耐摩耗性鋼板を製造する方法および得られた板
本発明は、以下の化学組成を有する耐摩耗性鋼板を作製する方法に関する：０．３５％≦Ｃ≦０．８％、０％≦Ｓｉ≦２％；０％≦ＡＩ≦２％；０．３５％≦Ｓｉ＋ＡＩ≦２％；０％≦Ｍｎ≦２．５％；０％≦Ｎｉ≦５％；０％≦Ｃｒ≦５％；０％≦Ｍｏ≦０．０５０；０％≦Ｗ≦１％；０．１％≦Ｍｏ＋Ｗ／２≦０．５％；０％≦Ｂ≦０．０２％；０％≦Ｔｉ≦２％；０％≦Ｚｒ≦４％；０．０５％≦Ｔｉ＋Ｚｒ／２≦２％；０％≦Ｓ≦０．１５％；Ｎ≦０．０３；場合により０％から１．５％のＣｕ；場合によりＮｂ、ＴａまたはＶ、ただしＮｂ／２＋Ｔａ／４＋Ｖ≦０．５％；場合により０．１％未満のＳｅ、Ｔｅ、Ｃａ、ＢｉまたはＰｂ；残部は鉄および不純物；この組成は以下を満足する：０．１％＜Ｃ＊＝Ｃ−Ｔｉ／４−Ｚｒ／８＋７×Ｎ／８≦０．５５％および１．０５×Ｍｎ＋０．５４×Ｎｉ＋０．５０×Ｃｒ＋０．３×（Ｍｏ＋Ｗ／２）１／２＋Ｋ＞１．８、ただし、Ｂ≧０．０００５％のときはＫ＝０．５、Ｂ＜０．０００５％のときはＫ＝０、およびＴｉ＋Ｚｒ／２−７×Ｎ／２≧０．０５％。オーステナイト化後に、ＡＣ３より高い温度と、Ｔ＝８００−２７０×Ｃ＊−９０×Ｍｎ−３７×Ｎｉ−７０×Ｃｒ−８３×（Ｍｏ＋Ｗ／２）からＴ−５０℃の範囲にある温度との間を、０．５℃／ｓより大きな速度で冷却し、次いで、Ｖｒ＜１１５０×ｅｐ−１．７（ｅｐはｍｍで表された板の厚さ）の中心部速度Ｖｒで、Ｔと１００℃の間に冷却して硬化し、周囲温度まで冷却する。本発明は、また、その結果得られた板に関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐摩耗性の鋼およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
耐摩耗性鋼は、よく知られており、一般には、大きな硬度（４００〜５００ブリネル（Ｂｒｉｎｅｌｌ））を有し、マルテンサイト組織を有し、炭素を０．１２％〜０．３％含有する鋼である。一般に、耐摩耗性を増大するためには、硬度を増大させるだけでよいと考えられていたが、そうすることによって、例えば、溶接または曲げによる成形への適合性などの、他の特性が損なわれる。したがって、良好な耐摩耗性および用途に対する良好な適合性の両方を有する鋼を得るために、硬度を増すこと以外の手段が求められてきた。
【０００３】
かくして、炭素を０．０５％〜０．４５％、ケイ素を１％まで、マンガンを２％まで、銅を２％まで、ニッケルを１０％まで、クロムを３％まで、およびモリブデン、ホウ素、ニオブおよびバナジウムを３％まで含有する鋼の耐摩耗性を、チタンを０．０１５％〜１．５％添加することにより改善して、粗い炭化チタンを形成することが、ＥＰ ０５２７ ２７６および米国特許第５，３９３，３５８号に提案されている。その鋼は、急冷されると、マルテンサイト組織を含み、粗い炭化チタンの存在により耐摩耗性が増大する。しかし、さらに詳細には、鋼が棒材に成形された場合は、摩耗応力（ａｂｒａｓｉｖｅ ｓｔｒｅｓｓ）の影響で、炭化物が分離され、その目的に適わなくなるので、改善は制限される。さらに、これらの鋼においては、粗い炭化チタンが存在するために延性が阻害される。したがって、これらの鋼により製造された板では、プラニシングおよび曲げることが難しく、可能性のある用途が制限をうける。
【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、良好な表面平坦性を有し、その他の点ではすべてが等しく、既知の鋼の耐摩耗性より優れた耐摩耗性を有する耐摩耗性鋼板を提供することにより、これらの欠点を克服することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的のために、本発明は、化学組成が重量規準で：
【０００６】
【数３】
−場合により、Ｎｂ／２＋Ｔａ／４＋Ｖ≦０．５％となるような含有量で、Ｎｂ、ＴａおよびＶから、選択される少なくとも１種の元素、
−場合により、０．１％未満またはこれに等しい含有量で、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃａ、Ｂｉ、Ｐｂから選択される少なくとも１種の元素、
を含み、
残部は、鉄および製造操作に由来する不純物であり、化学組成はさらに、Ｃ＊＝Ｃ−Ｔｉ／４−Ｚｒ／８＋７×Ｎ／８として：
０．１０％≦Ｃ＊≦０．５５％
および：
Ｔｉ＋Ｚｒ／２−７×Ｎ／２≧０．０５％
および：
１．０５×Ｍｎ＋０．５４×Ｎｉ＋０．５０×Ｃｒ＋０．３×（Ｍｏ＋Ｗ／２）１／２＋Ｋ＞１．８、またはより有利には２、
ただし：Ｂ≧０．０００５％のときは、Ｋ＝０．５、Ｂ＜０．０００５％のときは、Ｋ＝０、の関係を満たす摩耗用の鋼の加工物、特に板の製造方法であって、
板は、急冷を行うために、熱急冷処理操作にかけられ、この操作は、例えば圧延ヒートなどの高温状態で成形するためのヒート中で、あるいはオーステナイト化の後で、炉内での再加熱により行われ、
−ＡＣ３より高い温度と、Ｔ＝８００−２７０×Ｃ＊−９０×Ｍｎ−３７×Ｎｉ−７０×Ｃｒ−８３×（Ｍｏ＋Ｗ／２）からＴ−５０℃の範囲にある温度との間を、０．５℃／ｓより大きな平均冷却速度で、前記板を冷却し（ただし、温度は℃で表され、Ｃ＊、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷの含有量は重量％で表されている）、
−次いで、平均中心部冷却速度Ｖｒが、Ｖｒ＜１１５０×ｅｐ−１．７（℃／ｓで表示）であり、および０．１℃／ｓより大きい範囲にある冷却速度で、温度Ｔと１００℃の間で板を冷却し（ただし、ｅｐはｍｍで表された板の厚さ）、
−さらに、その板を周囲温度まで冷却する、ただし、場合によりプラニシングが実施されることからなる方法に関する。
【０００７】
急冷の後で、３５０℃未満、好ましくは２５０℃未満の温度で焼もどしされる場合もある。
【０００８】
本発明は、また、加工物および、特には、特にこの方法で得られた板に関し、鋼は、５％〜２０％の残留オーステナイトによって構成される組織を有し、組織の残存物は、マルテンサイトまたは炭化物と共存するマルテンサイト／ベイナイトである。加工物が板の場合は、その厚さは２ｍｍ〜１５０ｍｍであることができ、その表面平坦性は、１２ｍｍ／ｍ未満かそれに等しい、好ましくは５ｍｍ／ｍ未満であるたわみよって特徴付けられる。
【０００９】
炭素含有量が、
０．１％≦Ｃ−Ｔｉ／４−Ｚｒ／８＋７×Ｎ／８≦０．２％
である場合は、好ましくは、硬度は２８０ＨＢ〜４５０ＨＢの範囲である。
【００１０】
炭素含有量が、
０．２％＜Ｃ−Ｔｉ／４−Ｚｒ／８＋７×Ｎ／８≦０．３％
である場合は、好ましくは、硬度は３８０ＨＢ〜５５０ＨＢである。
【００１１】
炭素含有量が、
０．３％＜Ｃ−Ｔｉ／４−Ｚｒ／８＋７×Ｎ／８≦０．５％
である場合は、好ましくは、硬度は４５０ＨＢ〜６５０ＨＢである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、より詳細に、しかし非限定的に記載され、例を参照して説明されることになる。
【００１３】
本発明による板を製造するために、重量％で以下の化学組成を含む鋼が製造される：
