(57)【要約】  本発明は、重量％（ｗｔ．％）で、Ｃ  ０．０１〜０．０８、Ｓｉ  ０．０５〜０．６、Ｍｎ  ０．１〜０．８、Ｃｒ  ３．９〜６．、Ｎｉ  １．０〜３．０、Ｍｏ  ７．０〜９．０１０、Ｃｏ  ９．０〜１２．、Ｃｕ  ０．２〜６．、Ｎ  ０．０１〜０．１、残部：任意の元素、不純物及びＦｅ、から構成される、熱間加工工具を製造するための鋼に関する。本発明はまた、上記合金から作られたプレアロイ粉、及び上記粉から製造されたＡＭ物品に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量％（ｗｔ．％）で、
Ｃ      ０．０１〜０．０８
Ｓｉ    ０．０５〜０．６
Ｍｎ    ０．１〜０．８
Ｃｒ    ３．９〜６．１
Ｎｉ    １．０〜３．０
Ｍｏ    ７．０〜９．０
Ｃｏ    ９．０〜１２．５
Ｃｕ    ０．２〜６．５
Ｎ      ０．０１〜０．１５
任意に
Ｂ      ＜０．００８
Ｓ      ＜０．２５
Ｖ      ＜２
Ｎｂ    ＜１
Ｔｉ    ＜２
Ｚｒ    ＜２
Ｔａ    ＜２
Ｈｆ    ＜２
Ｙ      ＜２
Ｃａ    ＜０．００９
Ｍｇ    ＜０．０１
ＲＥＭ  ＜０．２
残部  Ｆｅ及び不純物
から構成される熱間加工工具を製造するための鋼。
【請求項２】
以下の要件の少なくとも１つを満たす、請求項１に記載の鋼。
Ｃ      ０．０１〜０．０６
Ｓｉ    ０．１〜０．５
Ｍｎ    ０．１〜０．６
Ｃｒ    ４．０〜６．０
Ｎｉ    １．２〜２．９
Ｍｏ    ７．１〜８．９
Ｃｏ    ９．５〜１２．０
Ｃｕ    ０．３〜５．０
Ｎ      ０．０２〜０．０８
【請求項３】
以下の要件の少なくとも１つを満たす、請求項１又は２に記載の鋼。
Ｃ          ０．０２〜０．０４
Ｓｉ        ０．２〜０．４
Ｍｎ        ０．２〜０．６
Ｃｒ        ４．５〜５．５
Ｎｉ        １．５〜２．５
Ｃｒ＋Ｎｉ  ６．０〜８．０
Ｍｏ        ７．５〜８．５
Ｃｏ        １０．５〜１１．７
Ｃｕ        ０．４〜４．０
Ｎ          ０．０２〜０．０６
マトリックスがマルテンサイトを≧８０体積％含有する、
マトリックスがオーステナイトを≦２０体積％含有する、
マトリックス硬度が４５〜５８ＨＲＣである、
及び／又は、前記鋼が少なくとも１００ｍｍの厚さを有し、ＡＳＴＭ  Ｅ１０−０１に従って測定された厚さ方向の平均ブリネル硬度値ＨＢＷ１０／３０００からの最大偏差が５％未満である（ここで、試料片のエッジ又は別の圧痕のエッジからの圧痕の中心の最小距離が、圧痕の直径の少なくとも２．５倍であるものとし、最大距離が、圧痕の直径の４倍以下であるものとする。）、
及び／又は、前記鋼が、ＡＳＴＭ  Ｅ４５−９７、方法Ａに準拠した微細スラグに関する以下の最大要件
【表１】
2020537038.tif 000004
を満たす清浄度を有する。
【請求項４】
以下の要件を満たす、請求項１に記載の鋼。
Ｃ      ０．０２５〜０．０５５
Ｓｉ    ０．１５〜０．４０
Ｍｎ    ０．１５〜０．５０
Ｃｒ    ４．５〜５．５
Ｎｉ    １．５〜２．５
Ｍｏ    ７．５〜８．５
Ｃｏ    １０．５〜１１．７
Ｃｕ    ０．４〜４．０
Ｎ      ０．０２〜０．０６
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の組成を有するプレアロイ粉。
【請求項６】
前記粉はガスアトマイズにより製造され、粉末粒子の少なくとも８０％が５〜１５０μｍの範囲内の粒径を有し、前記粉が以下の要件の少なくとも１つを満たす、請求項５に記載のプレアロイ粉。
粉末粒径分布（μｍ）：          ５≦Ｄ１０≦３５
２０≦Ｄ５０≦５５
Ｄ９０≦８０
平均真球度、ＳＰＨＴ            ≧０．８５
