 Ｃｏ：０．２〜３．０％、および、 Ｍｏ：０．２〜２．０％、 Ｗ ：０．４〜４．０％、 の１種または２種を（２種の場合、１／２Ｗ＋Ｍｏ：
０．２〜２．０％）含有し、更に、 Ｓ ：０．００５％以下、 Ｐ ：０．０２０％以下、 とし、残部Ｆｅおよび不可避の不純物からなることを特
徴とする熱間工具鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31840791A JPH0688163A (ja) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | 熱間工具鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31840791A JPH0688163A (ja) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | 熱間工具鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0688163A true JPH0688163A (ja) | 1994-03-29 |
Family
ID=18098810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31840791A Pending JPH0688163A (ja) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | 熱間工具鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0688163A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1087030A2 (en) * | 1999-09-22 | 2001-03-28 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Method of producing tool steel and tool |
| EP1251187A1 (de) * | 2001-04-17 | 2002-10-23 | Edelstahlwerke Buderus Ag | Werkzeugstahl für Kunststoffformen |
| JP2011042849A (ja) * | 2009-08-24 | 2011-03-03 | Daido Steel Co Ltd | 金型用鋼 |
| EP3040438A1 (en) * | 2013-08-27 | 2016-07-06 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | High-strength steel, and crankshaft manufactured using said high-strength steel |
| JP2017061712A (ja) * | 2015-09-24 | 2017-03-30 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 優れた熱伝導率および靱性を有する熱間工具鋼 |
| CN110195194A (zh) * | 2018-11-08 | 2019-09-03 | 李岩 | 一种热作模具钢的制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04358040A (ja) * | 1991-06-03 | 1992-12-11 | Hitachi Metals Ltd | 熱間工具鋼 |
-
1991
- 1991-11-05 JP JP31840791A patent/JPH0688163A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04358040A (ja) * | 1991-06-03 | 1992-12-11 | Hitachi Metals Ltd | 熱間工具鋼 |
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| EP1087030A3 (en) * | 1999-09-22 | 2003-05-14 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Method of producing tool steel and tool |
| EP1251187A1 (de) * | 2001-04-17 | 2002-10-23 | Edelstahlwerke Buderus Ag | Werkzeugstahl für Kunststoffformen |
| WO2002083965A1 (de) * | 2001-04-17 | 2002-10-24 | Edelstahlwerke Buderus Ag | Werkzeugstahl für kunststofformen |
| JP2011042849A (ja) * | 2009-08-24 | 2011-03-03 | Daido Steel Co Ltd | 金型用鋼 |
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| EP3040438A4 (en) * | 2013-08-27 | 2017-05-17 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | High-strength steel, and crankshaft manufactured using said high-strength steel |
| JP2017061712A (ja) * | 2015-09-24 | 2017-03-30 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 優れた熱伝導率および靱性を有する熱間工具鋼 |
| CN110195194A (zh) * | 2018-11-08 | 2019-09-03 | 李岩 | 一种热作模具钢的制备方法 |
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