−０．３５％〜０．８％の、好ましくは、０．４５％を超える、または０．５％を超える炭素、および０％〜２％のチタン、０％〜４％のジルコニウム、ただし、これらの含有量は、０．０５％≦Ｔｉ＋Ｚｒ／２≦２％でなければならない。炭素は、第１に、十分な硬度のマルテンサイト組織を達成すること、第２に、炭化チタンおよび／または炭化ジルコニウムを形成することが意図されている。Ｔｉ＋Ｚｒ／２の総計は、最少の炭化物が形成されるように、０．０５％を超え、好ましくは０．１０％を超え、さらに有利には、０．３％を超え、または０．５％さえも超えなければならならないが、一定水準を超えると、靭性および用途に対する適合性が阻害されるので、２％未満、好ましくは、０．９％未満またはそれに等しくなければならない。
−０％（または痕跡水準）から２％のケイ素および０％（または痕跡水準）から２％のアルミニウム、Ｓｉ＋Ａｌの総計は０．３５％〜２％、好ましくは０．５％を超え、より有利には、さらに０．７％を超える。脱酸素剤であるこれらの元素は、さらに、多量の炭素で満たされている準安定残留オーステナイトの生成を促進する効果を有し、準安定残留オーステナイトのマルテンサイトへの変態は、炭化チタンの固定化（ａｎｃｈｏｒｉｎｇ）を促進する大きな膨張を伴っている。
−０％（または痕跡水準）から２％または２．５％ものマンガン、０％（または痕跡水準）から４％または５％ものニッケルおよび０％（または痕跡水準）から４％または５％ものクロム、これらは、十分な水準の急冷性（ｑｕｅｎｃｈａｂｉｌｉｔｙ）を得るため、およびさまざまな機械的特性および用途の特性を調整するためである。ニッケルは、特に靭性に対する有利な効果を有するが、その元素は高価である。また、クロムもマルテンサイトまたはベイナイトにおいて微細な炭化物を形成する。
−０％（または痕跡水準）から０．５０％のモリブデン。この元素は、急冷性を増大させ、特に冷却時の自己焼もどしによる析出により、マルテンサイトまたはベイナイト中に、微細な、硬化性炭化物（ｈａｒｄｅｎｉｎｇ ｃａｒｂｉｄｅｓ）を形成する。所望の効果を得るために、特に、硬化炭化物の析出に関しては、０．５０％の含有量を超える必要はない。モリブデンは、完全にまたは部分的に、２倍の重量のタングステンにより置換されうる。それにも係わらず、この置換はモリブデンに対して有利さを提供することはなく、より高価であるので、実際的には望ましくない。
−場合により、０％から１．５％の銅。この元素は、溶接性（ｗｅｌｄａｂｌｉｔｙ）を妨害することなく、追加の硬化をもたらすことができる。１．５％の水準を超えると、その元素は、実質的ないかなる効果も有さず、熱間圧延を困難にし、不必要に高価である。
−０％から０．０２％のホウ素。この元素は、急冷性を増すために、場合により添加されうる。その効果を得るために、ホウ素の含有量は、好ましくは、０．０００５％、またはより有利には、０．００１％を超えなければならず、実質的に０．０１％を超える必要はない。
−０．１５％までの硫黄。この元素は、一般的には０．００５％またはそれ以下に限定される残留物であるが、加工性を改善するために、その含有量は任意に増加されうる。硫黄が存在する場合には、熱間における変態に関する問題を防止するために、マンガンの含有量は、硫黄含有量の７倍を超えなければならないことは注目されるべきである。
−場合により、耐摩耗性を改善する比較的粗い炭化物を形成するために、Ｎｂ／２＋Ｔａ／４＋Ｖが０．５％未満になるような含有量での、ニオブ、タンタルおよびバナジウムから選択される、少なくとも１種の元素。しかし、これらの元素によって形成された炭化物は、チタンまたはジルコニウムによって形成されたものより効果が小さく、そのために、これらは、場合によって選択されるものであり、限定された量で添加される。
−場合により、それぞれ０．１％未満の含有量での、セレン、テルル、カルシウム、ビスマスおよび鉛から選択される１種または複数の元素。これらの元素は、加工性を改善するように意図されている。鋼がＳｅおよび／またはＴｅを含有する場合は、マンガンの含有量は、硫黄含有量を考慮に入れて、セレン化マンガンまたはテルル化マンガンが形成することができるようでなければならないことは注目するべきである。
−鉄および製造操作に由来する不純物である残部。不純物は、特に、その含有量が製造方法によって決まる窒素を含むが、一般的に０．０３％を超えることはない。この元素は、チタンまたはジルコニウムと反応することができて窒化物を形成するが、窒化物は靭性を損なわないために、粗すぎてはならない。粗い窒化物の形成を防止するために、例えば、酸化された溶鋼に接触させて、酸化チタンまたは酸化ジルコニウムで満たされているスラグなどの酸化された相を配置し、次いで、チタンまたはジルコニウムを、酸化された相から溶鋼にゆっくりと拡散させるために、溶鋼を脱酸素することによって、チタンおよびジルコニウムは、非常に漸進的に溶鋼に添加されることができる。
【００１４】
さらに、満足すべき性質を得るために、炭素、チタン、ジルコニウムおよび窒素の含有量は、次のようでなければならない：
０．１％≦Ｃ−Ｔｉ／４−Ｚｒ／８＋７×Ｎ／８≦０．５５％
Ｃ−Ｔｉ／４−Ｚｒ／８＋７×Ｎ／８＝Ｃ＊という式は、炭化チタンおよび炭化ジルコニウムが析出した後の遊離炭素の含有量を、窒化チタンおよび窒化ジルコニウムの形成を考慮して、表している。この遊離炭素Ｃ＊は、最小の硬度を有するマルテンサイトを得るために、０．１％を超え、好ましくは０．２２％を超えるかそれに等しくなければならないが、０．５５％を超えると、靭性および使用の適合性が極端に損なわれる。
【００１５】
さらに、この化学組成は、製造するのが望ましい板の厚さを考慮に入れて、鋼の急冷性が十分となるように、選択されなければならない。その目的のために、この化学組成は、以下の関係を満たさなければならない：
Ｑｕｅｎｃｈ＝１．０５×Ｍｎ＋０．５４×Ｎｉ＋０．５０×Ｃｒ＋０．３×（Ｍｏ＋Ｗ／２）１／２＋Ｋ＞１．８、またはより有利には２、
ただし、Ｂ＞０．０００５％またはそれに等しいときは、Ｋ＝０．５、Ｂ＜０．０００５％のときは、Ｋ＝０である。
【００１６】
より詳細には、Ｑｕｅｎｃｈが１．８〜２の場合は、残留オーステナイトの形成を促進するために、ケイ素の含有量が０．５％を超えることが好ましいということは注目されるべきである。
【００１７】
さらに、Ｔｉ、ＺｒおよびＮの含有量は、炭化物の含有量が十分になるように、好ましくはＴｉ＋Ｚｒ／２−７×Ｎ／２≧０．０５％、より有利には０．１％を超え、より一層有利には０．３％を超えなければならない。
【００１８】
最後に、良好な耐摩耗性を得るために、鋼の微視的組織は、マルテンサイトまたはベイナイトまたはそれら２つの組織の混合物および５％〜２０％の残留オーステナイトから構成され、さらに、その組織は、高温で形成される粗い炭化チタンまたは炭化ジルコニウム、または炭化ニオブ、炭化タンタルまたは炭化バナジウムを含んでいる。発明者らは、耐摩耗性を改善するための粗い炭化物の有効性は、これらの早期分離によって阻害されうること、およびその分離は、摩耗現象の影響を受けて新しいマルテンサイトに変態される準安定オーステナイトが存在することにより、阻止されうることを示した。準安定オーステナイトの新しいマルテンサイトへの変態は、膨張によって引き起こされるので、摩耗されたサブレーヤ（ｓｕｂ−ｌａｙｅｒ）における変態により、炭化物の分離に対する抵抗が増大し、そのようにして、耐摩耗性が改善される。