平均アスペクト比、ｂ／ｌ        ≧０．８５
（ここで、ＳＰＨＴ＝４πＡ／Ｐ２（式中、Ａは粒子投影により覆われた面積の測定値であり、Ｐは粒子投影の外周／周囲の測定値である。）であり、真球度（ＳＰＨＴ）は、ＩＳＯ  ９２７６−６に準拠するカムサイザーで測定され、ｂは前記粒子投影の最短幅であり、ｌは最長径である。）。
【請求項７】
前記粉粒子の少なくとも９０％が１０〜１００μｍの範囲内の粒径を有し、前記粉が以下の要件の少なくとも１つを満たす、請求項６に記載のプレアロイ粉。
粉末粒径分布（μｍ）：          １０≦Ｄ１０≦３０
２５≦Ｄ５０≦４５
Ｄ９０≦７０
平均真球度、ＳＰＨＴ            ≧０．９０
平均アスペクト比、ｂ／ｌ        ≧０．８８
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか１項に記載のプレアロイ粉を用いる積層造形法により形成された物品であって、前記物品が、以下の要件の少なくとも１つを満たす物品。
マトリックスがマルテンサイトを≧８０体積％含有する、
マトリックスがオーステナイトを≦２０体積％含有する、
マトリックス硬度が３４〜５６ＨＲＣである、
造形方向に垂直な方向のシャルピーＶノッチ値が≧５Ｊである、
造形方向に垂直な方向の引張強度Ｒｍが≧１６００ＭＰａである、
造形方向に垂直な方向の降伏強度Ｒｃ０．２が≧１５００ＭＰａである、
造形方向に垂直な方向の前記圧縮降伏強度Ｒｃ０．２が、引張降伏強度Ｒｐ０．２よりも少なくとも１０％高い。
【請求項９】
６２０℃で２時間の時効処理を２回行った後の前記物品が、室温で少なくとも５２ＨＲＣの硬度を有し、前記硬度が、前記物品を６００℃の温度に５０時間さらした後に少なくとも５０ＨＲＣである、請求項８に記載の物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイや金型のような熱間加工工具に適した鋼に関する。具体的には、本発明は、高い硬度及び高い焼戻し抵抗が求められる熱間加工工具の製造に適した析出硬化鋼に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱間加工用途では、様々な種類の熱間加工工具鋼、特にＨ１１及びＨ１３のような５％Ｃｒ鋼を用いることが一般的となっている。Ｕｄｄｅｈｏｌｍ  ＤＩＥＶＡＲ（登録商標）は、このタイプのプレミアム熱間加工工具である。これは、ＥＳＲにより製造された高性能クロムモリブデンバナジウム鋼である。これは、ＷＯ９９５０４６８Ａ１に記載されるようにバランスのとれた炭素含有量及びバナジウム含有量を含む。
【０００３】
ＥＳＲにより製造されたバナジウム合金工具鋼は、多くの特性について従来法により製造された工具鋼よりも良好な特性を有するが、熱間加工工具の不良のリスクを減らすために、さらなる改良の必要性がある。また、寿命を延ばすために、熱間加工工具鋼の熱間強度及び焼戻し抵抗をさらに改善することは有益であろう。
【０００４】
熱間加工用途にマルエージング鋼を用いることも知られている。マルエージング鋼は大抵、ステンレスであり、１７−７ＰＨ、１７−４  ＰＨ、１５−５  ＰＨ、ＰＨ  １５−７Ｍｏ、ＰＨ  １４−８Ｍｏ及びＰＨ１３−８Ｍｏを包含する。後者の鋼は、１．４５３４、Ｘ３ＣｒＮｉＭｏＡｌ１３−８−２及びＳ１３８００とも呼ばれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明は、改良された熱間加工工具鋼に関する。本発明は、特に、高い硬度及び高い焼戻し抵抗を有する熱間加工工具鋼に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の目的は、熱間加工のための改善された特性プロファイルを有する鋼を提供することである。特に、本発明は、高い強度及び靭性に加えて高い清浄度、良好な研磨性を有し、大きい寸法においても均一な特性を示す、金型用析出硬化鋼を提供することを目的とする。さらに本発明は、粉末形態の鋼、特に、これらに限定されるものではないが、積層造形（ＡＭ）に適した鋼粉を提供することを目的とする。
