金型鋼の合金
金型用鋼は工具鋼の一種で、冷間加工用金型鋼、熱間加工用金型鋼、プラスチック金型鋼など、さまざまな種類の成形工具に使用される。
金型用鋼を作るには、どのような元素を使うことができるのか？
- 主な合金：炭素（C）、ケイ素（Si）、マンガン（Mn）、リン（P）、硫黄（S）、ニッケル（Ni）、クロム（Cr）、モリブデン（Mo）、アルミニウム(Mo)、タングステン（W）、バナジウム（V）、コバルト（Co)
- その他の微量合金：チタン（Ti）、ニオブ（Nb）、銅（Cu）、アルミニウム（A1）。
- 非金属元素：窒素（N）と臭素（B）
金型材料に及ぼす各種合金元素の影響
1.炭素
これは、硬化性能と耐摩耗性を向上させるための主な合金元素である。 炭化物の形成の後のWolstadの亜鉄酸塩の凝固の堅くなる処置の他の合金によって、炭化物の粗雑さ、延性の靭性、機械切削加工性、溶接性で起因するオフセットの高められた確率によって引き起こされる鋼鉄鋳造に相対的なカーボンの高い内容が付いている合金は否定的な影響をもたらす。
2.シリコン
利点：硬化能力、耐摩耗性、弾性限界の向上。
欠点：電気伝導性、靭性、熱伝導性、研磨性の低下。
3.マンガン
利点：製錬における酸素除去効果、硫黄と結合して硫化マンガンを合成しやすい、機械加工性が向上する、降伏点と引張強さを高めるのに役立つ。
4.リン
欠点：インゴットの硬化過程で粗大偏析が発生しやすく、鍛造後の応力焼鈍時に二次偏析が発生し、材料の均質性に重大な影響を及ぼす。 調質脆性の増加、靭性の低下、鍛造比の低下。
その非マイナス効果：ウォルシュタット鉄系ステンレ ス鋼中のリンPは降伏点強度を高め、析出硬化 プロセスに含まれるクロム(Cr)とニッケル(Ni)は 拡散強化効果に寄与する。
5.硫黄
欠点：硫化鉄を形成する鉄中の硫黄は、銅地金の硬化工程で偏析しやすく、粒界に囲まれた硫化鉄の熱間鍛造成形に深刻な影響を与える。硫黄はマンガンと結合しやすく、硫化マンガンを形成する。硫化マンガンは不純物（不純物）であり、純度に影響し、材料の堅さを低下させ、溶接部との結合が悪く、割れやすい。鏡面研磨が悪い、エッチングの均一性が悪い、金型の表面に髪の毛のような斑点が出やすい、硬質クロムメッキ（Chard chromiurm plated）や化学メッキ（Electroless Ni-plated） などの表面メッキがコーティング効果に影響する。
6.クロム
焼入れ性を高める（油冷、空冷）、マルテンサイトを生成しやすく、含有量が高すぎると衝撃強度（靭性）に悪影響を及ぼす。 炭素と共に炭化クロム(M7C3)を生成しやすく、耐摩耗性向上、靭性向上、水素脆化しにくい。クロム(Gr)含有量が13%以上のものは耐触性がある(ステンレス鋼)。 過剰なクロム含有は、熱伝導性、電気伝導性、研磨性、耐放電性、化学エッチング性を低下させる。
7.ニッケル
ニッケルは、炭化物を形成するために炭素と共晶していない、花エッチングをかむことは容易ではない、研磨が容易な良好な耐触性を有する単一の合金元素であり、靭性を向上させ、タッチの高温腐食に対する耐性と高温強度（延性が良好である）上記600℃、切断が良好ではない、ナイフを固執することは容易ではない、チップ除去、低熱膨張と低熱伝導に容易ではない。
8.モリブデン
モリブデンは、主に他の合金と凝固して合金炭化物（M6C）を形成し、基地硬度を強化し、耐焼戻し軟化性、耐食性、高温溶解およびホットスタンプに対する耐高温性、耐焼戻し脆性、および降伏強度と引張強さを増加させる熱間加工鋼の焼入れ能力を向上させる。 高速度鋼（M-35、M-42、M-45、M-50、M-52）に使用され、切削性能と高温強度を向上させます。
9.バナジウム
添加剤の二次精錬のバナジウムは、インゴットの凝固過程で、粒の粗大化を抑制するために、炭化物の形成を強化し、ウォルスタッドのその後の熱処理では、炭化物の凝固比を向上させるために、凝固に参加するのに十分な時間であるためにアイロンをかけ、粒の有効性は、粗大化することは容易ではなく、究極の硬化性能を達成するために。
炭化バナジウム (MC) の炭化物の硬度は HV 2600~3200 であり、摩耗粒子の付着および一般的な摩耗に対して高度な抵抗力があり、気性の軟化能力への抵抗力があり、強度のよい高い源、切削工具の刃の靭性 (欠けにくい) があります。
10.タングステン
タングステンは、強化炭化物を形成する主要な元素でもあり、その炭化物（MC）はHVまでの硬度：2250〜3200は、焼入れ能力、赤外線硬度、高温強度、焼戻し軟化抵抗を向上させることができる一般的に高温鋼と高速度鋼、ヒステリシス能力、強い飽和磁性に追加され、磁性材料の使用に追加されます。
11.コバルト
コバルトは炭素共晶に参加しないため、炭化物を形成しない。高温での結晶粒成長を抑制し、高温硬度を維持する能力が高く、高温強度および高温熱摩耗に対する耐性が高い。硬化能力を高め、ベース硬度と電位強度を強化する。 また、飽和容量と熱伝導性が良く、高級磁性材料や合金に使用される。
12.ニオビウム
炭化物形成の促進、母材硬度と耐薬品攻 撃性の向上、高温強度、潜在強度、破壊靭性 と耐摩耗性の向上。 近年、冷間工具鋼の機械的特性を向上させるために、微量のニオブ(Nb)が添加されている。