【００１９】
さらに、鋼の硬度が大きく、脆化（ｅｍｂｒｉｔｔｌｉｎｇ）炭化チタンが存在すると、プラニシング操作をできる限り限定することが必要となる。この観点から、発明者らは、ベイナイト／マルテンサイト変態領域における冷却を十分遅くすることによって、製品の残留変形が低減され、プラニシング操作を限定することができることを証明した。発明者らは、加工物または板を、冷却速度Ｖｒ＜１１５０×ｅｐ−１．７（式中、ｅｐはｍｍで表示された板の厚さであり、冷却速度は、℃／ｓで表されている）で、温度Ｔ＝８００−２７０×Ｃ＊−９０×Ｍｎ−３７×Ｎｉ−７０×Ｃｒ−８３×（Ｍｏ＋Ｗ／２）（℃で表示されている）以下において、冷却することにより、第１に、残留オーステナイトが大きな割合を占める製造が促進され、第２に相変化により引き起こされる残留応力が低減されることを証明した。
【００２０】
良好な耐摩耗性を有する非常に平坦な板を製造するために、鋼が製造され、スラブまたは棒材の形状に成形される。所望の組織および良好な表面平坦性の両方が、さらなるプラニシングなしにまたは限定されたプラニシングによって、得られることを可能にする熱加工を受ける板を得るために、スラブまたは棒材は、熱間圧延される。熱加工は、圧延ヒート（ｒｏｌｌｉｎｇ ｈｅａｔ）において、直ちに実施されるか、または、場合により、冷間プラニシングまたは中程度の温度におけるプラニシングの後で実施されうる。
【００２１】
熱加工操作を実施するために：
−鋼は、完全なオーステナイト組織を鋼に与えるために、ＡＣ３点を超えて加熱される、
−次いで、鋼は、温度Ｔ＝８００−２７０×Ｃ＊−９０×Ｍｎ−３７×Ｎｉ−７０×Ｃｒ−８３×（Ｍｏ＋Ｗ／２）（℃で表示されている）に等しいか少し（約５０℃より高い）低い温度にまで、臨界ベイナイト変態速度より大きい、平均冷却速度で冷却される、
−次いで、板は、このように定義された温度（すなわち、ほぼＴからＴ−５０℃）と約１００℃との間を、（所望の組織を得るため）に０．１℃／ｓ（十分な硬度を得るため）から１１５０×ｅｐ−１．７までの平均中心部冷却速度Ｖｒで冷却される、
−さらに、板は、必須ではないが、好ましくはゆっくりした速度で、周囲温度まで冷却される。
【００２２】
さらに、３５０℃未満またはそれに等しい温度で、好ましくは２５０℃未満またはそれに等しい温度で、応力除去の加工操作を実施することが可能である。
【００２３】
このようなやり方で、プラニシングなしのまたは適度のプラニシングによる、１メートル当たり１２ｍｍ未満のたわみによって特徴付けられる、厚さが２ｍｍ〜１５０ｍｍでありうる、優れた表面平坦性を有する板が得られる。板は、２８０ＨＢ〜６５０ＨＢの硬度を有する。この硬度は、主として遊離炭素の含有量Ｃ＊＝Ｃ−Ｔｉ／４−Ｚｒ／８＋７×Ｎ／８によって決まる。
【００２４】
遊離炭素の含有量Ｃ＊に応じて、硬度を増す水準に対応する複数の範囲を定義することが可能であり、特に：
ａ）０．１％≦Ｃ＊≦０．２％、硬度は、ほぼ２８０ＨＢ〜４５０ＨＢの間である。
ｂ）０．２％＜Ｃ＊≦０．３％、硬度は、ほぼ３８０ＨＢ〜５５０ＨＢの間である。
ｃ）０．３％＜Ｃ＊≦０．５％、硬度は、ほぼ４５０ＨＢ〜６５０ＨＢの間である。
【００２５】
硬度は、遊離炭素の含有量Ｃ＊の関数であるので、非常に異なる含有量のチタンまたはジルコニウムにより、同一の硬度が得られうる。硬度が等しくても、チタンまたはジルコニウムの含有量が増大するにつれ、耐摩耗性が高くなる。同様に、チタンまたはジルコニウムの含有量が等しくても、硬度が大きくなるにつれて耐摩耗性が改善される。さらに、遊離炭素の含有量が減少するにつれて、鋼を使用することが容易になるが、遊離炭素の含有量が等しくても、チタン含有量が減少するにつれて、延性が改善される。これらをすべて考察することにより、用途のそれぞれの分野に最も適したすべての特性をもたらすように、炭素、およびチタンまたはジルコニウムの含有量が選択されうる。
【００２６】
硬度の水準に応じて、用途は、例えば：
−２８０ＨＢ〜４５０ＨＢ：スコップ、トラックまたはダンプカー用のバケット、集塵器の遮蔽、ホッパー、凝集体の鋳型（ｍｏｕｌｄ ｆｏｒ ａｇｇｒｅｇａｔｅｓ）、
−３８０ＨＢ〜５５０ＨＢ：衝撃粉砕機の遮蔽、ブルドーザのブレード、グラブバケットのブレード、篩の格子、
−４５０ＨＢ〜６５０ＨＢ：円筒型粉砕機の遮蔽用の板、スコップの補強要素、前面ブレード（ｌｅａｄｉｎｇ ｂｌａｄｅｓ）の下の補強要素、水切りブレードの遮蔽、前縁
である。
【００２７】
例として、本発明によるＡ〜Ｇおよび従来技術によるＨ〜Ｊと明記された鋼板を考察する。１０−３重量％で表示された鋼の化学組成、ならびに硬度、組織の残留オーステナイト含有量および耐摩耗性数値Ｒｕｓが、表１に要約されている。
【００２８】
【表１】
耐摩耗性値Ｒｕｓは、段階的な粒径を有するケイ岩の凝集体を収容している容器内で、回転される角柱試験片の重量減の逆対数として変化する。
【００２９】
すべての板は３０ｍｍの厚さを有し、鋼Ａ〜Ｇに対応する板は、９００℃でオーステナイト化された後、本発明に従って急冷されている。
【００３０】
オーステナイト化後の冷却条件は以下の通りである：
−鋼ＢおよびＤの板について：本発明に従って、上記で定義された温度Ｔより上では０．７℃／ｓの平均速度で、それ以下では０．１３℃／ｓの平均速度で冷却すること、
−鋼Ａ、Ｃ、Ｅ、Ｆ、Ｇの板について：本発明に従って、上記で定義された温度Ｔより上では６℃／ｓの平均速度で、それ以下では１．４℃／ｓの平均速度で冷却すること、
−比較として与えられた鋼Ｈ、Ｉ、Ｊの板について：９００℃でのオーステナイト化、次いで、上記で定義された温度Ｔより上では２０℃／ｓの平均速度で、それ以下では１２℃／ｓの平均速度で冷却すること。
【００３１】
本発明による板は、残留オーステナイトを５％〜２０％含有するマルテンサイト／ベイナイト組織を有するが、比較として与えられた板は、完全なマルテンサイト組織、つまり、マルテンサイトであり、残留オーステナイトを２または３％より多く含有することはない。すべての板は、炭化物を含有している。
【００３２】
耐摩耗性の比較により、類似の硬度およびチタン含有量であっても、本発明による板は、従来技術による板より平均で０．５大きい係数Ｒｕｓを有することが分かる。特に、組織が実質的に異なる実施例ＡおよびＨ（Ａは１０％の残留オーステナイト含有量、Ｈは完全なマルテンサイト組織）を比較すると、組織中に残留オーステナイトが存在する範囲が分かる。残留オーステナイト含有量の差が、熱加工操作の相違およびケイ素含有量の相違の両方に由来することは、注目されるべきである。
【００３３】
他の点ではすべてのことが実質的に等しくても、炭化チタンに起因すると考えることができる耐摩耗性への寄与は、炭化チタンが本発明による残留オーステナイトと組み合わせて存在する場合は、これらの炭化物が、実質的に残留オーステナイトを含まないマトリックス内部で析出された場合に較べて、著しく高いことがさらに観測される。したがって、チタン（したがって、ＴｉＣ、炭素はまだ過剰である）含有量の差が類似の場合に関しては、チタンによりもたらされる抵抗の増大という点では、鋼Ｆ、Ｇ（本発明による）の対は、鋼Ｉ、Ｊの対と明確に異なる。Ｆ、ＧではＴｉの０．２４５％によってもたらされた抵抗Ｒｕｓの増加は、０．４６であるが、対Ｉ、Ｊの場合におけるＴｉの０．２６５％の差に関しては、増加は０．３１に過ぎない。