【０００７】
別の目的は、本発明の粉末を用いることにより積層造形法により形成された物品を提供することである。
【０００８】
前述の目的及び追加の利点は、合金に関し特許請求の範囲に規定される鋼を提供することによってかなりの程度達成される。
【０００９】
本発明は、特許請求の範囲に規定される。
【００１０】
一般的な課題は、重量％（ｗｔ．％）で
Ｃ      ０．０１〜０．０８
Ｓｉ    ０．０５〜０．６
Ｍｎ    ０．１〜０．８
Ｃｒ    ３．９〜６．１
Ｎｉ    １．０〜３．０
Ｍｏ    ７．０〜９．０
Ｃｏ    ９．０〜１２．５
Ｃｕ    ０．２〜６．５
任意に
Ｎ      ０．０１〜０．１５
Ｂ      ＜０．００８
Ｓ      ＜０．２５
Ｖ      ＜２
Ｎｂ    ＜１
Ｔｉ    ＜２
Ｚｒ    ＜２
Ｔａ    ＜２
Ｈｆ    ＜２
Ｙ      ＜２
Ｃａ    ＜０．００９
Ｍｇ    ＜０．０１
ＲＥＭ  ＜０．２
残部  Ｆｅ及び不純物
から構成される鋼を提供することによって解決される。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、特許請求の範囲に記載された合金の化学成分の限定についてだけでなく、個々の元素と互いの相互作用の重要性について簡単に説明する。鋼の化学組成についての全ての百分率は、明細書全体にわたって重量％（ｗｔ．％）で示す。相の量は、体積％（ｖｏｌ．％）で示す。個々の元素の上限値及び下限値は、特許請求の範囲に記載の限度内で自由に組み合わせることができる。数値範囲の計算精度を一桁上げることができる。したがって、例えば０．１％として与えられた値を０．１０％と表すこともできる。
【００１２】
炭素（０．０１〜０．０８％）
炭素は、鋼の強度及び硬度を改善するために有効である。しかしながら、その含有量が高すぎると、鋼は、熱間加工から冷却した後に加工するのが困難になる可能性がある。Ｃは、０．０１％、好ましくは少なくとも０．０２％の最小含有量で存在すべきである。炭素の上限値は０．０８％である。上限値は、０．０７％、０．０６％、０．０５５％又は０．０５％としてもよい。公称含有量は約０．０３０％である。低炭素含有量は、成形性を向上させ、強度と靭性の良好な組み合わせを与える。    
【００１３】
ケイ素（０．０５〜０．６％）
ケイ素は脱酸のために用いられる。Ｓｉはまた、強力なフェライト形成剤である。したがって、Ｓｉは０．６％に制限される。上限値は、０．５５％、０．５０％、０．４０％、０．３５％、０．３４％、０．３３％、０．３２％、０．３１％、０．３０％、０．２９％又は０．２８％としてもよい。下限値は、０．１０％、０．１２％、０．１４％、０．１６％、０．１８％又は０．２０％としてもよい。好ましい範囲は、０．１５〜０．４０％及び０．２０〜０．３５％である。
【００１４】
マンガン（０．１〜０．８％）
マンガンは、鋼の焼入れ性の向上に寄与する。含有量が低すぎる場合、焼入れ性も低すぎる可能性がある。より高い硫黄含有量では、マンガンは鋼中の赤熱脆性を防止する。したがって、マンガンは、０．１０％、好ましくは少なくとも０．１５％、０．２０％、０．２５％又は０．３０％の最小含有量で存在するものとする。鋼は、最大０．８％、好ましくは最大０．７５％、０．７０％、０．６５％、０．６０％、０．５０％、０．４５％、０．４０％又は０．３５％のＭｎを含むものとする。好ましい範囲は、０．２０〜０．４０％である。
【００１５】
クロム（３．９〜６．１％）
