JPH0561343B2

JPH0561343B2 -

Info

Publication number: JPH0561343B2
Application number: JP62217981A
Authority: JP
Inventors: Manabu Oohori; Noriaki Koshizuka; Shuzo Ueda
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1987-09-02
Filing date: 1987-09-02
Publication date: 1993-09-06
Also published as: JPS6462444A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）この発明はプレス金型用鋼、とくに金型に対す
る熱間スラブの相対的な送り毎に幅方向の挟圧を
反復してスラブの先端から後端までを幅圧下する
連続幅プレスに用いられる金型に有利に適合する
鋼に関する。熱間スラブの幅は、熱間圧延製品の幅に合致さ
せるために、種々の幅に鋳造されているが、同一
サイズのスラブから幅の異なる熱間圧延製品を得
ることができれば、一連の製造工程の効率を飛躍
することが可能である。そこで熱間スラブの幅圧
下を行う方法及びこの方法に用いるプレス装置が
提案されている（特開昭62−282738号公報参照）。
この連続幅圧下プレス装置は、１対のプレス金型
をスラブの幅方向に配置し、挟圧を反復して幅圧
下するものであり、高温にさらされる上に金型冷
却時に大きな熱応力をうけるため、通常の金型よ
りも優れた特性が要求される。（従来の技術）熱間金型用鋼は切削工具用、耐衝撃工具用およ
び冷間金型用などとともにJISG 404に規格があ
るほか、同用途の熱間工具用鋼に関し、特公昭54
−38570号公報に開示がある。（発明が解決しようとする問題点）上記の鋼は、通常の熱間圧延や鍛造には十分な
耐性を示すが、連続幅プレス用の金型としての適
合性は不十分である。すなわち、連続幅プレス用金型は大形で1200℃
以上の熱間スラブの幅圧下に連続的に使用される
ため、熱間圧延ロールに比べて金型内部の奥深く
まで高温になり、冷却時に過大な熱応力が発生
し、熱疲労による割れを生じやすいところに問題
を残していた。そこでこの発明の目的は、連続幅プレスなどに
おける厳しい条件下で使用されるプレス金型に有
利に適合する、耐熱疲労特性の高い鋼を提供する
ことにある。（問題点を解決するための手段）この発明は、Cr−Ni−Mo−Ｖを基本成分と
し、これらにSi，Mnを組合わせた、とくに連続
幅プレスに適合するマクテンサイト型熱間金型用
鋼で、Cr／Ni≧10の範囲とすることで低Cr、高
Niの場合に発生するノツチ状高温酸化スケール
を防止して耐熱疲労特性を向上し、熱疲労による
プレス用金型の割れを防止したものである。すなわち、この発明は、Ｃ：0.10〜0.38wt％未満、 Si：0.10〜2.0wt％、 Mn：0.10〜2.0wt％、 Mo：0.50〜3.0wt％およびＶ：0.50〜0.80wt％を含み、さらに Cr：3.0〜8.0wt％と Ni：0.05〜0.50wt％とをCR／Ni≧10において含有し、残部Feおよび不
可避不純物よりなる連続幅プレス金型用鋼であ
る。（作用）次にこの発明に従う鋼の各化学成分範囲の限定
理由について述べる。Ｃ：0.10〜0.83wt％未満（以下単に％と示す）Ｃは焼入性を向上し焼入れ焼もどし硬さおよび
高温硬さを維持するのに必要である。またCr，
MoおよびＶと結合して炭化物を形成し、耐摩耗
性、焼もどし軟化抵抗を向上させるが、多量に含
有するとじん性の劣化をまねくので0.83％未満と
し、一方0.10％未満では上記の各効果が得られな
いので下限は0.10％とした。 Si：0.10〜2.0％ Siは耐酸化性の維持、変態点の上昇のために含
有するが、多量の含有はじん性の劣化をまねくの
で、2.0％以下とし、逆に少量では効果がないの
で0.1％以上とした。 Mn：0.10〜2.0％ Mnは焼入性を向上するために必要であるが、
多すぎるとA₁変態点を低下させるので上限を2.0
％とし、一方少なすぎると効果がないので0.1％
以上とした。 Mo：0.50〜3.0％ Moは基地に固溶して焼入性を向上させるとと
もにＣと結合して硬い炭化物を形成し、基地中に