【００３４】
この観測は、マトリックスが、摩耗応力の影響を受けて膨張により硬いマルテンサイトに変態されうる残留オーステナイトを含有する場合は、周囲のマトリックスによる、炭化チタンに対する絞り出し効果（ｓｑｕｅｅｚｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ）が増大したことに起因させることができる。
【００３５】
さらに、本発明による鋼板の、プラニシングなしの、冷却後の変形は、１０ｍｍ／ｍ未満であり、鋼板Ｈでは約１５ｍｍ／ｍである。
【００３６】
実際、本発明による製品の本来の変形がより小さいので、このことは、プラニシングなしの製品を供給する可能性、または表面平坦性の観点から見た、より厳しい要求（例えば、５ｍｍ／ｍ）に応じるためのプラニシングが、より容易に、導入される応力がより小さい状態で行われることに結びつく。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐摩耗性の鋼およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
耐摩耗性鋼は、よく知られており、一般には、大きな硬度（４００〜５００ブリネル（Ｂｒｉｎｅｌｌ））を有し、マルテンサイト組織を有し、炭素を０．１２％〜０．３％含有する鋼である。一般に、耐摩耗性を増大するためには、硬度を増大させるだけでよいと考えられていたが、そうすることによって、例えば、溶接または曲げによる成形への適合性などの、他の特性が損なわれる。したがって、良好な耐摩耗性および用途に対する良好な適合性の両方を有する鋼を得るために、硬度を増すこと以外の手段が求められてきた。
【０００３】
かくして、炭素を０．０５％〜０．４５％、ケイ素を１％まで、マンガンを２％まで、銅を２％まで、ニッケルを１０％まで、クロムを３％まで、およびモリブデン、ホウ素、ニオブおよびバナジウムを３％まで含有する鋼の耐摩耗性を、チタンを０．０１５％〜１．５％添加することにより改善して、粗い炭化チタンを形成することが、ＥＰ ０５２７ ２７６および米国特許第５，３９３，３５８号に提案されている。その鋼は、急冷されると、マルテンサイト組織を含み、粗い炭化チタンの存在により耐摩耗性が増大する。しかし、さらに詳細には、鋼が棒材に成形された場合は、摩耗応力（ａｂｒａｓｉｖｅ ｓｔｒｅｓｓ）の影響で、炭化物が分離され、その目的に適わなくなるので、改善は制限される。さらに、これらの鋼においては、粗い炭化チタンが存在するために延性が阻害される。したがって、これらの鋼により製造された板では、プラニシングおよび曲げることが難しく、可能性のある用途が制限をうける。
【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、良好な表面平坦性を有し、その他の点ではすべてが等しく、既知の鋼の耐摩耗性より優れた耐摩耗性を有する耐摩耗性鋼板を提供することにより、これらの欠点を克服することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的のために、本発明は、化学組成が重量規準で：
【０００６】
【数３】
−場合により、Ｎｂ／２＋Ｔａ／４＋Ｖ≦０．５％となるような含有量で、Ｎｂ、ＴａおよびＶから、選択される少なくとも１種の元素、
−場合により、０．１％未満またはこれに等しい含有量で、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃａ、Ｂｉ、Ｐｂから選択される少なくとも１種の元素、
を含み、
残部は、鉄および製造操作に由来する不純物であり、化学組成はさらに、Ｃ＊＝Ｃ−Ｔｉ／４−Ｚｒ／８＋７×Ｎ／８として：
０．１０％≦Ｃ＊≦０．５５％
および：
Ｔｉ＋Ｚｒ／２−７×Ｎ／２≧０．０５％
および：
１．０５×Ｍｎ＋０．５４×Ｎｉ＋０．５０×Ｃｒ＋０．３×（Ｍｏ＋Ｗ／２）１／２＋Ｋ＞１．８、またはより有利には２、
ただし：Ｂ≧０．０００５％のときは、Ｋ＝０．５、Ｂ＜０．０００５％のときは、Ｋ＝０、の関係を満たす摩耗用の鋼の加工物、特に板の製造方法であって、
板は、急冷を行うために、熱急冷処理操作にかけられ、この操作は、例えば圧延ヒートなどの高温状態で成形するためのヒート中で、あるいはオーステナイト化の後で、炉内での再加熱により行われ、
−ＡＣ３より高い温度と、Ｔ＝８００−２７０×Ｃ＊−９０×Ｍｎ−３７×Ｎｉ−７０×Ｃｒ−８３×（Ｍｏ＋Ｗ／２）からＴ−５０℃の範囲にある温度との間を、０．５℃／ｓより大きな平均冷却速度で、前記板を冷却し（ただし、温度は℃で表され、Ｃ＊、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷの含有量は重量％で表されている）、
−次いで、平均中心部冷却速度Ｖｒが、Ｖｒ＜１１５０×ｅｐ−１．７（℃／ｓで表示）であり、および０．１℃／ｓより大きい範囲にある冷却速度で、温度Ｔと１００℃の間で板を冷却し（ただし、ｅｐはｍｍで表された板の厚さ）、
−さらに、その板を周囲温度まで冷却する、ただし、場合によりプラニシングが実施されることからなる方法に関する。
【０００７】
急冷の後で、３５０℃未満、好ましくは２５０℃未満の温度で焼もどしされる場合もある。
【０００８】
本発明は、また、加工物および、特には、特にこの方法で得られた板に関し、鋼は、５％〜２０％の残留オーステナイトによって構成される組織を有し、組織の残存物は、マルテンサイトまたは炭化物と共存するマルテンサイト／ベイナイトである。加工物が板の場合は、その厚さは２ｍｍ〜１５０ｍｍであることができ、その表面平坦性は、１２ｍｍ／ｍ未満かそれに等しい、好ましくは５ｍｍ／ｍ未満であるたわみよって特徴付けられる。
【０００９】
炭素含有量が、
０．１％≦Ｃ−Ｔｉ／４−Ｚｒ／８＋７×Ｎ／８≦０．２％
である場合は、好ましくは、硬度は２８０ＨＢ〜４５０ＨＢの範囲である。
【００１０】
炭素含有量が、
０．２％＜Ｃ−Ｔｉ／４−Ｚｒ／８＋７×Ｎ／８≦０．３％
である場合は、好ましくは、硬度は３８０ＨＢ〜５５０ＨＢである。
【００１１】
炭素含有量が、
０．３％＜Ｃ−Ｔｉ／４−Ｚｒ／８＋７×Ｎ／８≦０．５％
である場合は、好ましくは、硬度は４５０ＨＢ〜６５０ＨＢである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、より詳細に、しかし非限定的に記載され、例を参照して説明されることになる。
【００１３】
本発明による板を製造するために、重量％で以下の化学組成を含む鋼が製造される：
−０．３５％〜０．８％の、好ましくは、０．４５％を超える、または０．５％を超える炭素、および０％〜２％のチタン、０％〜４％のジルコニウム、ただし、これらの含有量は、０．０５％≦Ｔｉ＋Ｚｒ／２≦２％でなければならない。炭素は、第１に、十分な硬度のマルテンサイト組織を達成すること、第２に、炭化チタンおよび／または炭化ジルコニウムを形成することが意図されている。Ｔｉ＋Ｚｒ／２の総計は、最少の炭化物が形成されるように、０．０５％を超え、好ましくは０．１０％を超え、さらに有利には、０．３％を超え、または０．５％さえも超えなければならならないが、一定水準を超えると、靭性および用途に対する適合性が阻害されるので、２％未満、好ましくは、０．９％未満またはそれに等しくなければならない。
