长寿命模具钢和使用该模具钢的模具专利检索- ..连杆专利检索查询-专利查询网

长寿命模具钢和使用该模具钢的模具
申请号	CN201610847747.X	申请日	2016-09-23	公开(公告)号	CN107164702A	公开(公告)日	2017-09-15
申请人	现代自动车株式会社;			发明人	徐东林;
摘要	本发明提供用于模具的合金钢以及使用该合金钢的模具。该用于模具的钢包括作为主要组分的铁 (Fe)，基于模具钢的总重量约为0.35～0.45wt％的碳 (C)，约为0.80～1.20wt％的硅 (Si)，约为0.20～0.50wt％的锰(Mn)，约为6.00～8.00wt％的铬(Cr)，约为1.50～3.00wt％的钼(Mo)，以及约为0.80～1.20wt％的钒 (V)。本发明的模具具有在高温下改进了的物理性质和延长了的寿命。
权利要求	1.一种用于模具的合金钢，包括： 0.35～0.45wt％的碳(C)， 0.80～1.20wt％的硅(Si)， 0.20～0.50wt％的锰(Mn)， 6.00～8.00wt％的铬(Cr)， 1.50～3.00wt％的钼(Mo)， 0.80～1.20wt％的钒(V)，以及构成所述合金钢的其余部分的铁(Fe)，所有的重量百分比wt％都是基于所述合金钢的总重量而得到。 2.根据权利要求1所述的合金钢，还包括铌(Nb)。 3.根据权利要求2所述的合金钢，其中所述铌(Nb)的含量为基于所述合金钢的总重量的0.05～0.10wt％。 4.根据权利要求1所述的合金钢，还包括钨(W)。 5.根据权利要求4所述的合金钢，其中所述钨(W)的含量是基于所述合金钢的总重量的 0.10～1.00wt％。 6.根据权利要求1所述的合金钢，还包括铌(Nb)和钨(W)。 7.根据权利要求6所述的合金钢，其中所述铌(Nb)的含量为基于所述合金钢的总重量的0.05～0.10wt％，并且所述钨(W)的含量为基于所述合金钢的总重量的0.10～1.00wt％。 8.根据权利要求1所述的合金钢，其基本上由如下成分构成： 0.35～0.45wt％的碳(C)， 0.80～1.20wt％的硅(Si)， 0.20～0.50wt％的锰(Mn)， 6.00～8.00wt％的铬(Cr)， 1.50～3.00wt％的钼(Mo)， 0.80～1.20wt％的钒(V)，以及构成所述合金钢的其余部分的铁(Fe)，所有的重量百分比wt％都是基于所述合金钢的总重量而得到。 9.根据权利要求1所述的合金钢，其基本上由如下成分构成： 0.35～0.45wt％的碳(C)， 0.80～1.20wt％的硅(Si)， 0.20～0.50wt％的锰(Mn)， 6.00～8.00wt％的铬(Cr)， 1.50～3.00wt％的钼(Mo)， 0.80～1.20wt％的钒(V)， 0.05～0.10wt％的铌(Nb)，以及构成所述合金钢的其余部分的铁(Fe)，所有的重量百分比wt％都是基于所述合金钢的总重量而得到。 10.根据权利要求1所述的合金钢，其基本上由如下成分构成： 0.35～0.45wt％的碳(C)， 0.80～1.20wt％的硅(Si)， 0.20～0.50wt％的锰(Mn)， 6.00～8.00wt％的铬(Cr)， 1.50～3.00wt％的钼(Mo)， 0.80～1.20wt％的钒(V)， 0.10～1.00wt％的钨(W)，以及构成所述合金钢的其余部分的铁(Fe)，所有的重量百分比wt％都是基于所述合金钢的总重量而得到。 11.根据权利要求1所述的合金钢，其基本上由如下成分构成： 0.35～0.45wt％的碳(C)， 0.80～1.20wt％的硅(Si)， 0.20～0.50wt％的锰(Mn)， 6.00～8.00wt％的铬(Cr)， 1.50～3.00wt％的钼(Mo)， 0.80～1.20wt％的钒(V)， 0.05～0.10wt％的铌(Nb)， 0.10～1.00wt％的钨(W)，以及构成所述合金钢的其余部分的铁(Fe)，所有的重量百分比wt％都是基于所述合金钢的总重量而得到。 12.一种包括权利要求1的合金钢的模具。