クロムは、良好な焼入れ性及び耐食性を与えるために、少なくとも３．９％の含有量で存在すべきである。下限値は、４．０％、４．１％、４．２％、４．３％、４．４％又は４．５％としてもよい。クロム含有量が高すぎる場合、望ましくない相の形成を招く可能性がある。したがって、上限値は６．１％であり、６．０％、５．９％、５．８％、５．７％、５．６％又は５．５％に設定してもよい。
【００１６】
ニッケル（１〜３％）
ニッケルは、オーステナイト安定剤であり、デルタフェライトの形成を抑制する。ニッケルは、鋼に良好な焼入れ性及び靭性を与える。また、ニッケルは、鋼の被削性及び研磨性にとって有益である。ただし、Ｎｉの過剰な添加は、残留オーステナイトの量をあまりに高くしてしまう。下限値は、１．１％、１．２％、１．３％、１．４％又は１．５％に設定してもよい。上限値は、２．９％、２．８％、２．７％、２．６％又は２．５％に設定してもよい。
【００１７】
モリブデン（７．０〜９．０％）
固溶体中のＭｏは、焼入れ性に非常に有利な効果を及ぼすことが知られている。モリブデンは、強力な炭化物形成元素であり、強力なフェライト形成剤でもある。Ｍｏは、本発明では、時効処理中の析出硬化の形成に必要である。そのため、Ｍｏの量は７〜９％とすべきである。下限値は、７．１％、７．２％、７．３％又は７．４％としてもよい。上限値は、８．９％、８．８％、８．７％、８．６％又は８．５％としてもよい。
【００１８】
コバルト（９．０〜１２．５％）
コバルトは、マルエージング鋼中のマトリックスに溶解され、析出に関与しない。しかしながら、コバルトは、一般にＭｓ点を上昇させることによって、それほど多くの残留オーステナイトを残すことなく、他の時効硬化元素の許容量を増加させる。コバルトは、モリブデンのマルテンサイトへの固溶度を低下させ、硬度の上昇をもたらすモリブデン接触粒子のより強い析出を促進させる。ただし、Ｃｏ含有量が非常に高いと、Ｍｏ含有量が高いマルエージング鋼におけるＭｓ点を低下させる可能性がある。したがって、Ｃｏは１２．５％に制限され、上限値は、１２．４％、１２．３％、１２．２％、１２．１％、１２．０％、１１．９％、１１．８％又は１１．７％としてもよい。下限値は、９．５％、９．７％、９．９％、１０．１％、１０．２％、１０．３％、１０．４％又は１０．５％としてもよい。
【００１９】
窒素（０．０１〜０．１５％）
窒素は、強いオーステナイト形成剤であり、強い窒化物形成剤でもある。窒素は、０．０１〜０．１５％、好ましくは０．０２〜０．０７％の範囲内で存在する。下限値は、０．０１％、０．０２％又は０．０３％としてもよい。したがって、上限値は、０．１０％、０．０９％、０．０８％、０．０７％、又は０．０６％としてもよい。
【００２０】
本発明の発明者らは、驚くべきことに、研磨性を損なうことなく窒素を意図的に鋼に添加できることを発見した。
【００２１】
銅（０．２〜６．５％）
Ｃｕは、鋼の硬度及び耐食性を高めることに寄与する元素である。時効処理中に形成されるε−Ｃｕ相は、析出硬化によって鋼を強化するのみならず、金属間化合物相の析出速度にも影響を及ぼす。これに加えて、Ｃｕを添加することにより、より高い加工温度における金属間化合物相の成長がより遅くなることが分かるであろう。Ｃｕの上限値は、６．０％、５．５％、４．５％、４．０％、３．５％、３．０％、２．５％又は２．０％とすしてもよい。Ｃｕの下限値は、０．２％、０．３％、０．４％、０．５％、０．６％、０．７％、０．８％又は０．９％としてもよい。
【００２２】
ホウ素（０．００２〜０．０００８％）
ホウ素は、焼入れ性を増大させると共にステンレス鋼の熱間加工性を向上させるために少量で用いることができる任意の元素である。したがって、上限値は、０．００７％、０．００６％、０．００５％又は０．００４％に設定してもよい。
【００２３】
硫黄（０．０１〜０．２５％）
