(57)【要約】本発明は以下を特徴とするスチール製品に関する。この製品が重量％で次ぎの成分を含む合金からなること：１．２〜２．０  Ｃ，  ０．１〜１．５  Ｓｉ，０．１〜２．０  Ｍｎ  ，max  ０．２  Ｎ，max  ０．２５  Ｓ，４〜８  Ｃｒ，０，５〜３．５（Ｍｏ＋Ｗ／２），５〜８  Ｖ，max  １．０  Ｎｂ，  バランス：本質的に鉄及び不可避不純物のみ；及び、スチールがインゴットのスプレー形成を含むスチールの製造法によって得ることができる微細構造を有し、この微細構造が実質的にＭＣタイプのみの８〜１５容積％の炭化物を含み（Ｍは実質的にバナジウムからなる）、炭化物のうち少なくとも８０容積％が十分に円い形と最長長さが１〜２０μｍのサイズを有すること。【特許請求の範囲】
【請求項１】
スチールが重量％で以下を含む合金からなること；
１．２〜２．０  Ｃ
０．１〜１．５  Ｓｉ
０．１〜２．０  Ｍｎ
max  ０．２  Ｎ
max  ０．２５  Ｓ
４〜８  Ｃｒ
０．５〜３．５（Ｍｏ＋Ｗ/２）
５〜８  Ｖ
バランス：本質的に鉄及び不可避不純物のみ、
及びそのスチールがインゴットのスプレー形成を含むスチールの製造法によって得ることができる微細構造を有すること、その微細構造が８〜１５容積％の、実質的にＭＣ-タイプのみの炭化物（Ｍは実質的にバナジウムでなる）を含み、この炭化物のうち８０容積％以上が十分に円い形と最大長が１〜２０μｍのサイズを有すること；
を特徴とするスチール製品。
【請求項２】
重量％で以下を含む合金からなることを特徴とする、請求項１記載の製品。
１．２〜２．０  Ｃ
０．１〜１．５  Ｓi
０．１〜２．０  Ｍｎ
max  ０．２  Ｎ
max  ０．２５  Ｓ
４〜８  Ｃｒ
０．５〜３．５（Ｍｏ＋Ｗ／２）
５〜８  Ｖ
max  １．０  Ｎｂ
バランス：本質的に鉄及び不可避不純物のみ。
【請求項３】
スチールがmax  ０．５  Ｎbを含むことを特徴とする請求項２記載の製品。
【請求項４】
スチールがmax  ０．３  Ｎbを含むことを特徴とする請求項３記載の製品。
【請求項５】
スチールがmax  ０．１  Ｎbを含むことを特徴とする請求項４記載の製品。
【請求項６】
スチールが意図的に加えたニオビウムを全く含まないことを特徴とする請求項５記載の製品。
【請求項７】
前記微細構造が１０〜１４．５容積％のＭＣ-炭化物を含み、そのうち容積に関する主要部が炭化物の最大長で３．０μｍを超え、max  １０μｍのサイズを有することを特徴とする請求項１記載の製品。
【請求項８】
スチールが焼入れ及び焼戻し後４５〜６０ＨＲＣの硬度を有することを特徴とする請求項７記載の製品。
【請求項９】
焼入れ及び焼戻し後のスチールのマルテンサイトマトリクスが固溶体中に０．１〜０．５重量％の炭素を含むことを特徴とする請求項８記載の製品。
【請求項１０】
スチール中の炭素の合計含量が１．３％以上、好ましくは１．４％以上であることを特徴とする請求項１ないし９のいづれか１項に記載の製品。
【請求項１１】
スチール中の炭素の合計量がmax  １．９％、好ましくはmax  １．８％であることを特徴とする請求項１ないし１０のいづれか１項に記載の製品。
【請求項１２】
スチールが０．１〜１．０  Ｓｉ、好ましくはmax  ０．６５％  Ｓｉを含むことを を特徴とする請求項１ないし１１のいづれか１項に記載の製品。
【請求項１３】
スチールが０．２〜１．５  Ｍｎを含むことを特徴とする請求項１ないし１２のいづれか１項に記載の製品。
【請求項１４】
スチールが４．２％  Ｃｒ以上を含むことを特徴とする請求項１ないし１３のいづれか１項に記載の製品。
【請求項１５】
スチールがmax  ６．５％  Ｃｒを含むことを特徴とする請求項１ないし１４のいづれか１項に記載の製品。
【請求項１６】
スチールが４．５〜５．５％  Ｃｒを含むことを特徴とする請求項１５に記載の製品。
【請求項１７】
スチールが少なくとも６．０％  Ｖを含むことを特徴とする請求項１ないし１５のいづれか１項に記載の製品。
【請求項１８】