说明书全文	长寿命模具钢和使用该模具钢的模具 [0001] 相关申请的交叉参考 [0002] 本申请根据35U.S.C.§119要求2016年3月8日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2016-0027705的优先权，其公开的全部内容以引用方式并入本申请。技术领域 [0003] 本发明涉及具有在高温下改进的物理性质和延长的寿命的、用于模具的合金钢，以及使用该合金钢的模具。特别地，该合金钢可包括钼、钨以及铌。背景技术 [0004] 近来，随着全球环境问题的不断涌现，整个工业界一直在寻求减少燃料以解决这些问题的方法。其中，车辆工业一直在开发各种环保车辆，旨在将二氧化碳的排放量减少至约95g/km，其是按照欧洲法规到2021年达到当前水平的约27％的水平。此外，车辆制造商都在致力于开发小型化和提高燃料效率的技术，以便符合标准，例如，由美国公司平均燃油经济性标准(CAFé)设置的2025年前达到的54.5mpg(23.2km/l)。 [0005] 为了实现燃料消耗的降低，已经由车辆工业部门提出了诸如在车辆发动机效率上的改进和在车辆重量上的减少的二个解决方案。在车辆重量上的减少可以提高车辆的燃料效率。然而，当车辆的重量减小时，可以提高应用于车辆的合金钢的强度，并且其结果是，会减少制造车辆的模具的寿命。因此，车辆工业已经有了解决这个问题的目标。 [0006] 最近，当进一步考查该主题时，已经出现了为降低车辆重量而增加部件强度导致的施加在模具上的载荷相应增加的问题，以及车辆工业中改进生产率的问题。最近，从一个模具生产的部件数量已经增加，以增加通过模具生产产品的生产率。例如，图1示出了根据相关技术的模具腔体中的变化。如图1所示，不同于来自包括一个腔模1的模具(即，包括一个腔体的模具)的一个部件的生产，两腔模具3(即，在一个模具中包括两个腔体的两个部件)最近已经被制造。此外，由于车辆重量的减少，部件的强度可能增加。图2示出了根据相关技术的锻造模具的破损。如图2所示，由于R发动机连杆可应用为高强度材料，相比于相关技术中的35K的典型强度，强度可增加到约50K。当制造R发动机连杆时，施加在模具上的载荷增加，并且因此模具可能会受损。由于上述的事实，在高温下由锻造载荷上的增加引起的模具材料的物理性质上的改进最近成为车辆工业中的主要议题。发明内容 [0007] 本发明提供在高温下具有改进的物理性质和延长寿命的合金钢，以及使用该合金钢的模具。 [0008] 此外，合金钢即合金钢组分可包括钼、钨和/或铌，以提供高温下提高的强度、增强的抗回火软化性(temper softening resistance)、增强的热耐磨性(hot abrasion resistance)以及提高的韧性。 [0009] 本发明旨在解决的技术问题并不限于上面已经提到的技术问题，并且对本领域的普通技术人员而言，还未提到的其它技术问题将可从本发明的描述中清楚地理解。 [0010] 本发明的示例性实施例提供合金钢，其可包括基于合金钢的总重量约为0.35～0.45wt％的碳(C)，约为0.80～1.20wt％的硅(Si)，约为0.20～0.50wt％的Mn)，约为6.00～ 8.00wt％的铬(Cr)，约为1.50～3.00wt％的钼(Mo)，约为0.80～1.20wt％的钒(V)，以及构成合金钢的其余部分的铁(Fe)。 [0011] 除非另有指出，组分的wt％是基于合金钢的总重量而得到。 [0012] 优选地，合金钢可进一步包括铌(Nb)。铌(Nb)的适当含量是基于合金钢的总重量的约0.05～0.10wt％。 [0013] 优选地，合金钢可进一步包括钨(W)。