Ｓは、鋼の被削性を改善するために任意に添加することができる。Ｓがこの目的で使用される場合、Ｓは鋼に意図的に０．０１〜０．２５％の量で添加される。より高い硫黄含有量では、赤熱脆化のリスクがある。さらに、硫黄含有量が高いと、鋼の疲労特性及び研磨性に悪影響が及ぶ可能性がある。したがって、上限値は、０．２５％、好ましくは０．１％、最も好ましくは０．０３％であるものとする。好ましい範囲は０．０１５〜０．０３０％である。しかしながら、意図的には添加しない場合、Ｓの量は後述の不純物含有量に制限される。
【００２４】
ニオブ（≦１％）
Ｎｂは、強力な炭化物及び窒化物形成剤である。したがって、この元素の含有量は、望ましくない炭化物及び窒化物の形成を回避するために制限すべきである。したがって、Ｎｂの最大量は１％である。Ｎｂは通常、意図的には添加されない。許容不純物含有量は、０．０５％、０．０３％、０．０１％又は０．００５％に設定することができる。
【００２５】
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ及びＹ（≦２％）
これらの元素は、Ｃ、Ｂ、Ｎ及び／又はＯとともに化合物を形成することができる。これらは、酸化物分散強化（ＯＤＳ）合金又は窒化物分散強化（ＮＤＳ）合金の製造に用いることができる。そして、その上限値は各元素につき２％である。上限値は１．５％、１．０％、０．５％又は０．３％としてもよい。しかしながら、これらの元素がＯＤＳ合金を製造するために意図的には添加されない場合、上限値は０．１％、０．０５％、０．０１％又は０．００５％としてもよい。
【００２６】
Ｃａ、Ｍｇ、Ｏ及びＲＥＭ（希土類金属）
これらの元素は、様々な理由で、特許請求の範囲に記載の量で鋼に任意に添加してもよい。これらの元素は、非金属介在物を改質する目的で、並びに／又は鋼の被削性、熱間加工性及び／若しくは溶接性をさらに向上させる目的で一般的に用いられる。その場合、酸素含有量は、好ましくは０．０３％に制限される。しかしながら、酸化物分散強化（ＯＤＳ）合金を形成するために酸素を用いる場合は、上限値を０．８０％と高くしてもよい。酸化物は、例えば、ガスアトマイズ、特に、ガスアトマイズによる反応合成（Ｇａｓ  Ａｔｏｍｉｚｉｎｇ  Ｒｅａｃｔｉｏｎ  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ：ＧＡＲＳ）を用いるか、又は積層造形（ＡＭ）法の間に、特に、溶融金属積層（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｍｅｔａｌ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＬＭＤ）における大気反応を通して、生成する粉末にインサイチュで混合することができる。
【００２７】
不純物元素
Ｐ、Ｓ及びＯは主な不純物であり、これらは鋼の機械特性に悪影響を及ぼす可能性がある。したがって、Ｐは、０．０５％、０．０４％、０．０３％、０．０２％又は０．０１％に制限することができる。
硫黄が意図的には添加されない場合、Ｓの不純物含有量は、０．０５％、０．０４％、０．００３％、０．００１％、０．０００８％、０．０００５％又は０．０００１％に制限することができる。
【００２８】
一実施形態では、鋼は、以下の要件の少なくとも１つを満たす。
Ｃ      ０．０１〜０．０６
Ｓｉ    ０．１〜０．５
Ｍｎ    ０．１〜０．６
Ｃｒ    ４．０〜６．０
Ｎｉ    １．２〜２．９
Ｍｏ    ７．１〜８．９
Ｃｏ    ９．５〜１２．０
Ｃｕ    ０．３〜５．０
Ｎ      ０．０２〜０．０８
【００２９】
別の実施形態では、鋼は、以下の要件の少なくとも１つを満たす。
Ｃ          ０．０２〜０．０４
Ｓｉ        ０．２〜０．４
Ｍｎ        ０．２〜０．６
Ｃｒ        ４．５〜５．５
Ｎｉ        １．５〜２．５
Ｃｒ＋Ｎｉ  ６．０〜８．０
Ｍｏ        ７．５〜８．５
Ｃｏ        １０．５〜１１．７
Ｃｕ        ０．４〜４．０
Ｎ          ０．０２〜０．０６
