具有出色的韧性和热导率的热加工工具钢的制作方法

专利名称：具有出色的韧性和热导率的热加工工具钢的制作方法
技术领域：
本发明涉及热加工工具钢，其具有非常高的热导率和低缺口敏感性，提供出色的对热疲劳和热冲击的耐受性。该钢还表现出非常高的淬透性。概述很多生产过程所使用的热加工工具钢经常经受高热-机械负荷。这些负荷经常导致热冲击或热疲劳。对于这些工具的大部分，主要的损伤机制包括热疲劳和/或热冲击，通常与一些其它的退化机制相结合，最相关的有，如机械疲劳、磨损(磨料、粘结剂、腐蚀或者甚至空化)、断裂、凹陷或其它方式的塑性变形。在除上面提到的工具之外的很多其它应用中，所使用的材料也需要高耐热疲劳性，通常还结合有对于其它损伤机制的耐受性。热冲击和热疲劳在很多没有实现稳定传导状态的应用中由于暴露时间短或有限能量来源量导致温度衰减而产生的热梯度而引起，工具材料中热梯度的大小也是其热导率的函数(反比例关系适用于毕奥数足够小的所有情况)。在这种情况下，对于带有给定热通量密度的给定应用，带有更高热导率的材料经受更低的表面负荷，因为所产生的热梯度更低。传统上对于热疲劳是主要损伤机制的很多应用，如在高压模铸的很多情况下，为了评价不同的工具材料最广泛使用的韧性测试是V形缺口样品弹性试验(CVN-却贝V形缺口)。也可以使用其它测量方法，并且其对于一些应用甚至是更具代表性的，如断裂韧性或屈服变形，断裂变形等。可以将该测量与相关于机械耐受性的测量(如屈服应力、机械耐受性或疲劳极限)、相关于磨损的测量(通常为在一些摩擦测试中的K重量损失)一起用作材料性能的指标，以用于在不同工具候选材料之间比较的目的。因此对于给定的应用比较不同材料的理论耐受性的钢材优质值可以是Me. Nr = CVN · k/ (Ε · α )其中CVN-却贝V形缺口k-热导率E-弹性模量α-热膨胀系数在大部分科技文献中用加工温度下的Kre、耐机械疲劳性或者屈服强度代替CVN术语。但是上面给出的钢材优质值的实例，被业界专家认为是其中最直观的之一。那么显然为了提高耐热疲劳性，应该努力同时提高热导率、韧性并降低弹性模量和热膨胀系数。对于很多应用，会使用较厚的工具，并且如果为了承受热处理而需要足够的机械耐受性，那么还需要好的淬透性。因为相比带有回火贝氏体微组织，带有回火马氏体微组织更容易获得更高的韧性，因此淬透性对于热加工工具钢也是非常有意义的。因此带有更高的淬透性所需要的淬硬冷却的剧烈程度就越低。剧烈的冷却是更困难的，并且因此实现剧烈冷却是昂贵的，并且因为所构造的工具和部件的形状通常是复杂的，剧烈冷却会导致热处理部件的开裂。
耐磨性和机械耐受性通常与韧性成反比。所以在耐磨性和耐热疲劳性上同时实现提高并不简单。热导率通过使得能够大幅增加耐热疲劳性从而对这方面有所帮助，即使会稍微降低CVN以增加耐磨性或机械耐受性。对于热加工工具钢，存在很多其它性质(它们如果不是必须的也是所希望的)，这些性质不一定对于工具或部件寿命具有影响，而是会对其制造成本有影响，如一般的易于机械加工、可焊接性或可修补性、对于涂层所提供的支撑、成本等。在本发明中，开发了一系列带有提高的耐热疲劳和热冲击性的工具材料，所述工具材料还可以结合有更好的机械破裂或磨损耐受性。那些钢相对于其它现有带有高热导率的高机械特性工具钢(W0/2008/017341)还表现出提高了的淬透性和CVN。本发明人发现，通过应用特定组成规则以及在以下组成范围内的热-机械处理， 可以解决同时获得高热导率、淬透性、韧性和机械特性的难题% Ceq = 0. 20-1. 2% C ==0. 20-1. 2% N ==0-1% B ==0-1
% Cr < 1, 5% Ni=1，0-9% Si< 0，4% Mn=0-