钨(W)的适当含量是基于合金钢的总重量的约0.10～1.00wt％。 [0014] 优选地，合金钢可进一步包括铌(Nb)和钨(W)。铌(Nb)的适当含量为基于合金钢的总重量的约0.05～0.10wt％，并且钨(W)的含量可以是基于合金钢的总重量的0.10～1.00wt％。 [0015] 进一步提供的是由如上所述的组分组成、或可基本上由上述组分组成的合金钢。例如，合金钢组分由如下组分组成或可基本上由如下组分组成：基于合金钢的总重量约为 0.35～0.45wt％的碳(C)，约为0.80～1.20wt％的硅(Si)，约为0.20～0.50wt％的锰(Mn)，约为6.00～8.00wt％的铬(Cr)，约为1.50～3.00wt％的钼(Mo)，约为0.80～1.20wt％的钒(V)，以及构成合金钢的其余部分的铁(Fe)。 [0016] 合金钢由如下组分组成或可基本上由如下组分组成：基于合金钢的总重量约为0.35～0.45wt％的碳(C)，约为0.80～1.20wt％的硅(Si)，约为0.20～0.50wt％的锰(Mn)，约为6.00～8.00wt％的铬(Cr)，约为1.50～3.00wt％的钼(Mo)，约为0.80～1.20wt％的钒(V)，约为0.05～0.10wt％的铌(Nb)，以及构成合金钢的其余部分的铁(Fe)。 [0017] 此外，合金钢由如下组分组成或可基本上由如下组分组成：基于合金钢的总重量约为0.35～0.45wt％的碳(C)，约为0.80～1.20wt％的硅(Si)，约为0.20～0.50wt％的锰(Mn)，约为6.00～8.00wt％的铬(Cr)，约为1.50～3.00wt％的钼(Mo)，约为0.80～1.20wt％的钒(V)，约为0.10～1.00wt％的钨(W)，以及构成合金钢的其余部分的铁(Fe)。 [0018] 此外，合金钢由如下组分组成或可基本上由如下组分组成：基于合金钢的总重量约为0.35～0.45wt％的碳(C)，约为0.80～1.20wt％的硅(Si)，约为0.20～0.50wt％的锰(Mn)，约为6.00～8.00wt％的铬(Cr)，约为1.50～3.00wt％的钼(Mo)，约为0.80～1.20wt％的钒(V)，约为0.05～0.10wt％的铌(Nb)，约为0.10～1.00wt％的钨(W)，以及构成合金钢的其余部分的铁(Fe)。 [0019] 本发明的另一个示例性实施例提供包括在此描述的合金钢组分的模具。通过使用本发明的合金钢，模具可具有提高的寿命和延长的寿命。 [0020] 此外，根据本发明的长寿命合金模具钢而特别包括钼、钨和/或铌的合金钢可提供在高温下提高的强度、增强的抗回火软化、增强的热耐磨性以及提高的韧性。附图说明 [0021] 图1示出根据相关技术的模具腔体中的变化。 [0022] 图2示出根据相关技术的锻造模具的破损。 [0023] 图3是根据本发明的示例性实施例示出用于示例性模具的示例性钢的碳化钼。 [0024] 图4是根据本发明的示例性实施例示出屈服强度相对于用于示例性模具的示例性合金钢的钼的示例性含量的曲线图。 [0025] 图5是根据本发明的示例性实施例示出抗拉强度相对于用于示例性模具的示例性合金钢的钼的示例性含量的曲线图。 [0026] 图6是示出硬度相对于相关技术的比较例1的合金钢组分中的示例性奥氏体化温度以及相对于相关技术的比较例1当钨添加到模具钢时的曲线图。 [0027] 图7是根据本发明的示例性实施例示出用于示例性模具的示例性合金钢的碳化钨。 [0028] 图8是根据本发明的示例性实施例示出韧性相对于用于示例性模具的示例性合金钢的钨的示例性含量的曲线图。 [0029] 图9示出根据相关技术中的大晶粒尺寸的裂纹进展。 [0030] 图10示出根据相关技术中的小晶粒尺寸的裂纹进展。 [0031] 图11是根据本发明的示例性实施例示出拉伸比相对于用于示例性模具的示例性合金钢的铌的示例性含量的曲线图。