スチールがmax  ７．８％  Ｖを含むことを特徴とする請求項１ないし１７のいづれか１項に記載の製品。
【請求項１９】
スチールが６．８〜７．６％  Ｖを含むことを特徴とする請求項１７又は１８に記載の製品。
【請求項２０】
スチールがmax  ０．０４  Ｎbを超えて含まないことを特徴とする請求項１ないし１９のいづれか１項に記載の製品。
【請求項２１】
スチールが少なくとも１．５％  Ｍｏを含むことを特徴とする請求項１ないし２０のいづれか１項に記載の製品。
【請求項２２】
スチールが１．８〜２．８％  Ｍｏを含むことを特徴とする請求項１ないし２１のいづれか１項に記載の製品。
【請求項２３】
スチールがmax  １．０％Ｗ、好ましくはmax  ０．５％Ｗを超えて含まないことを特徴とする請求項１ないし２２のいづれか１項に記載の製品。
【請求項２４】
スチールがmax  ０．１５  Ｓ、好ましくはmax  ０．０８  Ｓを超えて含まないことを特徴とする請求項１ないし２３のいづれか１項に記載の製品。
【請求項２５】
スチールが、１０００〜１１５０℃の温度範囲のオーステナイト化温度から焼入れ、及び５９０〜６４０℃の温度範囲で２×２時間焼戻し後、４８〜５３ＨＲＣの硬度を有することを特徴とする請求項８ないし２４のいづれか１項に記載の製品。
【請求項２６】
スチールが、１０００〜１１５０℃の温度範囲のオーステナイト化温度から焼入れ、及び５４０〜６１０℃の温度範囲で２×２時間焼戻し後、５４〜５８ＨＲＣの硬度を有することを特徴とする請求項８ないし２４のいづれか１項に記載の製品。
【請求項２７】
スチールが、１０５０〜１１５０℃の温度範囲のオーステナイト化温度から焼入れ、及び５４０〜５８０℃の温度範囲で２×２時間焼戻し後、５８〜６０ＨＲＣの硬度を有することを特徴とする請求項８ないし２４のいづれか１項に記載の製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、優れた耐摩耗性、良好な焼き入れ性及び焼戻し耐性を有し、さらにはスチール材料の縦方向、すなわち、その加工方向のみならず、横方向においても充分な硬度と良好な靭性を有し、さらにまた、コストの観点から有利であり、スチールが以下を含む幾つかの用途分野内で使用されるのに適する特徴を有するスチール製品に関する：
・  例えばプラスチック成分製造用の機械にプラスチック材料を供給及び導入するスクリュー及びバーレルなど、例えば射出成型や押し出し装置のエレメント、
・  プラスチック材料の射出成型用の成型工具及び工具部品、
・  磨耗部分、例えば摩耗媒体を供給するポンプの細部など、ならびに機械の他の摩耗部分、
・  例えばプラスチック材料や木材などを粉砕するための良好な靭性を有するナイフ（チッパーナイフも含む）、
・  熱間加工工具、
・  鋳造又はプレス加工製品（熱くても冷たくてもよい）のバリを除くためのトリミング工具、
・  圧延機に含まれる複合ロールのためのスリーブ。
【背景技術】
【０００２】
上述の用途分野の幾つかに対して現在慣用のＡＩＳＩＤ２型のスチールが使用されているが、粉体冶金法で製造された高速度スチール及び高含量の炭化物を有する冷間加工スチールも用いられている。
【０００３】
しかしながら、粉体冶金法での製造を必要とせずに、スチール及びこのスチールから造られた製品に、ある望ましい特徴を与える方法で製造でき、同時に経済的な観点から製造が有利な条件を満たしたスチールへの要求がある。より詳しくは、スチールを上述の用途分野内の製品に適するようにする、優れた耐磨耗性、良好な焼入れ性、良好な延性と機械加工性、充分な硬度と良好な耐焼戻し性を与えるスチールへの要求がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は上述の要求を満たすスチール製品を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、製品が特許請求の範囲に述べられている重量％での化学組成と微細構造を有する、スプレー形成したスチール材料でつくられることにより達成できる。
【０００６】