% Al = 0-2. 5% Mo=0-10% W ==0-15% Ti=0-
% Ta = 0-3% Zr=0-3% Hf=0-3，% V =0-4
% Nb = 0-3% Cu=0-4% Co=0-6，% S =0-1
% Se = 0-1% Te=0-1% Bi=0-1% As=0-
% Sb = 0-1% Ca=0-1，余量由铁和不可避免的杂质构成，其中% Ceq = % C+0. 86*% N+1. 2*% B,其特征在于% Mo+1/2 · % W > 1, 2可以对％ Si和％ Cr进一步限制，热导率更好，但是该方案变得更昂贵(以及可能与特定应用有关的一些性质，并且从而对于那些应用需要将它们维持，可能随着那些元素降低至一定量以下而变差，例如，如果使用了太少的Al、Ti、Si (以及任意其它脱氧剂)，韧性由于所留下的氧化物夹杂物就是这样，或者如果％ Cr或％ Si过低，某些耐腐蚀性的情况也是这样)，因此，通常要在成本增加、韧性降低、耐腐蚀性或者其它与特定应用相关的特性与更高热导率的益处之间达成折中。仅当％ Si和％ Cr的量低于0，时可以获得最高的热导率，并且如果低于0，05%，热导率甚至更好。除了 ％C、%Μο, %Ψ、以外，所有其它元素的量需要尽可能的低(低于0，05在技术上对于大多数应用可以承担的成本是可行的，当然实现低于0，1成本更低)。对于数个与韧性特别相关的应用，必须采用较低的％ Si限制量(对于全部铁脱氧元素的热导率的害处较小)，并且因此放弃了一定热导率，以便确保夹杂物的量不会过高。取决于所使用的％ C、％ Mo和％ W的量，淬透性可以是足够的，尤其是在珠光体区中。为增加贝氏区中的淬透性，Ni是可以使用的最佳元素(除了上述之外，所需要的量也是某些其它合金元素的量如％ Cr、％Mn等的函数)。为获得所需的机械性能所使用的％ Mo、％ W和％ C的量必须彼此平衡以获得高热导率，以便留在基体内的固溶体中的这些元素尽可能的少。以上这些也适用于所有可用于获得特定摩擦响应的其它碳化物构成成分(如％ V、% Zr, % Hf, % Ta等)。在本文的全文中，术语碳化物是指初级和次级碳化物两者。
通常，如果为了耐受机械凝固(solicitations)需要回火马氏体或回火贝氏体微组织，遵守下列合金化规则(最小化固溶体中的％ C)适宜获得高热导率。如果使用强碳化物构成成分(如Hf、Zr或Ta，并且甚至是Nb)，必须修正该式0，03 < xCeq-AC · [xMo/ (3 · AMo) +xff/ (3 · AW) +xV/AV] > 0，165其中xCeq-碳的重量％;xMo-钼的重量％;xW_钨的重量％;xV-钒的重量％;AC-碳原子质量(12，0107u)；AMo-钼原子质量(95，94u)；Aff-钨原子质量(183，84u)；AV-钒原子质量(50，9415u)。为了进一步提高热导率，更适宜的是0，05 < xCeq-AC · [xMo/ (3 · AMo) +xff/ (3 · AW) +xV/AV] > 0，158并且更优选0，09 < xCeq-AC · [xMo/ (3 · AMo) +xff/ (3 · AW) +xV/AV] > 0，15为修正其它强碳化物构成成分的存在，必须在该式中增加每种类型的强碳化物构成成分的额外的项-AOxM/ (R*AM)其中xM-碳化物构成成分的重量％ ；AC-碳原子质量(12，0107u)；R-按每单位碳化物计的碳化物构成成分的单位数(即，如果碳化物类型为MC,则为1，如果碳化物类型为M23C7，则为23/7，...)。AM-碳化物构成成分原子质量(？？？ U);如果包括非金属部分(％ C、％ B和％ N)的陶瓷加强粒子组成元素确实被驱动变成碳化物(备选地氮化物、硼化物或介于其间的化合物)，该平衡提供出色的热导率。因此必须施加适当的热处理。该热处理将具有以下阶段大部分元素进入溶体(在足够高的温度下奥氏体化，一般高于1040°C并且通常高于1080°C )，之后将进行淬火，其剧烈程度主要由所需的机械性能决定，但是应该避免稳定微组织，因为它们包含带有大量％ C的相以及固溶体形式的碳化物构成成分。亚稳微组织本身甚至更糟，因为微组织中的由碳所引起的变形更大，并且从而热导率更低，但是一旦当碳化物构成成分本身在所需位置的时候，这些亚稳组织就松弛。所以在这种情况下回火马氏体和回火贝氏体将是要寻求的微组织。一般地可以说，因为对于基体电子热导率的影响过高，为追求特定性质所使用的 Mn和Si含量越高，所使用的％ Ni应该越低。可以将这一点粗略地表示为% Ni+9*% Mn+5*% Si < 9或者当可以将上限减少至8重量％时更好。可以使用可切削性增强剂如S、As、Te、Bi或者甚至是此。其中最常用的是硫，硫在通常用于增强可切削性的量上，对基体的热导率具有相对低的负面影响，但是硫的存在必须与Mn的存在很好地平衡，以尝试使其全部为对于韧性损害较小的球形二硫化锰形式， 并且如果要最大化热导率，在固溶体中残留的这两种元素应尽可能少。如上所述，由于工艺限制在钢中实现特定元素的低量是昂贵的。例如，被认为没有 Cr的钢(公称组成中0% Cr)，尤其是如果它是合金品质的工具钢，将很可能实际上具有％ Cr > 0，3%。在组成中未提及％ Cr意味着它不被认为是重要的，而不是它不存在。因为至少可以通过使用精炼方法如ESR减少含量，％ Si的情况略有不同，但是归因于加工窗口小，它在技术上是十分困难的(并且因而是昂贵的，并且因此仅当存在优先目的时将被进行)以将％ Si降低至0，2%之下，并且同时获得低量的夹杂物(尤其是氧化物)。所有根据公称组成范围可以具有高热导率的现有工具钢，因为以下两个主要原因而未具有高热导率-% C的比例与碳化物构成成分的比例没有很好的平衡以最小化金属基体中的固溶体，尤其是％ C的比例。通常因为有意使用固溶体以增加机械耐受性而会这样。-% Si和％ Cr的量可以是，例如，％ Cr < 1 (或者甚至没有提及％ Cr，这种情况通常被错误地认为它为0% )和％ Si < 0，4，这意味着它们终止于％ Cr > 0，3和％ Si > 0，25。这也适用于对基体传导性有强影响的所有痕量元素，并且更适用于在碳化物中具有高溶解度以及具有较大组织变形可能性的那些。通常除了 ％ Ni以及在一些情况下％ Mn以外，基体内的溶体中其它元素不适宜超过0，5%。优选该量不应超过0，2%。如果对于给定应用最大化热导率是主要目标的话，那么在基体中的溶体中除了 ％ Ni以及在一些情况下％ C和％Mn以外的任意元素不应该超过0，1 %或者甚至最好不超过0，05%。发明详述对于热加工工具钢，韧性是最重要特性之一，尤其是缺口敏感耐受性和断裂韧性。 与一旦提供了足够的韧性以避免裂纹或切屑，额外的韧性对于工具寿命不带来任何增加的冷加工应用不同，在热疲劳是相关损伤机制的热加工应用中，工具寿命与韧性(缺口敏感性和断裂韧性两者)成正比。另一个重要机械特性是工作温度下的屈服强度(因为屈服强度随温度升高而降低)，并且对于一些应用甚至是抗蠕变性。机械耐受性和韧性倾向于成反比，但是不同的微组织获得不同的关系，换言之在给定温度下对于相同的屈服应力可以获得的不同韧性量是微组织的函数。在这方面众所周知，对于大多数热加工工具钢，纯回火马氏体微组织是提供机械性能的最好折中的微组织。