−０％（または痕跡水準）から２％のケイ素および０％（または痕跡水準）から２％のアルミニウム、Ｓｉ＋Ａｌの総計は０．３５％〜２％、好ましくは０．５％を超え、より有利には、さらに０．７％を超える。脱酸素剤であるこれらの元素は、さらに、多量の炭素で満たされている準安定残留オーステナイトの生成を促進する効果を有し、準安定残留オーステナイトのマルテンサイトへの変態は、炭化チタンの固定化（ａｎｃｈｏｒｉｎｇ）を促進する大きな膨張を伴っている。
−０％（または痕跡水準）から２％または２．５％ものマンガン、０％（または痕跡水準）から４％または５％ものニッケルおよび０％（または痕跡水準）から４％または５％ものクロム、これらは、十分な水準の急冷性（ｑｕｅｎｃｈａｂｉｌｉｔｙ）を得るため、およびさまざまな機械的特性および用途の特性を調整するためである。ニッケルは、特に靭性に対する有利な効果を有するが、その元素は高価である。また、クロムもマルテンサイトまたはベイナイトにおいて微細な炭化物を形成する。
−０％（または痕跡水準）から０．５０％のモリブデン。この元素は、急冷性を増大させ、特に冷却時の自己焼もどしによる析出により、マルテンサイトまたはベイナイト中に、微細な、硬化性炭化物（ｈａｒｄｅｎｉｎｇ ｃａｒｂｉｄｅｓ）を形成する。所望の効果を得るために、特に、硬化炭化物の析出に関しては、０．５０％の含有量を超える必要はない。モリブデンは、完全にまたは部分的に、２倍の重量のタングステンにより置換されうる。それにも係わらず、この置換はモリブデンに対して有利さを提供することはなく、より高価であるので、実際的には望ましくない。
−場合により、０％から１．５％の銅。この元素は、溶接性（ｗｅｌｄａｂｌｉｔｙ）を妨害することなく、追加の硬化をもたらすことができる。１．５％の水準を超えると、その元素は、実質的ないかなる効果も有さず、熱間圧延を困難にし、不必要に高価である。
−０％から０．０２％のホウ素。この元素は、急冷性を増すために、場合により添加されうる。その効果を得るために、ホウ素の含有量は、好ましくは、０．０００５％、またはより有利には、０．００１％を超えなければならず、実質的に０．０１％を超える必要はない。
−０．１５％までの硫黄。この元素は、一般的には０．００５％またはそれ以下に限定される残留物であるが、加工性を改善するために、その含有量は任意に増加されうる。硫黄が存在する場合には、熱間における変態に関する問題を防止するために、マンガンの含有量は、硫黄含有量の７倍を超えなければならないことは注目されるべきである。
−場合により、耐摩耗性を改善する比較的粗い炭化物を形成するために、Ｎｂ／２＋Ｔａ／４＋Ｖが０．５％未満になるような含有量での、ニオブ、タンタルおよびバナジウムから選択される、少なくとも１種の元素。しかし、これらの元素によって形成された炭化物は、チタンまたはジルコニウムによって形成されたものより効果が小さく、そのために、これらは、場合によって選択されるものであり、限定された量で添加される。
−場合により、それぞれ０．１％未満の含有量での、セレン、テルル、カルシウム、ビスマスおよび鉛から選択される１種または複数の元素。これらの元素は、加工性を改善するように意図されている。鋼がＳｅおよび／またはＴｅを含有する場合は、マンガンの含有量は、硫黄含有量を考慮に入れて、セレン化マンガンまたはテルル化マンガンが形成することができるようでなければならないことは注目するべきである。
−鉄および製造操作に由来する不純物である残部。不純物は、特に、その含有量が製造方法によって決まる窒素を含むが、一般的に０．０３％を超えることはない。この元素は、チタンまたはジルコニウムと反応することができて窒化物を形成するが、窒化物は靭性を損なわないために、粗すぎてはならない。粗い窒化物の形成を防止するために、例えば、酸化された溶鋼に接触させて、酸化チタンまたは酸化ジルコニウムで満たされているスラグなどの酸化された相を配置し、次いで、チタンまたはジルコニウムを、酸化された相から溶鋼にゆっくりと拡散させるために、溶鋼を脱酸素することによって、チタンおよびジルコニウムは、非常に漸進的に溶鋼に添加されることができる。
【００１４】
さらに、満足すべき性質を得るために、炭素、チタン、ジルコニウムおよび窒素の含有量は、次のようでなければならない：
０．１％≦Ｃ−Ｔｉ／４−Ｚｒ／８＋７×Ｎ／８≦０．５５％
Ｃ−Ｔｉ／４−Ｚｒ／８＋７×Ｎ／８＝Ｃ＊という式は、炭化チタンおよび炭化ジルコニウムが析出した後の遊離炭素の含有量を、窒化チタンおよび窒化ジルコニウムの形成を考慮して、表している。この遊離炭素Ｃ＊は、最小の硬度を有するマルテンサイトを得るために、０．１％を超え、好ましくは０．２２％を超えるかそれに等しくなければならないが、０．５５％を超えると、靭性および使用の適合性が極端に損なわれる。
【００１５】
さらに、この化学組成は、製造するのが望ましい板の厚さを考慮に入れて、鋼の急冷性が十分となるように、選択されなければならない。その目的のために、この化学組成は、以下の関係を満たさなければならない：
Ｑｕｅｎｃｈ＝１．０５×Ｍｎ＋０．５４×Ｎｉ＋０．５０×Ｃｒ＋０．３×（Ｍｏ＋Ｗ／２）１／２＋Ｋ＞１．８、またはより有利には２、
ただし、Ｂ＞０．０００５％またはそれに等しいときは、Ｋ＝０．５、Ｂ＜０．０００５％のときは、Ｋ＝０である。
【００１６】
より詳細には、Ｑｕｅｎｃｈが１．８〜２の場合は、残留オーステナイトの形成を促進するために、ケイ素の含有量が０．５％を超えることが好ましいということは注目されるべきである。
【００１７】
さらに、Ｔｉ、ＺｒおよびＮの含有量は、炭化物の含有量が十分になるように、好ましくはＴｉ＋Ｚｒ／２−７×Ｎ／２≧０．０５％、より有利には０．１％を超え、より一層有利には０．３％を超えなければならない。
【００１８】
最後に、良好な耐摩耗性を得るために、鋼の微視的組織は、マルテンサイトまたはベイナイトまたはそれら２つの組織の混合物および５％〜２０％の残留オーステナイトから構成され、さらに、その組織は、高温で形成される粗い炭化チタンまたは炭化ジルコニウム、または炭化ニオブ、炭化タンタルまたは炭化バナジウムを含んでいる。発明者らは、耐摩耗性を改善するための粗い炭化物の有効性は、これらの早期分離によって阻害されうること、およびその分離は、摩耗現象の影響を受けて新しいマルテンサイトに変態される準安定オーステナイトが存在することにより、阻止されうることを示した。準安定オーステナイトの新しいマルテンサイトへの変態は、膨張によって引き起こされるので、摩耗されたサブレーヤ（ｓｕｂ−ｌａｙｅｒ）における変態により、炭化物の分離に対する抵抗が増大し、そのようにして、耐摩耗性が改善される。
【００１９】
さらに、鋼の硬度が大きく、脆化（ｅｍｂｒｉｔｔｌｉｎｇ）炭化チタンが存在すると、プラニシング操作をできる限り限定することが必要となる。この観点から、発明者らは、ベイナイト／マルテンサイト変態領域における冷却を十分遅くすることによって、製品の残留変形が低減され、プラニシング操作を限定することができることを証明した。発明者らは、加工物または板を、冷却速度Ｖｒ＜１１５０×ｅｐ−１．７（式中、ｅｐはｍｍで表示された板の厚さであり、冷却速度は、℃／ｓで表されている）で、温度Ｔ＝８００−２７０×Ｃ＊−９０×Ｍｎ−３７×Ｎｉ−７０×Ｃｒ−８３×（Ｍｏ＋Ｗ／２）（℃で表示されている）以下において、冷却することにより、第１に、残留オーステナイトが大きな割合を占める製造が促進され、第２に相変化により引き起こされる残留応力が低減されることを証明した。