さらに、スチールに含まれる合金元素に関する限り、以下を適用する。
【０００７】
炭素は、スチールの焼入れ及び焼戻し状態で、８〜１５容積％、好ましくは１０〜１４．５容積％のMC-炭化物（Mは実質的にバナジウム）を形成させるため、スチール中に十分な量で存在させ、さらにまたスチールの焼入れした状態でマルテンサイトマトリクス中の固溶体中に０．１〜０．５重量％、好ましくは０．１５〜０．３５重量％の量で存在させる。好適には、スチールのマトリクス中に溶解する炭素の含有量は約０．２５％である。スチール中の炭素の合計量、すなわち、スチールのマトリクス中に溶解している炭素と炭化物中に固定されている炭素の合計は、１．２％以上、好ましくは１．３％以上であり、一方炭素のmax含量は２．０％、好ましくはmax  １．９％とすることができる。好適には、炭素含量は１．４〜１．８％、称呼では１．６０〜１．７０％である。
【０００８】
本発明にしたがう製品は、熔融金属の液滴が回転する基体に噴霧され、連続的に成長するインゴットを形成するため基体上に液滴が急速に固化する、スプレー形成を含む方法によって製造される。このインゴットは続いて鍛造及び／又は圧延によって希望の形に熱間加工できる。前記炭化物は液滴の固化時に形成され、そしてインゴットが液滴から形成されるので、炭化物はインゴット中したがって最終製品中に均一に分布される。
固化速度が、金属粉末が熔融金属の流れを噴霧化（アトマイズ）して生成した液滴を急速に冷却することによって製造される時よりも遅いが、慣用のインゴット製造、連続的鋳造及び／又はESR再熔融法よりは十分に速くコントロールされているため、炭化物は本発明の製品に非常に有利と判明したサイズまで成長する充分な時間を有する。したがって、溶解困難な1次炭化物からなるＭＣ-炭化物は本質的に丸い形を達成するようにさせられる。個々の炭化物ではその最長方向で２０μｍを超え、多くは１μｍ未満であるが、MC-炭化物の８０容積％以上は最長方向のサイズが１〜２０μｍとなり、好ましくは３μｍを超える。通常のサイズは６〜８μｍである。
【０００９】
窒素は、所望によりスプレー形成法に関連して０．２０％の最高量でスチールに加えることができる。しかしながら、本発明の望ましい実施態様によれば、窒素はスチールに意図的には加えられないが、それにも拘わらず、不可避元素としてmax  ０．１５％、通常max  ０．１２％の量で存在し、そのレベルではなんらの害もない成分である。上述のMC-炭化物の容積含量には、したがって、少量の炭素窒化物も含まれる。
【００１０】
シリコンは、スチールの製造からの残留物として存在し、通常０．１％以上、あるいは０．２％以上存在する。シリコンはスチール中の炭素の活性を増加させ、したがってスチールの充分な硬度の達成に寄与する。含量がより高い場合は、脆化の問題が起こり得る。さらに、シリコンは強力なフエライト形成物であり、したがって１．５％を超える量で存在してはならない。好ましくは、スチールは１．０％を超えるシリコンを含まず、好適にはmax  ０．６５％である。シリコンの称呼含量は０．３５％である。
【００１１】
マンガンもまたスチールの製造からの残留物として存在し、スチール中に少量に存在する硫黄の量を硫化マンガンを形成することによって固定する。それ故マンガンは０．１％以上の量、好ましくは０．２％以上の量で存在する必要がある。マンガンはまた焼き入れ性を改善する、これは好都合であるが脆化の問題を避けるため２．０％を超える量で存在してはならない。好ましくは、スチールはmax  １．０％を超えるMnを含まない。称呼マンガン含有量は０．５％である。
【００１２】
クロムは、スチールに望ましい焼入れ性を与えるため４％以上、好ましくは４．２％以上、好適には４．５％以上の量で存在させる。焼入れ性と云う用語は、焼入れされている製品に多少とも深くまで高い硬度を与える性能を意味する。焼入れ性は、製品がたとえ大きな寸法であっても、寸法変化を生じさせる可能性のある焼入れ操作時にオイル又は水での極めて急速な冷却を用いることなく無芯焼入れできるように十分でなければならない。加工硬度、すなわち、焼入れ及び焼戻し後のスチールの硬度は４５〜６０HRCとする。