具体实施方式 [0032] 本文使用的术语只是为了描述特殊实施例，并非旨在限制本发明。除非上下文另外明确指出，否则如本文使用的单数形式“一/一个”和“该”也包括复数形式。应当进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”限定了特征、整数、步骤、操作、要素和/或部件的存在，但不排除其中一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、要素、部件和/或集合的存在或添加。如本文使用的术语“和/或”包括相关列出项的一个或多个的任何和全部组合。 [0033] 除非特别阐明或者从上下文显而易见，否则如本文使用的术语“约”被理解为在本领域中正常耐受性范围内，例如在平均值的2标准差之内。“约”可以被理解为在值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％之内。除非从上下文另有明晰，本文提供的所有数值由术语“约”来修饰。 [0034] 应当理解，如本文中使用的术语“车辆”或“车”或其他相似的术语包括机动车辆，通常例如包括运动型多用途车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用汽车的客运汽车，包括各种船艇和舰船等的船只，航空器，以及包括混合动力车、电动车、插件混合动力车、氢动力车和其他替代燃料汽车(比如来自于非石油资源的燃料)。如本文，混合动力车是具有两个或更多动力源的车辆，比如，汽油动力和电动力车辆。 [0035] 以下，参考附图将详细描述本发明的示例性实施例。在描述之前，在本说明书和权利要求书中使用的术语或词语不应解释为被限制在典型的或字典含义，并且基于发明人可适当地定义术语概念来以最优方式描述他或她自己的发明来解释符合本发明的技术精神的含义和概念。因此，由于在本说明书中描述的示例性实施例和在附图中示出的配置在本发明的示例性实施例中给出，并且不代表本发明的所有技术思想，因此，应该理解的是，取代这些示例性实施例和配置的各种等同和变型示例在提交本应用时是可能的。 [0036] 本发明的一个方面涉及具有在高温下改善的物理性质和延长的寿命的合金钢。在一般情况下，当制造车辆部件时，部件的耐久性可被提高，并且强度可以增加，以使得施加于用于制造部件的模具上的负载可能增加。此外，由于如图1所示的模具腔体数量上的增加，施加在模具上的载荷可能增加，以便提高部件的生产率。例如，当部件通常使用锻压机制造时，第一过程(堵口，buster)包括用于分配体积的处理，第二过程(预锻模膛，blocker)包括用于粗成形的处理，第三过程(终锻模膛，finisher)包括用于尺寸成型的处理，第四过程(扩孔，piercing)包括用于分离内毛边的处理，以及第五过程(修剪，trimming)包括用于分离外毛边的处理。在这些处理之间，高载荷处理可以是第一到第三处理。由于如上所述的第一到第三处理，模具可以由于如图2所示的高载荷而破裂。 [0037] 为了解决上述的问题，在相关技术中的常规钢(比较例3)可以包括可加入专门用于锻造的廉价合金钢的钢。常规钢可能具有减少量的诸如钒(V)和钼(Mo)的昂贵合金组分，其被需要来确保在不必要的高温下的硬度。此外，常规钢可以通过从加入铌(Nb)所得的晶粒细化来提高强度和韧性，以便确保模具钢的耐磨性和冲击韧性，并且可由于通过添加铬(Cr)和添加硼(B)导致的淬透性的增加，来确保在室温下的硬度和耐磨性。 [0038] 表1 [0039] [0040] 表1示出根据相关技术的比较例1～3中的组分，并示出铁(Fe)被包括作为主要组分，并且添加的组分按照基于整个模具钢的总重量而得的重量百分比(wt％)示出。 [0041] 在比较例3中，强度和硬度与比较例2中的强度和硬度处于相同的水平，当执行相同的热处理时，与比较例2相比，强度和硬度增加了20％。