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Written by AZoMSep 13 2012
Topics Covered
Introduction
化学組成
物理的性質
機械的性質
熱的性質
Other Designations
Fabrication and Heat Treatment
Machinability
Forming
Hardening
Welding
Heat Treatment
Forging
Cold Work
Annealing
Tempering
Martempering
ApplicationsIntroduction
冷間加工工具鋼は、高炭素鋼である。工具鋼は高炭素鋼で、さらにオイルハードニング鋼など3つのサブグループに分類されます。 高炭素、高クロム鋼、空気硬化鋼に分類されます。
O1タイプのオイルハードニング冷間圧造用鋼は、クロム、マンガン、タングステンからなり、比較的安価です。 O1型の詳細は以下のデータシートをご覧ください。
化学成分
O1型工具鋼の化学成分を以下の表に示します。
要素 含有率(%) C 0.85-1.00 Mn 1.00-1.40 Si 0.50 Cr 0.40-0.60 Ni 0.30 W 0.40-0.60 V 0.30 Cu 0.25 P 0.03 S 0.03 物理的性質
オワンツール鋼の物理的性質を以下の表にまとめました。
物性 mmetric Imperial 密度（62HRCに焼入れ） 7.81g/cm3 0.282 lb/in3 密度(@399°C/750°F, 62 HRCに硬化) 7.70 g/cm3 0.278 lb/in3 密度(@191°C/375°F, 62 HRCに硬化) 7.75 g/cm3 0.280 lb/in3 融点 1421°C 2590°F 機械的性質
O1鋼の機械的性質を以下に表にします。
物性 メートル法 インペリアル 硬さ。 ブリネル(ソフトアニール-納入条件) 190 190 硬さ、ロックウェルC(焼戻し温度300-1200°F) 34.0-64.0 34.0-64.0 弾性率（62 HRCに硬化） 193 GPa 28000 ksi 弾性率（@399℃/750°F, 172 GPa 25000 ksi 弾性率(@191℃/375°F, 62 HRCに硬化) 186 GPa 27000 ksi 圧縮降伏強度(0.2%、50HRCに硬化） 1350MPa 196000psi 圧縮降伏強度（0.2%, 55 HRCに焼入れ） 1800 MPa 261000 psi 圧縮降伏強度（0.2%, 60 HRCに焼入れ） 2150 MPa 312000 psi 圧縮降伏強度（0.2%、62HRCに硬化） 2200MPa 319000psi 熱的特性
以下の表はO1工具鋼の熱的特性を示しています。
物性値 条件 T(℃) 処理 熱膨張率 10.6 x 10-6/ºC 20-260 – その他の呼称
AISI O1工具鋼と同等のその他の呼称には次のものがあります：
- DIN 1.2510
- B.S. BO 1
- ASTM A681
- FED QQ-T-?570
- SAE J437
- SAE J438
- UNS T31501
加工と熱処理
O1鋼の被削性は非常に良好で、水硬性低合金鋼の90％の評価を得ています。
成形
O1鋼は焼なまし状態で、通常の方法で容易に成形することができます。
焼入れ
O1鋼は、780～820℃で完全に加熱されるまで均一に加熱する必要があります。 必要であれば、300～500℃で予熱することもできます。
溶接
O1鋼は溶接可能ですが、クラックが発生する危険性がありますが、特定の仕様で回避できます。
- 軟質焼鈍したO1工具鋼を溶接するときは、300～500℃に予熱し、その温度で溶接し、最後に直ちに応力を除去する必要がある。 構造用鋼の溶接には、Cr-Mo合金の電極が望ましい。
- 軟質焼鈍したO1工具鋼を硬化させるためには、硬化温度まで加熱した後、500℃まで冷却し、同じ温度で溶接する。 最後に焼入れを行う。 電極は硬い面を持つものが好ましい。
- O1工具鋼を焼入れ・焼戻しした状態で補修溶接する場合は、最低200℃の焼戻し温度まで予熱し、同じ焼戻し温度で溶接する。 最後に、すぐに最高焼戻し温度の300℃まで加熱し、2時間浸漬する。 電極は硬い面を持つものが好ましいです。
熱処理
熱処理では、O1鋼をゆっくりと649℃まで予熱した後、788～816℃で加熱します。
鍛造
O1鋼の鍛造は、1038℃から857℃まで可能ですが、816℃以下ではできません。
冷間加工
O1鋼は、通常の方法で焼鈍状態で容易に冷間加工できます。
焼鈍
焼鈍は788℃で行い、その後1時間に4℃以下の徐冷を行います。
焼戻し
O1鋼の焼戻しは177～260℃で行い、ロックウェルC硬度は62～57になります。
マルテンパリング
マルテンパリングは、適切な塩浴装置とともに使用できる代替硬化方法です。
用途
O1鋼は、主に常温で動作する冷間成形金型、ブランキング金型、切削工具などのショートランツーリングに使用されます。