しかしながら、クロムは強力なフエライト形成物である。９８０〜１１５０℃で焼入れ後のスチール中のフエライトを回避するため、クロム含量は８％、好ましくはmax  ６．５％、好適にはmax  ５．５％を超えてはならない。好適なクロム含量は５．０％である。
【００１３】
バナジウムは、スチールの焼入れ及び焼戻した状態のマルテンサイトマトリクス中に、炭素及び所望によっては窒素と一緒に前記のMC-炭化物又は炭素窒化物を生成させるため、５．０〜８．０％の量でスチール中に存在させる。好ましくは、スチールは６．０％以上、max  ７．８％Vを含む。好適なバナジウム含量は６．８〜７．６％、称呼では７．３％である。
【００１４】
原則として、MC-炭化物の生成にバナジウムはニオビウムによって置き換えることができるが、このためにはバナジウムの２倍量のニオビウムが必要であり、これが欠点となる。さらにニオビウムには、炭化物をとげとげした形となし、純粋なバナジウム炭化物よりもサイズを大きくする効能があり、これが破断又はチッピング（Chipping）を引き起こしてそのため材料の靭性を減少させる。これは、材料の機械的特徴に関する限り、その組成が高い硬度と耐焼戻し性とともに優れた耐摩耗性を提供する目的のために最適化されている本発明のスチールでは特に重大である。スチールはそれ故、本発明にしたがってニオビウムをmax  ０．１％、好ましくはmax  ０．０４％を超えて含んではならない。さらに、本発明の同じ見方にしたがって、ニオビウムはスチールの製造に使用される原料からの残留元素の形の不可避不純物としてしか許容されない。
【００１５】
しかしながら、本発明のある変形にしたがって、スチールはmax  １．０％、、好ましくはmax  ０．５％、好適にはmax  ０．３％までの量でニオビウムを含むことができる。。すなわち、ニオビウムの有害な効果はスチールの高含量のバナジウムによって本質的に抑制されると考えることがきる。この考えは純粋なニオビウム炭化物及び／又は炭素窒化物がスチール中に殆ど見えてこないと云う仮定に基づく。スチール中にニオビウム炭化物及び／又はニオビウム炭素窒化物が最初に形成されることは事実であるが、バナジウム炭化物及び／又はバナジウム炭素窒化物が前記最初に形成されたニオビウム炭化物及び／又はニオビウム炭素窒化物上に造られ、それにより純粋なニオビウム炭化物及び／又はニオビウム炭素窒化物のとげとげした形によると思われる有害な効果が本質的に除かれると考えられる。もしもMC-炭化物がバナジウム、ニオビウム及び炭素の混合化合物ならびに相応する混合炭素窒化物の形で形成するならば、同じ考えが適用され、それ故両者の場合ニオビウムの含量が僅少と考えられるため、本発明の前記変形にしたがって、ニオビウムの負の役割が無視できる。
【００１６】
モリブデンは、クロム及び限定量のマンガンと組み合わせてスチールに望ましい焼入れ性を与えるため０．５％以上、好ましくは１．５％以上の量で存在させる。しかしながら、モリブデンは強力なフエライト形成物である。それ故スチールは、３．５％Mo、好ましくはmax  ２．８％を超えて含んではならない。称呼では、スチールは２．３％Moを含む。
【００１７】
原則として、モリブデンはタングステンによって完全又は部分的に置き換えできるが、このためにはモリブデンに比較して２倍量のタングステンを必要とし、これが欠点となる。また生産されたすべてのスクラップの使用がより困難となる。それ故タングステンはmax  １．０％、好ましくはmax  ０．５％を超える量で存在してはならない。最も適切には、スチールはすべて意図的に加えたタングステンを含んではならず、本発明の最も好ましい実施態様にしたがって、スチールの製造に使用する原材料からの残留物の形の不可避不純物としてしか許容されない。
【００１８】