这意味着重要的是在热处理过程中奥氏体化之后的冷却过程中避免其它微组织如稳态铁素体-珠光体或亚稳态贝氏体的形成。因此将需要快的冷却速率，或者当需要更大的淬透性时，应该使用延迟那些更稳定组织的形成动力学的某些合金化元素，并且在所有可能的备选中应该使用在热导率上带有最小负面影响的那些。提供高温下的耐磨性和高屈服强度同时获得高热导率的一个策略是使用高电子密度Mfe3C次级碳化物并且有时甚至是初级碳化物(为了提高热导率，M仅应为Mo或W)。 存在带有相当高的电子密度的并且倾向于固化时带有较少组织缺陷的一些其它(Mo、W、Fe) 碳化物。相比例如Cr和V，一些元素如&以及在更小的程度上Hf和Ta可以溶入该碳化物，而对于组织规则性有害影响更少，并且从而对载流子的散布并且因此对传导率的影响更小，并且由于它们对C的高亲和性它们也倾向于形成分离的MC碳化物。通常希望主要具有(Mo、W、Fe)碳化物(这里当然部分％ C可以被％ N或％ B代替)，通常高于这种碳化物的60%并且最佳地高于80%或者甚至90%。几乎没有溶解的其它金属元素(显然在碳化物的情况下那些金属元素将通常是过渡元素)可以存在于碳化物中，但是适宜的是对其进行限制以保证高声子传导率。一般除了 Fe、Mo和W以外，没有其它金属元素超过碳化物的金属元素重量百分比的20%。优选不应多于10%或者甚至更优选5%。通常会出现这种情况，因为即使对于快速凝固动力学它们也倾向于形成带有极低凝固缺陷密度的组织(从而较少的引起载流子散布的结构元素)。在这种情况下由Mo和W提供了对于形成稳定组织 (珠光体和铁素体)的足够障碍，但是贝氏体的形成很快发生。对于某些钢，可以通过以下方式获得超贝氏体组织实施在于合金化元素的完全溶体化的马氏体等温淬火型热处理， 并且之后快速冷却至下贝氏体形成范围内的特定温度(以避免铁素体的形成)，并长时间保持该温度以获得100%贝氏体组织。对于大部分钢，需要纯马氏体组织，并且从而必须将某些元素添加至该体系中以延迟贝氏体转变，因为Mo和W在这方面极为无效。通常针对该目的使用Cr，但是它对于该体系的热导率具有极其负面的影响，因为它溶入Mfe3C碳化物中并导致很大的变形，所以更优的是使用不会溶入碳化物中的元素。这些元素将降低基体传导率并且因此应使用带有最小负面影响的那些。那么自然候选者是Ni，但是也可以平行地使用一些其它的元素。一般在3%至4%之间将足以获得所需的淬硬性并且在不过分妨碍传导性的情况下有助于增加韧性。对于一些应用，更少的％ Ni也带来所需的效果，尤其是如果％ Mn和％ Si略高，或者将使用更小的部分。所以对于一些应用，2%至3%或者甚至至3% Ni可能就足够了。最后，在CVN优先以最大化热导率的一些应用中，将使用更高的％ Ni含量，通常至多5，5 %，并且特殊情况下至多9%。使用％ Ni的一个另外的益处是它在该浓度量下对于这种钢倾向于降低热膨胀系数，结果有益于热疲劳(更高的钢材优质值)。仅使用％ Mo —定程度上对热导率有益，但是具有提供更高热膨胀系数的缺点，并且从而降低整体耐热疲劳性。通常优选的是Mo为W的1，2至3倍，但不是没有W。例外是仅将热导率与韧性一起最大化，但是不特别要求耐热疲劳性的应用。当保留在MoxW3_xFi53C碳化物体系中并且保持Cr的量尽可能低时，平衡％ W、% Mo 和％ C的含量的一种优选方式是遵守以下合金化规则% Ceq = 0, 3+(% Moeq-4) · 0，04173其中Moe(1= % Mo+1/2% W。在得自上式的％ C^1为了优化某些机械或摩擦学特性同时保持所需的高热导率所允许的变化为最优-0，03/+0,01；优选-0，05/+0,03容许-0，1/+0,06可以将合金化规则以更适合于不同％ C合金并且从而适合于不同应用的方式重新列出% Ceq (初步)=% Moeq · 0，04173其中Moe(1= % Mo+1/2% W。并且，那么，