【００２０】
良好な耐摩耗性を有する非常に平坦な板を製造するために、鋼が製造され、スラブまたは棒材の形状に成形される。所望の組織および良好な表面平坦性の両方が、さらなるプラニシングなしにまたは限定されたプラニシングによって、得られることを可能にする熱加工を受ける板を得るために、スラブまたは棒材は、熱間圧延される。熱加工は、圧延ヒート（ｒｏｌｌｉｎｇ ｈｅａｔ）において、直ちに実施されるか、または、場合により、冷間プラニシングまたは中程度の温度におけるプラニシングの後で実施されうる。
【００２１】
熱加工操作を実施するために：
−鋼は、完全なオーステナイト組織を鋼に与えるために、ＡＣ３点を超えて加熱される、
−次いで、鋼は、温度Ｔ＝８００−２７０×Ｃ＊−９０×Ｍｎ−３７×Ｎｉ−７０×Ｃｒ−８３×（Ｍｏ＋Ｗ／２）（℃で表示されている）に等しいか少し（約５０℃より高い）低い温度にまで、臨界ベイナイト変態速度より大きい、平均冷却速度で冷却される、
−次いで、板は、このように定義された温度（すなわち、ほぼＴからＴ−５０℃）と約１００℃との間を、（所望の組織を得るため）に０．１℃／ｓ（十分な硬度を得るため）から１１５０×ｅｐ−１．７までの平均中心部冷却速度Ｖｒで冷却される、
−さらに、板は、必須ではないが、好ましくはゆっくりした速度で、周囲温度まで冷却される。
【００２２】
さらに、３５０℃未満またはそれに等しい温度で、好ましくは２５０℃未満またはそれに等しい温度で、応力除去の加工操作を実施することが可能である。
【００２３】
このようなやり方で、プラニシングなしのまたは適度のプラニシングによる、１メートル当たり１２ｍｍ未満のたわみによって特徴付けられる、厚さが２ｍｍ〜１５０ｍｍでありうる、優れた表面平坦性を有する板が得られる。板は、２８０ＨＢ〜６５０ＨＢの硬度を有する。この硬度は、主として遊離炭素の含有量Ｃ＊＝Ｃ−Ｔｉ／４−Ｚｒ／８＋７×Ｎ／８によって決まる。
【００２４】
遊離炭素の含有量Ｃ＊に応じて、硬度を増す水準に対応する複数の範囲を定義することが可能であり、特に：
ａ）０．１％≦Ｃ＊≦０．２％、硬度は、ほぼ２８０ＨＢ〜４５０ＨＢの間である。
ｂ）０．２％＜Ｃ＊≦０．３％、硬度は、ほぼ３８０ＨＢ〜５５０ＨＢの間である。
ｃ）０．３％＜Ｃ＊≦０．５％、硬度は、ほぼ４５０ＨＢ〜６５０ＨＢの間である。
【００２５】
硬度は、遊離炭素の含有量Ｃ＊の関数であるので、非常に異なる含有量のチタンまたはジルコニウムにより、同一の硬度が得られうる。硬度が等しくても、チタンまたはジルコニウムの含有量が増大するにつれ、耐摩耗性が高くなる。同様に、チタンまたはジルコニウムの含有量が等しくても、硬度が大きくなるにつれて耐摩耗性が改善される。さらに、遊離炭素の含有量が減少するにつれて、鋼を使用することが容易になるが、遊離炭素の含有量が等しくても、チタン含有量が減少するにつれて、延性が改善される。これらをすべて考察することにより、用途のそれぞれの分野に最も適したすべての特性をもたらすように、炭素、およびチタンまたはジルコニウムの含有量が選択されうる。
【００２６】
硬度の水準に応じて、用途は、例えば：
−２８０ＨＢ〜４５０ＨＢ：スコップ、トラックまたはダンプカー用のバケット、集塵器の遮蔽、ホッパー、凝集体の鋳型（ｍｏｕｌｄ ｆｏｒ ａｇｇｒｅｇａｔｅｓ）、
−３８０ＨＢ〜５５０ＨＢ：衝撃粉砕機の遮蔽、ブルドーザのブレード、グラブバケットのブレード、篩の格子、
−４５０ＨＢ〜６５０ＨＢ：円筒型粉砕機の遮蔽用の板、スコップの補強要素、前面ブレード（ｌｅａｄｉｎｇ ｂｌａｄｅｓ）の下の補強要素、水切りブレードの遮蔽、前縁
である。
【００２７】
例として、本発明によるＡ〜Ｇおよび従来技術によるＨ〜Ｊと明記された鋼板を考察する。１０−３重量％で表示された鋼の化学組成、ならびに硬度、組織の残留オーステナイト含有量および耐摩耗性数値Ｒｕｓが、表１に要約されている。
【００２８】
【表１】
耐摩耗性値Ｒｕｓは、段階的な粒径を有するケイ岩の凝集体を収容している容器内で、回転される角柱試験片の重量減の逆対数として変化する。
【００２９】
すべての板は３０ｍｍの厚さを有し、鋼Ａ〜Ｇに対応する板は、９００℃でオーステナイト化された後、本発明に従って急冷されている。
【００３０】
オーステナイト化後の冷却条件は以下の通りである：
−鋼ＢおよびＤの板について：本発明に従って、上記で定義された温度Ｔより上では０．７℃／ｓの平均速度で、それ以下では０．１３℃／ｓの平均速度で冷却すること、
−鋼Ａ、Ｃ、Ｅ、Ｆ、Ｇの板について：本発明に従って、上記で定義された温度Ｔより上では６℃／ｓの平均速度で、それ以下では１．４℃／ｓの平均速度で冷却すること、
−比較として与えられた鋼Ｈ、Ｉ、Ｊの板について：９００℃でのオーステナイト化、次いで、上記で定義された温度Ｔより上では２０℃／ｓの平均速度で、それ以下では１２℃／ｓの平均速度で冷却すること。
【００３１】
本発明による板は、残留オーステナイトを５％〜２０％含有するマルテンサイト／ベイナイト組織を有するが、比較として与えられた板は、完全なマルテンサイト組織、つまり、マルテンサイトであり、残留オーステナイトを２または３％より多く含有することはない。すべての板は、炭化物を含有している。
【００３２】
耐摩耗性の比較により、類似の硬度およびチタン含有量であっても、本発明による板は、従来技術による板より平均で０．５大きい係数Ｒｕｓを有することが分かる。特に、組織が実質的に異なる実施例ＡおよびＨ（Ａは１０％の残留オーステナイト含有量、Ｈは完全なマルテンサイト組織）を比較すると、組織中に残留オーステナイトが存在する範囲が分かる。残留オーステナイト含有量の差が、熱加工操作の相違およびケイ素含有量の相違の両方に由来することは、注目されるべきである。
【００３３】
他の点ではすべてのことが実質的に等しくても、炭化チタンに起因すると考えることができる耐摩耗性への寄与は、炭化チタンが本発明による残留オーステナイトと組み合わせて存在する場合は、これらの炭化物が、実質的に残留オーステナイトを含まないマトリックス内部で析出された場合に較べて、著しく高いことがさらに観測される。したがって、チタン（したがって、ＴｉＣ、炭素はまだ過剰である）含有量の差が類似の場合に関しては、チタンによりもたらされる抵抗の増大という点では、鋼Ｆ、Ｇ（本発明による）の対は、鋼Ｉ、Ｊの対と明確に異なる。Ｆ、ＧではＴｉの０．２４５％によってもたらされた抵抗Ｒｕｓの増加は、０．４６であるが、対Ｉ、Ｊの場合におけるＴｉの０．２６５％の差に関しては、増加は０．３１に過ぎない。
【００３４】
この観測は、マトリックスが、摩耗応力の影響を受けて膨張により硬いマルテンサイトに変態されうる残留オーステナイトを含有する場合は、周囲のマトリックスによる、炭化チタンに対する絞り出し効果（ｓｑｕｅｅｚｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ）が増大したことに起因させることができる。