上述の合金元素以外にスチールはその他の合金元素を必要とせず、それどころか、含んではならない。若干の元素はスチールの特徴に望ましくない影響を与えるので、間違いなく望ましくない。これは、例えば燐に関する限りその通りであり、スチールの靭性に不都合な影響を与えないようにするため、できるだけ低濃度、好ましくはmax  ０．０３％に保つ必要がある。また硫黄は多くの点で望ましくない元素であるが、第１に靭性に対するその負の効果は、実質的に無害な硫化マンガンを生成するマンガンによって本質的に中和できるので、硫黄はスチールの機械加工性を向上させるためmax量の０．２５％、好ましくはmax  ０．１５％の量で許容できる。しかしながら、スチールは通常max  ０．０８％、好ましくはmax  ０．０３％、最も好都合にはmax  ０．０２％を超えるSを含まない。
【実施例】
【００１９】
本発明のさらなる特徴と態様は、実施した実験の以下の説明及び添付の特許請求の範囲から明らかとなるであろう。
【００２０】
実施した実験の以下の説明では添付の図面が参照される。
実施したテストの説明
材料
本発明にしたがう材料（スチール／製品）は、望ましい実施態様にしたがって重量％で次の称呼、化学組成を有する：  １．６０  Ｃ，
０．２５  Ｓｉ，０．７５  Ｍｎ，≦０．０２０  Ｐ，≦０．０６０  Ｓ，
５．００  Ｃｒ，２．３０  Ｍｏ，７．３０  Ｖ，≦０．００５  Ｎｉ，≦
０．００５  Ｔｉ，≦０．３０  Ｎｉ，≦０．２５  Ｃｕ，≦０．０２０  Ａｌ，
≦０．１０  Ｎ，  バランス：鉄及び上述以外の他の不純物。
実施したテストは、上述の称呼組成に厳密に相当する材料を最も新しい先行技術を代表する若干の既知参考材料と比較することによってを評価することを目的とする。
【００２１】
このシリーズのテストに含まれる材料の化学組成が表１に示されている。スチールNo.1は本発明にしたがう組成を有している。このスチールはいわゆるスプレー形成法（ＯＳＰＲＡＹ-法としても知られている）によって製造されており、これによれば、縦軸の周りを回転するインゴットが、連続的に製造されるインゴットの成長端に対してスプレーされる液滴状の熔融物質から連続的に製造される。この熔融液滴は一旦前記基体に衝突すると比較的急速に固化させられるが、その速度は粉体が製造されるときほど速くなく、従来法のインゴット製造又は連続鋳造のとき程遅くはない。さらに詳しくは、液適が急速に固化させられるので、生成したMC-炭化物は本発明にしたがって望ましいサイズに成長する。スプレー形成したスチールNo.1のインゴットは約２３８０ｋｇの重量であった。インゴットの直径は約５００ｍｍであった。スプレー形成されたインゴットは１１００〜１１５０℃の鍛造温度に加熱されてそれぞれ最終直径φ３３０、１０５、及び７６．５ｍｍのブランクの形に鍛造された。
【００２２】
表１は本発明にしたがうスプレー形成したインゴットの分析した組成（スチールNo.１）と、市販入手可能なスチールの分析した組成（スチールNo．２）を示す。スチールNo.３はメーカーのスペック（仕様書）にしたがう最新のスチールの称呼組成である。スチールNo.４はさらに別の市販入手可能なスチールの組成を示す。スチールNo．２，３及び４は粉末冶金法で製造したスチールである。表１に示した元素の他は、スチールは鉄と表に示した以外の他の不可避不純物しか含んでいない。
【００２３】
【表１】
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以下に説明する検討ではスチールNo.1とNo．２を次についてテストした。
・  微細構造
・  硬度対オーステナイト化及び焼戻し温度
・  焼入れ性
・  延性
・  研磨耐摩耗性
比較として、１つの検討で「硬度対オーステナイト化及び焼戻し温度」があり、メーカーのスペックによるスチールNo.４に関する情報も含まれている。
微細構造