及び／又は、マトリックスがマルテンサイトを≧８０体積％含有する、及び／又は、オーステナイトを≦２０体積％含有する、及び／又は、マトリックス硬度が４５〜５８ＨＲＣである、
及び／又は、鋼が少なくとも１００ｍｍの厚さを有し、ＡＳＴＭ  Ｅ１０−０１に従って測定された厚さ方向の平均ブリネル硬度値ＨＢＷ１０／３０００からの最大偏差が５％未満である（ここで、試料片のエッジ又は別の圧痕のエッジからの圧痕の中心の最小距離が、圧痕の直径の少なくとも２．５倍であるものとし、最大距離が、圧痕の直径の４倍以下であるものとする、及び／又は、鋼が、ＡＳＴＭ  Ｅ４５−９７、方法Ａに準拠した微細スラグに関する以下の最大要件
【表１】
2020537038.tif 000002
を満たす清浄度を有する。）。
【００３０】
好ましい実施形態では、鋼は、以下の要件を満たす。
Ｃ      ０．０２５〜０．０５５
Ｓｉ    ０．１５〜０．４０
Ｍｎ    ０．１５〜０．５０
Ｃｒ    ４．５〜５．５
Ｎｉ    １．５〜２．５
Ｍｏ    ７．５〜８．５
Ｃｏ    １０．５〜１１．７
Ｃｕ    ０．４〜４．０
Ｎ      ０．０２〜０．０６
【００３１】
本発明の合金は、任意の好適な方法で製造することができる。好適な方法の限定されない例としては、
ａ）従来の溶融冶金とそれに続く鋳造及び熱間加工  
ｂ）粉末冶金（ＰＭ）
ｃ）１０３℃／ｓ超での急速固化
が挙げられる。
【００３２】
ＰＭ粉末は、プレアロイ鋼の従来のガスアトマイズ又は水アトマイズによって製造することができる。
【００３３】
粉末をＡＭに用いることとする場合、丸み度が高くサテライトの少ない粉末粒子を製造する技術を用いることが重要であるため、ガスアトマイズが好ましいアトマイズ法である。特に、この目的には、クローズカップルド（ｃｌｏｓｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ）ガスアトマイズ法を用いることができる。
【００３４】
ガスアトマイズされた粉末粒子の少なくとも８０％が５〜１５０μｍの範囲の粒径を有することが好ましい。ＡＭ用の粉末粒子の最大径は１５０μｍであり、好ましい径範囲は１０〜１００μｍであり、平均径は約２５〜４５μｍである。
【００３５】
最も関心のあるＡＭ法は、溶融金属積層（ＬＭＤ）、選択的レーザー溶融（ＳＬＭ）及び電子ビーム溶融（ＥＢＭ）である。粉末の特性もＡＭに重要である。ＩＳＯ  ４４９７に準拠してカムサイザーで測定された粉末粒径分布は、下記の要件（μｍ）を満たすべきである。
５≦Ｄ１０≦３５
２０≦Ｄ５０≦５５
Ｄ９０≦８０
【００３６】
好ましくは、粉末粒子の少なくとも９０％は、１０〜１００μｍの範囲内の粒径を有し、好ましくは、粉末は下記の粒径要件（μｍ）の少なくとも１つを満たすべきである。
１０≦Ｄ１０≦３０
２５≦Ｄ５０≦４５
Ｄ９０≦７０
【００３７】
さらにより好ましくは、粗粒径画分Ｄ９０は、≦６０μｍ又はさらに≦５５μｍに限定される。
【００３８】
粉末の真球度は高い方がよい。真球度（ＳＰＨＴ）はカムサイザーによって測定することができ、ＩＳＯ  ９２７６−６に規定されている。ＳＰＨＴ＝４πＡ／Ｐ２（式中、Ａは粒子投影により覆われた面積の測定値であり、Ｐは粒子投影の外周／周囲の測定値である）。平均ＳＰＨＴは、少なくとも０．８０であるべきであり、好ましくは、少なくとも０．８５、０．９０、０．９１、０．９２、０．９３、０．９４又は０．９５とすることができる。加えて、ＳＰＨＴ≦０．７０の粒子は５％以下とすべきである。ＳＰＨＴに加えて、アスペクト比を粉末粒子の分類に用いることができる。アスペクト比はｂ／ｌと定義され、ここでｂは、粒子投影の最短幅であり、ｌは最長直径である。平均アスペクト比は、好ましくは、少なくとも０．８５とすべきであり、より好ましくは０．８６、０．８７、０．８８、０．８９、又は０．９０とすべきである。
【００３９】