【００３５】
さらに、本発明による鋼板の、プラニシングなしの、冷却後の変形は、１０ｍｍ／ｍ未満であり、鋼板Ｈでは約１５ｍｍ／ｍである。
【００３６】
実際、本発明による製品の本来の変形がより小さいので、このことは、プラニシングなしの製品を供給する可能性、または表面平坦性の観点から見た、より厳しい要求（例えば、５ｍｍ／ｍ）に応じるためのプラニシングが、より容易に、導入される応力がより小さい状態で行われることに結びつく。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
摩耗に対して抵抗性であり、および、化学組成が、重量を基準として、
【数１】
場合により、０％から１．５％の銅、
場合により、Ｎｂ／２＋Ｔａ／４＋Ｖ≦０．５％となるような含有量での、Ｎｂ、ＴａおよびＶから、選択される少なくとも１種の元素、
場合により、０．１％未満またはこれに等しい含有量での、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃａ、Ｂｉ、Ｐｂから選択される少なくとも１種の元素
を含み、
残部は、鉄および製造操作に由来する不純物であり、
さらに、前記化学組成は、
０．１％≦Ｃ−Ｔｉ／４−Ｚｒ／８＋７×Ｎ／８≦０．５５％
および：
Ｔｉ＋Ｚｒ／２−７×Ｎ／２≧０．０５％
および：
１．０５×Ｍｎ＋０．５４×Ｎｉ＋０．５０×Ｃｒ＋０．３×（Ｍｏ＋Ｗ／２）１／２＋Ｋ＞１．８、（ただし、Ｂ≧０．０００５％のときは、Ｋ＝０．５、Ｂ＜０．０００５％のときは、Ｋ＝０）
の関係を満たす鋼の加工物、例えば板の製造方法であって、
板は、急冷を行うために、熱急冷処理操作にかけられ、この操作は、例えば圧延ヒートなどの高温状態で成形するためのヒート中で、あるいはオーステナイト化の後で、炉内での再加熱により行われ、
加工物または板は、ＡＣ３より高い温度と、Ｔ＝８００−２７０×Ｃ＊−９０×Ｍｎ−３７×Ｎｉ−７０×Ｃｒ−８３×（Ｍｏ＋Ｗ／２）（ただし、Ｃ＊＝Ｃ−Ｔｉ／４−Ｚｒ／８＋７×Ｎ／８）からＴ−５０℃の範囲にある温度との間で、０．５℃／ｓより大きな平均冷却速度で冷却され、
次いで、加工物または板は、Ｖｒ＜１１５０×ｅｐ−１．７であり、および０．１℃／ｓより大きい範囲にある中心部冷却速度Ｖｒで、温度Ｔと１００℃の間で冷却され、ただし、ｅｐはｍｍで表された板の厚さであり、
加工物または板は、周囲温度まで冷却され、場合によりプラニシングが実施される前記方法。
【請求項２】
１．０５×Ｍｎ＋０．５４×Ｎｉ＋０．５０×Ｃｒ＋０．３×（Ｍｏ＋Ｗ／２）１／２＋Ｋ＞２であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
Ｃ＞０．４５％であることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
Ｓｉ＋Ａｌ＞０．５％であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
Ｔｉ＋Ｚｒ／２＞０．１０％であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
Ｔｉ＋Ｚｒ／２＞０．３０％であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
Ｃ＊≧０．２２％であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
さらに、３５０℃未満またはそれに等しい温度において、焼もどしを実施することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
鋼にチタンを添加するために、溶鋼が、チタンを含有するスラグに接触して配置され、スラグのチタンが、溶鋼の中へゆっくりと拡散するようにさせられることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
摩耗に対して抵抗性であり、および、化学組成が、重量を基準として、
【数２】
場合により、０％から１．５％の銅、
場合により、Ｎｂ／２＋Ｔａ／４＋Ｖ≦０．５％となるような含有量で、Ｎｂ、ＴａおよびＶから、選択される少なくとも１種の元素、
場合により、０．１％未満またはこれに等しい含有量で、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃａ、Ｂｉ、Ｐｂから選択される少なくとも１種の元素
を含み、
残部は、鉄および製造操作に由来する不純物であり、
さらに、前記化学組成が、
０．１％≦Ｃ−Ｔｉ／４−Ｚｒ／８＋７×Ｎ／８≦０．５５％
および：
Ｔｉ＋Ｚｒ／２−７×Ｎ／２≧０．０５％
および：
１．０５×Ｍｎ＋０．５４×Ｎｉ＋０．５０×Ｃｒ＋０．３×（Ｍｏ＋Ｗ／２）１／２＋Ｋ＞１．８、（ただし、Ｂ≧０．０００５％のときは、Ｋ＝０．５、Ｂ＜０．０００５％のときは、Ｋ＝０）
の関係を満たしている鋼の加工物、例えば板であって、
表面平坦性が１２ｍｍ／ｍ未満のたわみにより特徴付けられ、鋼はマルテンサイトまたはマルテンサイト／ベイナイト組織を有し、さらに、前記組織は５％から２０％の残留オーステナイトおよび炭化物を含有している、前記加工物および特に板。
【請求項１１】
１．０５×Ｍｎ＋０．５４×Ｎｉ＋０．５０×Ｃｒ＋０．３×（Ｍｏ＋Ｗ／２）１／２＋Ｋ＞２であることを特徴とする請求項１０に記載の加工物。
【請求項１２】
Ｃ＞０．４５％であることを特徴とする請求項１０または１１に記載の加工物。
【請求項１３】
Ｓｉ＋Ａｌ＞０．５％であることを特徴とする請求項１０から１２のいずれか一項に記載の加工物。
【請求項１４】
Ｔｉ＋Ｚｒ／２＞０．１０％であることを特徴とする請求項１０から１３のいずれか一項に記載の加工物。
【請求項１５】
Ｔｉ＋Ｚｒ／２＞０．３０％であることを特徴とする請求項１０から１４のいずれか一項に記載の加工物。
【請求項１６】
Ｃ＊≧０．２２％であることを特徴とする請求項１０から１５のいずれか一項に記載の加工物。
【請求項１７】
２ｍｍから１５０ｍｍの厚さを有し、表面平坦性が１２ｍｍ／ｍ未満のたわみにより特徴付けられる板であることを特徴とする請求項１０から１６のいずれか一項に記載の加工物。
【請求項１８】
硬度が、２８０ＨＢから４５０ＨＢであり、および
０．１％≦Ｃ−Ｔｉ／４−Ｚｒ／８＋７×Ｎ／８≦０．２％
であることを特徴とする請求項１０から１７のいずれか一項に記載の加工物。
【請求項１９】
硬度が、３８０ＨＢから５５０ＨＢであり、および
０．２％＜Ｃ−Ｔｉ／４−Ｚｒ／８＋７×Ｎ／８≦０．３％
であることを特徴とする請求項１０から１７のいずれか一項に記載の加工物。
【請求項２０】
硬度が、４５０ＨＢから６５０ＨＢであり、および
０．３％＜Ｃ−Ｔｉ／４−Ｚｒ／８＋７×Ｎ／８≦０．５％
であることを特徴とする請求項１０から１７のいずれか一項に記載の加工物。
【請求項１】
摩耗に対して抵抗性であり、および、化学組成が、重量を基準として、
【数１】
場合により、０％から１．５％の銅、
場合により、Ｎｂ／２＋Ｔａ／４＋Ｖ≦０．５％となるような含有量での、Ｎｂ、ＴａおよびＶから、選択される少なくとも１種の元素、