図１はスチールNo.１製の直径φ１０５ｍｍロッドの微細構造の走査電子顕微鏡写真を示す。この材料は５６HRCの硬度に、TA＝１０５０℃から３０分間焼入れ及び５２５℃で2時間２回焼戻しされた。図２は、５４．５HRCの硬度にTA=１０６０℃から６０分間焼入れ＋５２５℃で２時間２回焼戻し後の、直径φ７５ｍｍのロッドの形であったスチールNo.２の微細構造を示す。MC-タイプの１次炭化物（Mは実質上バナジウムからなる）がスプレー形成された材料中にみられる（図１）。炭化物の大部分は約１〜２０μｍ範囲内のサイズであった。しかしながら、サイズの分布は図３のバーチャートに示されるようにかなり拡がっていた。このように炭化物容積の主要部分は炭化物サイズが２．０〜１０．０μｍを表しており、そしてこの範囲内で炭化物、すなわち、容積に関して主要部の炭化物、が通常３．０〜７．５μｍのサイズを有する明瞭な傾向がある。合計の炭化物容積は、走査電子顕微鏡でのマニュアルポイント計算法によって、それぞれスチールNo.1で１３．１容積％MC-炭化物、スチールNo.２で１５．４容積％と測定された。しかしながら、スチールNo.2では、微細構造は粉末冶金法で製造したスチールに典型的なタイプで、これはすべての炭化物が非常に小さく、max  約３μｍであったことを意味している。炭化物の大部分は０．５〜２．０μｍ範囲内のサイズであり、熱処理に関係なくスチールのマトリクス中に均一に分布していた。これはマイクロ-写真（図２）を検討することによって視覚的にみることができ、さらに図３のバーチャートからも明らかである。このバーチャートはスチールNo.2中のMC-炭化物の大部分が０．５〜２．０μｍのサイズであったことを示している。
熱処理後の硬度
スチールNo.1から造られたブランクは、ソフト焼きなまし状態で、ブランクの寸法に関係なく、１９０〜２３０HBの硬度（ブリネル硬度）、典型的に約２００〜２１５HBであった。スチールNo.２の硬度は、ソフト焼きなまし状態で若干高く、約２３５HBであった。
【００２４】
φ１０５ｍｍ及びφ３３０ｍｍの異なる寸法を有するスチールNo.1の2つのブランクの、１０００〜１１５０℃間の異なる温度でオーステナイト化後の硬度に対する焼戻し温度の影響が図４に示されている。１１５０℃でオーステナイト化、５５０℃で2時間2回焼戻し後、最も高い硬度が達成された。最も低い硬度は１０００℃から焼入れ後達成された。図４のダイアグラムの曲線も、４５〜６０ＨＲＣの望ましい加工硬度が、１０００〜１１５０℃の温度から焼入れ後５２５〜６５０℃の間の焼戻し温度を選ぶことにより達成できることを示している。２つの寸法、φ１０５ｍｍとφ３３０ｍｍ、の間の硬度の相異は硬度測定の許容誤差範囲内にある。
【００２５】
図５は、焼戻しに応じたスチールＮｏ．１及びスチールNo.４の間の相違を説明している。スチールNo.２の曲線はたった２点のみをベースにしている。ダイアグラムの曲線は、本質的に同じオーステナイト化温度から焼入れ後、スチールNo.1の方が少なくともスチールNo.４よりも高い硬度を与えることを示している。スチールNo.1の耐焼戻し性もスチールNo.４のそれよりも良好であった。スチールNo.1でつくられた製品は直径φ１０５ｍｍのブランクからなっていた。
焼入れ性
スチールＮｏ．１及びNo.２の硬度と、８００℃から５００℃への冷却に要する時間との関係が図６にグラフで示されている。このチャートから、スプレー形成された材料Ｎｏ．１の焼入れ性の方が、バナジウムとMC-炭化物の含有量が高い粉末冶金法で製造された材料Ｎｏ．２のそれよりも確実に良好であったと云うことができる。
靭性
衝撃エネルギーは、２つのスチールのロッド寸法を変え、スチールNo.1に対しては１０５０℃／３０分及び１１５０℃／１０分で焼入れして焼戻し温度を変化後、スチールNo.２に対しては１０６０℃／６０分焼入れ＋５４０℃／２×２時間焼戻し、及び１１８０℃／１０分焼入れ＋５５０℃／２×２時間焼戻し後、非-切り欠きテストサンプルを使用して測定された。テストサンプルはロッドの中央の最も重要な方向、すなわち、横方向で採取された。結果は図７から明らかであり、延性は硬度が増加するとやや下がるが、一般的に云って2つのスチールの延性は同じく良好であることを示している。衝撃エネルギーは、全測定ですべてのテストサンプルに対し横方向で１０Jを超えた。これは、スチール製品の意図した使用分野に関する限り許容できる衝撃靭性の基準を満足させるものである。
研磨摩耗