如果% Ceq (初步)< =0，3 则 % Ceq (最终)=<% Ceq (初步)+K1如果% Ceq (初步)> 0，3 则 % Ceq (最终)=<% Ceq (初步)+K2其中&和1(2被选择为最优=Kl在
之内；并且 K2 在
之内优选=Kl在
之内；并且 K2 在
之内容许=Kl在
之内；并且 K2 在
之内在这种情况下，高于0，25%的％ C对于避免铁素体或珠光体形成的淬硬性是好的。但是如果要避免贝氏体形成，通常需要超过3%的量的Ni。可以使用其它强化机制，以寻求某些特定机械性质组合，或者对于由加工环境引起的退化的耐受性。总是会试图将所需的特性最大化同时对于热导率具有最小可能性的负面影响。可以使用带有Cu、Mn、Ni、C0、Si等(包括带有较低碳亲和性的某些碳化物构成成分如Cr)的固溶体和间隙固溶体(主要是C、N和B)。对于该目的也可以使用带有金属互化物组成如Ni3Mo、NiAl、Ni3Ti等的沉淀(并且因此除Ni和Mo以外，可以以较少的量添加元素Al、Ti，尤其是溶于M3Fe3C碳化物中的Ti)。并且最后也可以使用其它类型的碳化物，但是通常保持高热导率水平困难得多，除非碳化物形成物对于碳具有非常高的亲和力，如Hf、 Zr以及甚至是Ta就是这种情况。通常使用Nb和V以降低获得特定摩擦的成本，但是它们对于热导率具有很强的影响，所以仅当成本是重要因素时才使用它们，并且以更小的量使用。这些元素的某些当溶解在M3Fe3C碳化物中时也不是那么有害，对于ττ尤其是这样的情况，而对于Hf和I1a,程度更小。当按重量％计量数量时，所使用的元素的量无论大还是小都与所形成的碳化物的原子质量和类型有关。作为实例，2%V比多得多。V倾向于形成MC型的碳化物，除非它进入与其它存在的碳化物的溶体中。所以形成一个单位的碳化物仅需要一个单位的V， 并且其原子质量为50. 9415。W倾向于在热加工工具钢中形成M3i^e3C型碳化物。所以形成一个单位的碳化物需要三个单位的W，并且其原子质量为183.85。因此用2% V可以形成比用4% W可以形成的碳化物多5，4倍单位的碳化物。在开发出高热导率工具钢(W0/2008/017341)以前，所知道的增加工具钢的热导率的唯一方式为保持低合金化并且从而有着较差的机械特性，尤其是在高温下。在长时间暴露至600°C以上之后能够达到超过42HRC的热加工工具钢被认为具有30W/mK的热导率上限和8mm2/S的热扩散系数上限。本发明的工具钢在具有那些机械性能和良好的淬透性的同时，表现出超过8mm2/s的热扩散系数，并且通常超过llmm2/S。选择热扩散系数作为相应的热性能，因为它容易精确测量，并且因为大多数工具在周期性过程中应用，那么热扩散系数甚至比热导率对于性能评价更相关。可以通过任何冶金路线制造本发明的工具钢，最常见的是砂型铸造、精细铸造、 连续铸造、电炉熔炼、真空感应熔炼。也可以使用粉末冶金方法，所述方法包括任意类型的雾化和随后的压块方法，例如HIP、CIP、冷或热压、烧结、热喷雾或镀覆等。可以直接获得带有所需形状的合金，或者进一步将其通过冶金方法改进。可以使用任何精炼冶金方法如 ESR、A0D、VAR等，通常将使用锻造或轧制，甚至是块体的三维锻造以提高韧性。可以作为棒材、线材或在焊接过程中作为焊接合金使用的粉末获得本发明的工具钢。甚至可以通过以下方式构造模通过使用低成本铸造合金并且通过用本发明的钢制成的棒材或线材焊接，或者甚至通过使用由本发明的钢制成的粉末的激光、等离子体或电子束焊接，以将本发明的钢提供至模的关键部位上。