場合により、０．１％未満またはこれに等しい含有量での、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃａ、Ｂｉ、Ｐｂから選択される少なくとも１種の元素
を含み、
残部は、鉄および製造操作に由来する不純物であり、
さらに、前記化学組成は、
０．１％≦Ｃ−Ｔｉ／４−Ｚｒ／８＋７×Ｎ／８≦０．５５％
および：
Ｔｉ＋Ｚｒ／２−７×Ｎ／２≧０．０５％
および：
１．０５×Ｍｎ＋０．５４×Ｎｉ＋０．５０×Ｃｒ＋０．３×（Ｍｏ＋Ｗ／２）１／２＋Ｋ＞１．８、（ただし、Ｂ≧０．０００５％のときは、Ｋ＝０．５、Ｂ＜０．０００５％のときは、Ｋ＝０）
の関係を満たす鋼の加工物、例えば板の製造方法であって、
板は、急冷を行うために、熱急冷処理操作にかけられ、この操作は、例えば圧延ヒートなどの高温状態で成形するためのヒート中で、あるいはオーステナイト化の後で、炉内での再加熱により行われ、
加工物または板は、ＡＣ３より高い温度と、Ｔ＝８００−２７０×Ｃ＊−９０×Ｍｎ−３７×Ｎｉ−７０×Ｃｒ−８３×（Ｍｏ＋Ｗ／２）（ただし、Ｃ＊＝Ｃ−Ｔｉ／４−Ｚｒ／８＋７×Ｎ／８）からＴ−５０℃の範囲にある温度との間で、０．５℃／ｓより大きな平均冷却速度で冷却され、
次いで、加工物または板は、Ｖｒ＜１１５０×ｅｐ−１．７であり、および０．１℃／ｓより大きい範囲にある中心部冷却速度Ｖｒで、温度Ｔと１００℃の間で冷却され、ただし、ｅｐはｍｍで表された板の厚さであり、
加工物または板は、周囲温度まで冷却され、場合によりプラニシングが実施される前記方法。
【請求項２】
１．０５×Ｍｎ＋０．５４×Ｎｉ＋０．５０×Ｃｒ＋０．３×（Ｍｏ＋Ｗ／２）１／２＋Ｋ＞２であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
Ｃ＞０．４５％であることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
Ｓｉ＋Ａｌ＞０．５％であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
Ｔｉ＋Ｚｒ／２＞０．１０％であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
Ｔｉ＋Ｚｒ／２＞０．３０％であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
Ｃ＊≧０．２２％であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
さらに、３５０℃未満またはそれに等しい温度において、焼もどしを実施することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
鋼にチタンを添加するために、溶鋼が、チタンを含有するスラグに接触して配置され、スラグのチタンが、溶鋼の中へゆっくりと拡散するようにさせられることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
摩耗に対して抵抗性であり、および、化学組成が、重量を基準として、
【数２】
場合により、０％から１．５％の銅、
場合により、Ｎｂ／２＋Ｔａ／４＋Ｖ≦０．５％となるような含有量で、Ｎｂ、ＴａおよびＶから、選択される少なくとも１種の元素、
場合により、０．１％未満またはこれに等しい含有量で、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃａ、Ｂｉ、Ｐｂから選択される少なくとも１種の元素
を含み、
残部は、鉄および製造操作に由来する不純物であり、
さらに、前記化学組成が、
０．１％≦Ｃ−Ｔｉ／４−Ｚｒ／８＋７×Ｎ／８≦０．５５％
および：
Ｔｉ＋Ｚｒ／２−７×Ｎ／２≧０．０５％
および：
１．０５×Ｍｎ＋０．５４×Ｎｉ＋０．５０×Ｃｒ＋０．３×（Ｍｏ＋Ｗ／２）１／２＋Ｋ＞１．８、（ただし、Ｂ≧０．０００５％のときは、Ｋ＝０．５、Ｂ＜０．０００５％のときは、Ｋ＝０）
の関係を満たしている鋼の加工物、例えば板であって、
表面平坦性が１２ｍｍ／ｍ未満のたわみにより特徴付けられ、鋼はマルテンサイトまたはマルテンサイト／ベイナイト組織を有し、さらに、前記組織は５％から２０％の残留オーステナイトおよび炭化物を含有している、前記加工物および特に板。
【請求項１１】
１．０５×Ｍｎ＋０．５４×Ｎｉ＋０．５０×Ｃｒ＋０．３×（Ｍｏ＋Ｗ／２）１／２＋Ｋ＞２であることを特徴とする請求項１０に記載の加工物。
【請求項１２】
Ｃ＞０．４５％であることを特徴とする請求項１０または１１に記載の加工物。
【請求項１３】
Ｓｉ＋Ａｌ＞０．５％であることを特徴とする請求項１０から１２のいずれか一項に記載の加工物。
【請求項１４】
Ｔｉ＋Ｚｒ／２＞０．１０％であることを特徴とする請求項１０から１３のいずれか一項に記載の加工物。
【請求項１５】
Ｔｉ＋Ｚｒ／２＞０．３０％であることを特徴とする請求項１０から１４のいずれか一項に記載の加工物。
【請求項１６】
Ｃ＊≧０．２２％であることを特徴とする請求項１０から１５のいずれか一項に記載の加工物。
【請求項１７】
２ｍｍから１５０ｍｍの厚さを有し、表面平坦性が１２ｍｍ／ｍ未満のたわみにより特徴付けられる板であることを特徴とする請求項１０から１６のいずれか一項に記載の加工物。
【請求項１８】
硬度が、２８０ＨＢから４５０ＨＢであり、および
０．１％≦Ｃ−Ｔｉ／４−Ｚｒ／８＋７×Ｎ／８≦０．２％
であることを特徴とする請求項１０から１７のいずれか一項に記載の加工物。
【請求項１９】
硬度が、３８０ＨＢから５５０ＨＢであり、および
０．２％＜Ｃ−Ｔｉ／４−Ｚｒ／８＋７×Ｎ／８≦０．３％
であることを特徴とする請求項１０から１７のいずれか一項に記載の加工物。
【請求項２０】
硬度が、４５０ＨＢから６５０ＨＢであり、および
０．３％＜Ｃ−Ｔｉ／４−Ｚｒ／８＋７×Ｎ／８≦０．５％
であることを特徴とする請求項１０から１７のいずれか一項に記載の加工物。
【公表番号】特表２００６−５０６５２８（Ｐ２００６−５０６５２８Ａ）
【公表日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−５５４５９５（Ｐ２００４−５５４５９５）
【出願日】平成１５年１１月１３日（２００３．１１．１３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２００３／００３３５９
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０４８６２０
【国際公開日】平成１６年６月１０日（２００４．６．１０）
【出願人】（５０５１８２７２０）
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１５年１１月１３日（２００３．１１．１３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２００３／００３３５９
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０４８６２０
【国際公開日】平成１６年６月１０日（２００４．６．１０）
【出願人】（５０５１８２７２０）
【Ｆターム（参考）】
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