例如，约14000个行程由一对用于生产R发动机连杆的模具实现，并且部件的制造成本降低。另外，比较例1～3在冲击韧性上都处于相同的水平，但在实际应用的锻造评价中，比较例1到3中的寿命与比较例2中的寿命处于相同的水平，并且与比较例2相比，寿命提高约5倍或更多。然而，诸如比较例3的常规合金钢组分具有这样的问题：不能满足用于应用到大规模生产的模具所需的强度、硬度和耐磨性。 [0042] 因此，一种用于模具的合金钢也被提供，其可包括约为0.35～0.45wt％的碳(C)，约为0.80～1.20wt％的硅(Si)，约为0.20～0.50wt％的锰(Mn)，约为6.00～8.00wt％的铬(Cr)，约为1.50～3.00wt％的钼(Mo)，约为0.80～1.20wt％的钒(V)，约为0.05～0.10wt％的铌(Nb)，约为0.10～1.00wt％的钨(W)，以及构成合金钢的其余部分的铁(Fe)，并且所有的重量百分比wt％都是基于合金钢的总重量而得。 [0043] 本发明的合金钢组分的处理可以包括锻造处理，并且在锻造处理中最高温度下使用的用于热锻的模具的最大温度可以在约500℃。因此，可以优化在约500℃的高温下用于改善物理性质的合金元素的含量。与相关技术相比通过增加钼(Mo)和铬(Cr)的含量，在高温下的强度和抗回火软化性可以提高。另外，钨也被添加以便利用细钨(W)碳化物(细碳化钨，fine tungsten carbide)的析出而在高温下提高硬度，并且，强度和韧性可以通过加入铌(Nb)利用晶粒细化(crystal grain refinement)来同时提高。 [0044] 以下，将特别地考察加入本发明的各种合金元素的效果。 [0045] (1)碳(C) [0046] 本发明所使用的碳(C)可以是用于确保合金钢的强度的重要元素，并且可以稳定残留奥氏体。对于该角色，碳(C)的含量可以优选是基于合金钢的总重量的约0.35～0.45(wt)％。 [0047] 在此，当碳(C)的含量小于约0.35(wt)％时，可能无法获得足够的模具钢的强度，并且可能会导致强度上的降低，等等。相反，当碳(C)的含量大于约0.45wt％时，未溶解的大的碳化物会保留，从而导致强度和耐久性上的降低，等等。 [0048] (2)硅(Si) [0049] 本发明所使用的硅(Si)可以是脱氧剂，并且可以抑制在模具钢中形成针孔。硅组分可以在基体中为固溶的状态以通过固溶强化效果(solid solution strengthening effect)来增加合金钢的强度，并且增强碳(C)的活性，等等。对于该角色，硅(Si)的含量可以优选地为基于合金钢的总重量的约0.80～1.20(wt)％。 [0050] 当硅(Si)的含量小于约0.80(wt)％时，由于不能被充分地除去的氧，氧化物可以被保留在合金钢中，作为结果，模具钢的强度会降低，无法获得充分固溶强化效果。当硅(Si)的含量大于约1.20(wt)％时，脱碳可通过结构中的相互渗透反应(interpermeation reaction),诸如由于硅(Si)的过量导致与碳(C)的位点竞争反应来产生。 [0051] (3)锰(Mn) [0052] 本发明所使用的锰(Mn)可改善模具钢的淬透性(hardenability)，并增强模具钢的强度，等等。优选地，锰(Mn)的含量可以为基于合金钢的总重量约0.20～0.50(wt)％。 [0053] 当锰(Mn)的含量小于约0.2(wt)％时，提高模具钢的淬透性的效果可能不充分。相反，当锰(Mn)的含量大于约0.50wt％时，加工性能和寿命可能降低。 [0054] (4)铬(Cr) [0055] 本发明所使用的铬(Cr)可提高模具钢的淬透性，赋予固化性(curability)，并改进合金钢的结构。另外，铬(Cr)可以增强高温下的强度，并且提高抗回火软化性。优选地，铬(Cr)的含量可以是基于合金钢的总重量的约6.00～8.00wt％。 [0056] 当铬(Cr)的含量小于约6.00wt％时，淬透性和可固化性会受到限制，并且可能无法获得足够的结构细化和球化。当铬(Cr)的含量大于约8.00wt％时，由含量上的增加所引起的效果可能不充分，并且因此，可能产生制造成本上的增加。 [0057] (5)钒(V) [0058] 本发明所使用的钒(V)可形成诸如碳化物的析出，并且可加强基体结构，从而通过析出强化效果来提高强度和耐磨性，并减少碳的活性。此外，合金钢的强度可以在相同的冷却速率下提高。优选地，钒(V)的含量可以是基于合金钢的总重量的约0.80wt％～1.20wt％。 [0059] 这里，当钒(V)的含量小于0.80wt％或大于约1.20wt％时，可能降低合金钢的韧性和硬度等。 [0060] (6)钼(Mo) [0061] 本发明所使用的钼(Mo)可通过钼(Mo)碳化物碳化钼的析出而增强在高温下的强度，并且提高抗回火软化性。图3示出了用于说明根据本发明的示例性实施例的示例性合金钢的碳化钼的放大照片。如图3内的箭头所指示，碳化钼可以析出。优选地，钼(Mo)的含量可以是基于合金钢的总重量的约1.50～3.0wt％。 [0062] 当钼(Mo)的含量小于约1.50wt％时，可能无法确保足够的强度。当钼(Mo)的含量大于约3.0wt％时，屈服强度和抗拉强度的效果可能降低，并且由于含量上的增加导致的效果可能不充分，从而导致在制造成本上的增加。 [0063] 当进一步考查时，图4是说明屈服强度对应于本发明的示例性实施例的示例性合金钢的钼的示例性含量的曲线图。在图4的曲线图中，横轴表示钼的含量，并且单位为wt％，而纵轴表示屈服强度，并且单位为MPa。如在图4中所示，当钼的含量为约1.0～1.5wt％时，强度可极大地增加。然而，当钼的含量为约3.0～3.5wt％时，强度上的增加速率快速地减小。 [0064] 此外，图5是示出抗拉强度(tensile strength)对应于本发明的示例性实施例的示例性合金钢的钼的示例性含量的曲线图。在图5的曲线图中，横轴表示钼的含量，并且单位为wt％，而纵轴表示抗拉强度，并且单位为MPa。如在图5中所示，当钼的含量为约1.0～1.5wt％时，强度可极大地增加。然而，当钼的含量为约3.0～3.5wt％时，在强度上的增加速率可以快速地减小。 [0065] 表2 [0066]Mo的含量(wt％) 抗拉强度(MPa) 1.0 520 1.5 610 2.0 670 2.5 700 3.0 700 3.5 710 [0067] 在表2中，抗拉强度通过仅仅改变钼的含量来测量，而本发明的其他组分彼此相同。如在表2中所示，当钼以基于合金钢的总重量的1.0～1.5wt％加入时，增加率为90MPa，这是迅速增加的值。当钼以基于合金钢的总重量的3.0～3.5wt％加入时，增加率为约10MPa，这是小的增加值。 [0068] (7)钨(W) [0069] 本发明所使用的钨因为碳化钨可以析出从而可在高温下提高硬度、耐磨性和韧性。优选地，钨的含量可以是基于合金钢的总重量的约0.1％～约1.0wt％。 [0070] 当钨的含量小于约0.10wt％时，硬度不能得到充分提高，因为碳化钨不能充分地析出。当钨的含量大于约1.00wt％时，冲击韧性(impact toughness)由于粗碳化钨的析出而降低。 [0071] 图6是示出硬度相对于比较例1中的合金钢的奥氏体化温度(austenizing temperature)的曲线图。在图6中，横轴指示奥氏体化温度，并且单位为℃，而纵轴指示硬度，并且单元对应于HRC。在图6中，当钨加入到比较例1中时，与其中钨没有加入的比较例1的硬度相比，对应于奥氏体化温度的硬度增加。图7是示出根据本发明的示例性实施例的示例性合金钢的碳化钨的放大照片。当温度等于或大于奥氏体化温度时，碳化钨可以析出，并且如由图7中的箭头指示，析出的碳化钨可以被确认。因此，在本发明的合金钢中的碳化钨可增加热耐磨性。 [0072] 然而，当钨的含量大于约1.0wt％时，冲击韧性由于粗碳化钨的析出而降低。图8是根据本发明的示例性实施例示出韧性对应于示例性合金钢的钨的示例性含量的曲线图。在图8中，横轴指示钨的含量，并且单位为wt％，而纵轴指示韧性，并且单位对应于J。如在图8中所示，当钨的含量为约0.1wt％～1.0wt％时，碳化钨被稳定化。当含量大于约1.0wt％时，碳化物可因钨而粗化，并且冲击韧性可能降低。 [0073] (8)铌(Nb) [0074] 当加入铌时，韧性可能由于晶粒的细化而被阻止降低，并且该材料的腐蚀疲劳寿命可以提高。这可以通过下面的等式1得到证明。 [0075] [方程1] [0076] σ0＝σi+K’d-1/2 [0077] σ0＝屈服应力韧性(yield stress toughness) [0078] σ0＝位错运动障碍摩擦系数(dislocation motion obstruction) [0079] K＝位错的屏障积分常数(barrier integration constant) [0080] d＝晶粒的直径 [0081] 根据方程1(霍尔佩奇方程)，由于晶粒的直径减小，所以强度和韧性增加。图9是示出根据大晶粒尺寸的裂纹进展的示意图，而图10是示出根据小晶粒尺寸的裂纹进展的示意图。当外力从图9和图10的左侧作用到右侧时，箭头指示裂纹进展。因此，晶粒越精细，裂纹进展的步数越多，并且腐蚀疲劳寿命可能由于裂纹难以进展而增加。 [0082] 表3 [0083]Nb的含量(wt％) 强度(MPa) 拉伸比(％) 0.02 1,793 10.3 0.04 1,788 11.7 0.06 1,802 14.9 0.09 1,814 14.8 0.12 1,831 15.0 [0084] 表3示出了相对于本发明的组分中加入的铌组分的含量强度和拉伸比的增强效果。在表3中，在基于加入的铌量的拉伸比中存在差异。 [0085] 当铌以0.02wt％加入时，强度为1793MPa，并且拉伸比为10.3％。此外，当铌以0.04wt％加入时，强度为1788MPa，并且拉伸比为11.7％。此外，当铌以0.06wt％加入时，强度为1802MPa，并且拉伸比为14.9％。此外，当铌以0.09wt％加入时，强度为1814MPa，并且拉伸比为14.8％。最后，当铌以0.12wt％加入时，强度为1831MPa，并且拉伸比为15.0％。图11是根据本发明的示例性实施例示出拉伸比对应于示例性合金钢的铌的示例性含量的曲线图。在图11中，曲线图的横轴指示铌的含量，并且单位为wt％，而竖轴指示拉伸比，并且单位为％。如在图11中所示，从其中铌的含量是基于合金钢的总重量的约0.5wt％的点开始，拉伸比迅速地增加。 [0086] 因此，本发明的铌的含量优选可以是基于合金钢的总重量的约0.05～0.10wt％。当铌含量小于约0.05wt％时，寿命可能缩短，而当铌的含量大于约0.10wt％时，提高拉伸比的效果可能是最小的，因此，制造成本会增加。 [0087] 本发明的另一方面，涉及包括如本文所述的合金钢的模具。 [0088] 该模具具有在高温下显着改善的物理性质，并且具有可提高约40％的模具寿命的效果。例如，当本发明的模具应用到实际锻造处理中时可使用20000个行程，而在相关技术中仅可使用14000个行程。 [0089] 根据各种示例性实施例，通过添加钼、钨和铌，可以增加合金钢的在高温下的强度和抗回火软化性，可以增强其热耐磨性，并且也可以增加其强度和韧性。此外，通过制造包括本发明的合金钢的模具，可以增加模具的寿命。 [0090] 如上所述，本发明已经相对于本发明的示例性实施例进行了描述，但示例性实施例仅仅是举例说明且本发明不限于此。描述的示例性实施例可以由本发明所涉及的本领域的技术人员在不脱离本发明的范围内进行改变或修改，并且能够在本发明的技术精神和权利要求书的等同范围内进行各种改变和修改。

意见反馈