也可以和任何热喷射技术一起使用本发明的工具钢以将其提供至另一种材料的表面的一部分。也可以将本发明的工具钢用于以下结构经受很大热机械负荷的部件，或者主要地任何倾向于由于热疲劳而损坏，或者带有高韧性需求并且受益于高热导率的部件。益处来源于快速热传递或者更低的加工温度。作为实例用于内燃机的部件(如发动机挡圈)、 反应器(同样在化学工业中)、热交换装置、发电机或者一般任何用于能量传递的机械；用于金属的锻造(开式模或闭式模中)、挤出、轧制、铸造和制卷(tixo-forming)中的模；用于热塑性和热固性材料两者的所有形式的塑性成形的模；一般而言任何可以受益于提高的耐热疲劳性的模、工具或部件；以及同样受益于改善的热处理的模、工具或部件，如用于释放大量能量(如不锈钢)或者处于高温下(热切割、模压淬火)的材料的形成或切割的模就是这种情况。
实施例提供如何可以对于不同类型的热加工应用更精确地指定本发明的钢组成的一些实施例实施例1用于带有相当大壁厚的重件铝模铸造，在这种情况下需要尽可能高的热导率，但是需要带有纯马氏体微组织的非常高的淬透性，并且缺口敏感性应尽可能低，并且断裂韧性应尽可能高。该溶体在带有非常好的淬透性的情况下最大化耐热疲劳性，因为用热加工工具钢构成的模或部件通常具有非常重的部分。在这种情况下可以使用以下组成范围Ceq 0. 3-0. 34Cr < 0，1 (优选％ Cr < 0，05% )Ni :3. 0-3. 6Si :< 0，15 (优选％ Si < 0，1但是带有可接受量的氧化物夹杂物)Mn < 0, 2 Moeq 3，5-4, 5其中Moetl = % Mo+1/2% W所有其它元素应保持尽可能低并且在任何情况下在0，之下。所有值以重量％计。用两个实例显示了可以达到的相应的性能
权利要求
1. 一种钢，特别是热加工工具钢，其具有以下所有百分比为重量百分比的组成% Ceq = 0. 20-1. 2% C ==0. 20-1. 2% N ==0-1% B ==0-1% Cr < 1, 5% Ni=1，0-9% Si< 0，4% Mn=0-% Al = 0-2. 5% Mo=0-10% W ==0-15% Ti=0-% Ta = 0-3% Zr=0-3% Hf=0-3，% V =0-4% Nb = 0-3% Cu=0-4% Co=0-6，% S =0-1% Se = 0-1% Te=0-1% Bi=0-1% As=0-% Sb = 0-1% Ca=0-1，余量由铁和不可避免的杂质构成，其中 % Ceq= % C+0. 86*% N+1. 2*% B, 其特征在于， % Mo+1/2 · % W > 1，2。
2.根据权利要求1所述的钢，其中至少80重量％的碳化物为主要的Fe、Mo或W单独或组合的碳化物。
3.根据权利要求2所述的钢，其中没有其它一种金属元素以高于10重量％的浓度存在于所述i^e、Mo和/或W碳化物内部的固溶体中。
4.根据权利要求2或3中的任一项所述的钢，其中所述碳化物中的％C至少部分地被％ N*/或％ B代替。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的钢，其中除％Ni和/或％ Mn以外，没有一种存在于包埋所述碳化物的狗金属基体内部的固溶体中的元素的浓度高于0. 5%。