研磨剤としてSiO2を使用してpin-to-pinテストの形で耐摩耗性が試験された。試験材料の寸法と熱処理については以下を適用する。
スチールNo.1、φ１０５ｍｍ：
ａ）１０５０℃／３０分＋６００℃／２×２時間；  ４８．７ＨＲＣ
ｃ）１０５０℃／３０分＋５２５℃／２×２時間；  ５５．９ＨＲＣ
スチールNo.２、φ７５ｍｍ：
ｂ）１０６０℃／６０分＋５４０℃／２×２時間；５４．７ＨＲＣ
ｄ）１１８０℃／１０分＋５５０℃／２×２時間；５８．７ＨＲＣ
結果は図８のバーチャートから明らかである。このチャートは、本発明による材料Ｎｏ．１（バーa及びｃ）が、硬度が低いのと炭化物の合計容積含量が少ないにも拘わらず、耐摩耗性が比較材料Ｎｏ．２（バーｂ及びｄ）のそれと同じく良好であったことを説明している。
討論
前述の実験は本発明によるスチールのうちから耐摩耗性の非常に高い製品が製造できることを示しており、これは第1にこの材料の十分な量のMC-炭化物含量と好適なサイズに帰することができる。他の重要な要因は、非常に良好であり、かつ、比較できる他のスチールのそれよりも良好なスチールの焼入れ性である。材料の使用目的に適合する４５〜６０  HRCの硬度は、優れた耐摩耗性が維持されるようにオーステナイト化及び／又は焼戻し温度を同時に選択することにより達成できる。本発明はしたがって、適当な熱処理の選択により、異なる用途のためのスチールの有用性と適応性に関する限り、著しい柔軟性を与える。本スチールの可能性に関する他の重要な要因は、粉末冶金製造法より本質的に経済的なスプレー形成法に基づくその製造法である。
【００２６】
さらにまた本発明の製品は、通常スチールメーカーによって１９０〜２３０HB、標準的には約２００〜２１５  HBの硬度を有するソフト焼きなまし状態で最終製品の形に機械加工する客先に引き渡しされる、スプレー形成したインゴット、例えばプレート、バー、ブロックなどの形のブランク；ならびに問題の用途用に意図した硬度に焼入れ及び焼戻した最終製品；を含む考えられるあらゆる形であってもよいと云うことを理解して欲しい。目的とする用途のための望ましい硬度によって、次の熱処理が適当となり得る：
・  max靭性用：  １０５０℃／３０分＋５９０℃／２×２時間、
約５０HRCを与える。
・靭性と耐摩耗性の最適組み合わせ用：  １１２０℃／１５分＋５４０℃／２×２
時間、  約５６ＨＲＣを与える。
・  max耐摩耗性用：  １１５０℃／１０分＋５４０℃／２×２時間、
約６０HRCを与える。
【００２７】
このように実験により、本発明にしたがう材料が参考材料と比較して幾多の有利な特徴を有していることがわかった。
・  比較することができる熱処理後のより高い硬度
・  より良好な耐摩耗性
・  少なくとも同じように良好な耐摩耗性
・  よりよい焼入れ性
・  最も重要な方向、横方向、における比較してひけをとらない靭性
・  より低い製造コスト
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明による製品の一部分の微細構造を示す写真である。
【図２】図１と同じスケールでの参考スチール製品の一部分のマイクロ-構造を示す図である。
【図３】本発明にしたがう材料及び参考材料中の炭化物のサイズ分布を示すバーチャートである。
【図４】本発明にしたがうスチールの硬度に対するオーステナイト化及び焼戻し温度の影響を説明する多数の焼戻し曲線を示す図である。
【図５】本発明にしたがうスチール及び２つの試験参考材料の硬度に対するオーステナイト化及び焼戻し温度の影響を説明する多数の焼戻し曲線を示す図である。
【図６】本発明スチール及び参考スチールの焼入れ性を説明するCCT-ダイアグラムを示す図である。
【図７】若干の試験材料の延性に対する熱処理及び製品寸法の影響を示す図である。
【図８】本発明スチール及び参考スチールの研磨耐摩耗性を説明するバーチャートを示す図である。
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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