分散析出し、耐摩耗性を向上させる。また焼もど
し軟化抵抗および高温強さを増加させ、A₁変態
点を上昇させる。しかし含有量が3.0％をこえる
とじん性が劣化し、0.5％未満では十分な焼入れ
深さが得られないので、0.5〜3.0％とした。Ｖ：0.50〜0.80％Ｖは微細炭化物を析出させ焼もどし軟化抵抗、
高温強さを向上させ、また結晶粒を微細化して、
じん性を向上させ、A₁変態点を上昇させる。し
かし多すぎると粗大な炭化物を形成してじん性を
低下させ、少なすぎると効果が得られないので
0.5〜0.8％に限定した。 Cr：3.0〜8.0％ Crは炭化物を形成して基地中に分散し、耐摩
耗性を向上させ、一部は固溶し、焼入性を増加す
る。また、スラブ幅圧下プレス用金型は高温のス
ラブに接触し、該金型表面自体も高温になるた
め、耐高温酸化特性も要求されるが、Crの含有
はこの特性を向上させ得る。しかしその効果は、
第１図に示した、高温酸化時における酸化減量に
及ぼすCr濃度の影響からわかるように、3.0％未
満では効果が十分でなく、8.0％を越える含有は、
効果が飽和し経済的に不利になるので、Cr含有
量は3.0〜8.0％とした。なお第１図は、100℃×
48hr大気中で加熱したときの実験結果を示した。 Ni：0.05〜0.20％ Niはじん性および焼入性の向上に有利な元素
で、特に幅プレス金型は金型冷却時の熱応力に耐
えることが肝要であることころから、0.05％の含
有が必要である。一方0.50％をこえると、次に詳
しく説明する熱疲労特性の劣化をまねくため、
0.50％を上限とする。一方この発明の対象とするスラブ連続幅圧下プ
レス用金型のように大形で、使用時には高温にさ
らされ冷却時に大きな熱応力をうける場合には、
熱疲労による割れが最も大きな問題となるが、酸
化雰囲気においてはNiの含有はこの熱疲労特性
を劣化させる。 Niの含有は選択酸化をうながし、高温酸化に
より第２図に示すような、ノツチ状のスケールを
生成する。ノツチ状スケールは、これを起点とし
てさらに割れを拡大し、耐熱疲労性を劣化させ
る。第３図にノツチ状スケール深さに及ぼすCr／
Niの影響を示すように、ノツチ状スケールの生
成はCrの含有によつて抑えられる。なお第３図
は、Ｃ：0.40％、Si：1.0％、Mn：0.4％、Mo：
1.25％およびＶ：0.5％を含み、さらにNi：0.05〜
1.65％とCr：1.21〜7.9％とを種々に変化させて含
有する鋼塊を900℃×15hr加熱後大気中で冷却し
たそれぞれの供試材について第２図に示したとこ
ろに従いノツチ状スケールを測定し、この測定結
果をCr／Niの比に対応して示したものである。同図から、Cr／Ni≧10とすればノツチ状スケ
ールの長さを10μm以下に抑えることができ、す
なわちノツチ状スケールの生成をほぼ抑制でき、
熱疲労特性を良好に保ち得る。なお、この発明に従う鋼は転炉又は電気炉で溶
製し、ついで造塊又は連続鋳造により鋼塊又はス
ラブを製造し、鍛造又は圧延後、焼ならし−焼も
どし−焼入れ−焼もどしを含む熱処理を施したの
ち、機械加工により所定の形状に加工し、実機使
用に供することができる。（実施例）表１に示す各成分組成になる鋼を転炉にて溶製
し、造塊後450mm角の形状に鍛造し、焼入れ焼も
どしの熱処理を施したのち所定の寸法のプレス金
型に仕上げ、実機試験に供した。950℃×15hrの
熱処理後のノツチ状スケール長さおよび実機試験
における割れ深さを、表１に併記する。

【表】（発明の効果）この発明によれば、従来の熱間金型用鋼に不足
していた耐熱疲労特性の向上を達成でき、したが
つて連続幅プレスに有利に適合するプレス金型の
提供を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はCr含有率と酸化減量との関係を示す
グラフ、第２図はノツチ状スケールの説明図、第
３図はCr／Niとノツチ状スケール長さとの関係
を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】１Ｃ：0.10〜0.38wt％未満、 Si：0.10〜2.0wt％、 Mn：0.10〜2.0wt％、 Mo：0.50〜3.0wt％およびＶ：0.50〜0.80wt％を含み、さらに Cr：3.0〜8.0wt％と Ni：0.05〜0.50wt％とをCr／Ni≧10において含有し、残部Feおよび不
可避不純物よりなる連続幅プレス金型用鋼。