6.根据权利要求1至4中的任一项所述的钢，其中除％Ni以外，没有一种存在于包埋所述碳化物的狗金属基体内部的固溶体中的元素的浓度高于0. 1%。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的钢，其特征在于0，03 < XCeq-AC · [xMo/ (3 · AMo) +xff/ (3 · AW) +xV/AV] > 0，165 其中XCetl-碳的重量百分比； xMo-钼的重量百分比； xW-钨的重量百分比； xV-钒的重量百分比； AC-碳原子质量(12，0107u)； AMo-钼原子质量(95，94u)； Aff-钨原子质量(183，84u)； AV-钒原子质量(50，9415u)。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的钢，其中 % Ni+9*% Mn+5*% Si < 8。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的钢，其中% Ceq = 0. 26-0. 55，% C = 0. 20-0. 55，% N = 0-0. 6 并且 ％ B = 0-0. 45。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的钢，其中 % Cr < 0. 2, % Si < 0. 2 并且％ Ni > 2. 99。
11.根据权利要求1至10中的任-
12.根据权利要求1至11中的任-
13.根据权利要求1至12中的任--项所述的钢，其中％ Cr < 0. 1。 -项所述的钢，其中％ Si < 0. 1。 1 页所述的钢，其中％ Cr < 0. 05并且％ Si <0. 05ε
14.根据权利要求1至13中的任一项所述的钢，其中％Mo = 2-10， 其特征在于，3 <% Mo+1/2 · % W < Il0
15.根据权利要求1至14中的任--项所述的钢，其中% Cpn = 0. 26-0. 4 % C = 0. 26-0. 4% Ni = 2. 99-6% Cr < 0. 5 % W = 0-5。
16.根据权利要求1至15中的任一项所述的钢，其中 % Cpn = 0. 28-0. 36 % C = 0. 28-0. 36 % N = 0-0. 4% N = 0-0. 45 % B = 0-0. 3 % Si < 0. 3 % Mo = 2. 5-8% Ni = 2. 99-5% Si < 0. 25% B = 0-0. 25 % Mo = 3-6. 5% Cr < 0. 3 % W = 1-4。
17.根据权利要求1至16中的任一项所述的钢，其特征在于 xCeq* (xMo+0, 5*xW) / (xCr+xV+xNb) > 8其中XCetl-碳的重量百分比； χΜο-钼的重量百分比； xW-钨的重量百分比； xV-钒的重量百分比； xNb-铌的重量百分比；其中，即使以低于0，05%的浓度存在，xCr, xV和xNb也是实际的重量百分比。
18.一种模、工具或部件，所述模、工具或部件包含至少一种根据权利要求1至17中的任一项所述的钢。
全文摘要
本发明开发了一种带有优异热扩散系数、韧性(断裂韧性和缺口敏感弹性CVN-却贝V形缺口两者)和淬透性的热加工工具钢。尽管有高热导率，但是因为本发明的工具钢表现出高合金化水平，因此它在室温和高温(高于600℃)下的机械耐受性和屈服强度也很高。在给定的优异的耐热疲劳性和热冲击下，对于很多同时需要耐热裂性和耐磨性的应用，如一些锻造和模铸用模的某些部件的情况，可以大幅增加耐磨性。
文档编号C22C38/44GK102369304SQ201080014370
公开日2012年3月7日 申请日期2010年3月12日 优先权日2009年4月1日
发明者艾萨克·巴尔斯盎格鲁斯 申请人:罗瓦玛股份公司, 艾萨克·巴尔斯盎格鲁斯