本発明の合金は、マルテンサイト系マトリックスを有する析出硬化性鋼である。
【００４０】
ＰＩＭ、ＭＩＭ、ＲＯＣ、ＨＩＰ及び従来のプレス及び焼結のような任意の適切なＰＭ法によって、本発明のプレアロイ粉から物品を形成することができる。好ましくは、積層造形（ＡＭ）法が用いられる。ＡＭによる物品は、以下の要件の少なくとも１つを満たすべきである。
マトリックスがマルテンサイトを≧８０体積％含有する、
マトリックスがオーステナイトを≦２０体積％含有する、
マトリックス硬度が３４〜５６ＨＲＣである、
造形方向に垂直な方向のシャルピーＶノッチ値が≧５Ｊである、
造形方向に垂直な方向の引張強度Ｒｍが≧１６００ＭＰａである、
造形方向に垂直な方向の降伏強度Ｒｃ０．２が≧１５００ＭＰａである、
造形方向に垂直な方向の圧縮降伏強度Ｒｃ０．２が、引張降伏強度Ｒｐ０．２よりも少なくとも１０％高い。
【００４１】
シャルピー衝撃試験は、標準的なサイズである１０ｍｍ×１０ｍｍ×５５ｍｍの試料片を用いて、ＥＮ  １００４５−１、ＩＳＯ  １４８及び／又はＡＳＴＭ  Ａ３７０に従って行うことができる。オーステナイト含有量は、Ｘ線回折（ＸＲＤ）及び／又はＳＥＭにおける電子後方散乱回折（ＥＢＳＤ）を用いて測定することができる。
【００４２】
実施例
この実施例では、本発明の２つの合金を、プレミアム熱間加工鋼Ｕｄｄｅｈｏｌｍ  Ｄｉｅｖａｒ（登録商標）と比較する。
【００４３】
合金は、次の公称組成を有していた（ｗｔ．％）。
鋼１        鋼２        Ｕｄｄｅｈｏｌｍ  Ｄｉｅｖａｒ（登録商標）
Ｃ      ０．０３    ０．０３    ０．３６
Ｓｉ    ０．３      ０．３      ０．２０
Ｍｎ    ０．３      ０．３      ０．５
Ｃｒ    ５          ５          ５
Ｎｉ    ２          ２          −
Ｍｏ    ８          ８          ２．３
Ｖ      −          −          ０．５５
Ｃｏ    １１        １１        −
Ｃｕ    ０．５      ２．０      −
Ｎ      ０．０３    ０．０３    ０．００７
残部：鉄及び不純物
【００４４】
本発明の鋼は、溶融及び約１００ｇの重さの小さいインゴットに鋳造することによって形成された。これらの鋼は、室温まで冷却した後、６２０℃で２時間の焼戻しを２回施された（２×２ｈ）。
【００４５】
比較鋼は、従来法で製造され、真空炉において１０２０℃でオーステナイト化された後、８００〜５００℃の間で１００ｓ（ｔ８／５＝１００ｓ）のガス焼入れが行われた。また、比較鋼は、室温まで冷却した後、６１５℃で２時間の焼戻しを２回施された（２×２ｈ）。
【００４６】
その後、６００℃の温度で合金の焼戻し抵抗を調べた。表１にその結果を示す。
【表２】
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【００４７】
本発明の鋼はどちらも試験の初めに初期硬度が高かったが、本発明の鋼が比較鋼であるＵｄｄｅｈｏｌｍ  Ｄｉｅｖａｒ（登録商標）よりもかなり良好な焼戻し抵抗を有していたことは表１から明らかである。６００℃に１００時間さらした後の硬度の低下は、本発明の鋼では約５ＨＲＣであったのに対し、比較鋼では約１４ＨＲＣであった。したがって、本発明の鋼は、著しく高い初期硬度のみならず、優れた焼戻し抵抗も有すると結論付けることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明の鋼は、高く均一な硬度及び高い焼戻し抵抗が求められるダイに特に有用である。本発明の鋼は、ＰＭ用の粉末として、また、ＡＭによる物品の製造にも非常に適している。
【国際調査報告】
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