JP2014012887A - マルエージング鋼 - Google Patents

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Abstract

【課題】2300MPa以上の引張強度を有し、かつ、靱延性及び疲労特性に優れたマルエージング鋼を提供すること。
【解決手段】0.10≦C≦0.30mass%、6.0≦Ni≦9.4mass%、11.0≦Co≦20.0mass%、1.0≦Mo≦6.0mass%、2.0≦Cr≦6.0mass%、0.5≦Al≦1.3mass%、及び、Ti≦0.1mass%を含み、残部がFe及び不可避的不純物からなり、1.00≦A≦1.08を満たすマルエージング鋼。但し、A=0.95+0.35×[C]−0.0092×[Ni]+0.011×[Co]−0.02×[Cr]−0.001×[Mo]、[]は、各元素の含有量(mass%)。
【選択図】なし

Description

本発明は、マルエージング鋼に関し、さらに詳しくは、エンジンシャフトなどに用いられる強度及び靱延性に優れたマルエージング鋼に関する。
マルエージング鋼は、無炭素又は低炭素で、かつ、Ni、Co、Mo、Tiなどを多量に含む鋼を固溶化熱処理及び焼入れ+時効処理することにより得られる鋼である。
マルエージング鋼は、
(1)焼入れ状態で柔らかいマルテンサイトが生成するため、加工性が良い、
(2)時効処理によってマルテンサイト地にNi3Mo、Fe2Mo、Ni3Tiなどの金属間化合物が析出するため、極めて高強度である、
(3)高強度であるにもかかわらず、靱延性が高い、
という特徴がある。
そのため、マルエージング鋼は、宇宙・航空機用の構造材料(例えば、エンジンシャフト)、自動車用の構造材料、高圧容器、工具材料などに用いられている。
従来、航空機用のエンジンシャフトには、250ksi(1724MPa)級18Niマルエージング鋼(Fe−18Ni−9Co−5Mo−0.5Ti−0.1Al)が使用されている。しかしながら、近年の排出ガス規制強化などの大気汚染への改善志向から、航空機においても高効率化が求められている。エンジン設計上、高出力、小型化、軽量化に耐えうる高強度素材に対する要求が大きい。
このような高強度素材に関しては、従来から種々の提案がなされている。
例えば、特許文献1には、C:0.05〜0.20重量%、Si:2.0重量%以下、Mn:3.0重量%以下、Ni:4.1〜9.5重量%、Cr:2.1〜8.0%、Mo:0.1〜4.5重量%又はMoの一部あるいは全量を2倍量で置換したW、Al:0.2〜2.0重量%、Cu:0.3〜3.0重量%を含み、残部鉄及び不可避的不純物からなる超高張力強靱鋼が開示されている。
同文献には、低炭素Ni−Cr−Mo鋼に対してCuとAlを複合添加することにより、靱性、溶接性を大きく損なうことなく、150kg/mm2(1471MPa)以上の強度が得られる点が記載されている。
また、特許文献2には、Ni:約10〜18wt%、Co:約8〜16wt%、Mo:約1〜5wt%、Al:0.5〜1.3wt%、Cr:約1〜3wt%、C:約0.3wt%以下、Ti:約0.10wt%未満、残部がFe及び不可避的不純物からなり、微細な金属間化合物と炭化物の双方を析出させた高強度、高耐疲労性鋼が開示されている。
同文献の表2には、このような材料の引張強度が284〜327ksi(1959〜2255MPa)であり、伸びが7〜15%である点が記載されている。
マルエージング鋼は、一般に、靱延性に優れる高強度材であるが、2000MPaを超える引張強度域での靱延性及び耐疲労性の確保が難しいことが知られている。そのため、汎用材として、250ksi級18Niマルエージング鋼が利用されているに留まっている。
一方、汎用材の高グレード材として、特許文献2に記載の鋼種も知られている。しかしながら、航空機の高効率化等に応えるためには、靱延性及び耐疲労性を低下させることなく、更なる高強度化(2300MPa以上)が必要とされている。
特開昭53−30916号公報 米国特許第5,393,488号
本発明が解決しようとする課題は、2300MPa以上の引張強度を有し、かつ、靱延性及び疲労特性に優れたマルエージング鋼を提供することにある。
上記課題を解決するために本発明に係るマルエージング鋼は、
0.10≦C≦0.30mass%、
6.0≦Ni≦9.4mass%、
11.0≦Co≦20.0mass%、
1.0≦Mo≦6.0mass%、
2.0≦Cr≦6.0mass%、
0.5≦Al≦1.3mass%、及び、
Ti≦0.1mass%
を含み、残部がFe及び不可避的不純物からなり、
次の(1)式を満たすことを要旨とする。
1.00≦A≦1.08 ・・・・(1)
但し、A=0.95+0.35×[C]−0.0092×[Ni]+0.011×[Co]−0.02×[Cr]−0.001×[Mo]、
[]は、各元素の含有量(mass%)。
主要元素の成分範囲を特定の範囲に限定すると同時に、(1)式を満たすようにC、Ni、Co、Cr及びMoの含有量を最適化すると、引張強度が2300MPa以上、伸びが7%以上であり、かつ、疲労特性に優れたマルエージング鋼が得られる。
以下に、本発明の一実施の形態について詳細に説明する。
[1. マルエージング鋼]
[1.1. 主構成元素]
本発明に係るマルエージング鋼は、以下のような元素を含み、残部がFe及び不可避的不純物からなる。添加元素の種類、その成分範囲、及び、その限定理由は、以下の通りである。
(1) 0.10≦C≦0.30mass%。
Cは、Mo2CなどのMoを含む炭化物を析出させ、母材強度の向上に寄与する。また、母材中に適量の炭化物が残存していると、固溶化熱処理時にγ粒径の粗大化が抑制される。旧γ粒径が微細であるほど、微細なマルテンサイトが生成し、高強度、かつ、高靱延性が得られる。このような効果を得るためには、C含有量は、0.10mass%以上である必要がある。C含有量は、さらに好ましくは、0.15mass%以上である。
一方、C含有量が過剰になると、Moを含む炭化物が多量に析出し、金属間化合物を析出させるためのMoが不足する。また、炭化物を固溶させるためには、より高い温度での固溶化熱処理が必要となり、γ粒径の粗大化を招く。その結果、γ粒径の粗大化を抑制し、かつ、炭化物を固溶させるための最適温度範囲が狭くなり、操業困難となる。従って、C含有量は、0.30mass%以下である必要がある。C含有量は、さらに好ましくは、0.25mass%以下である。
(2) 6.0≦Ni≦9.4mass%。
Niは、Ni3Mo、NiAlなどの金属間化合物を析出し、母材強度の向上に寄与する。このような効果を得るためには、Ni含有量は、6.0mass%以上である必要がある。Ni含有量は、さらに好ましくは、7.0mass%以上である。
一方、Ni含有量が過剰になると、過剰の金属間化合物を析出させるためにMoが消費され、Moを含む炭化物の析出量が減少する。従って、Ni含有量は、9.4mass%以下である必要がある。Ni含有量は、さらに好ましくは、9.0mass%以下である。
(3) 11.0≦Co≦20.0mass%。
Coは、母相中に固溶させておくことによって、Ni3Mo、NiAlなどの金属間化合物の析出を促進させる効果がある。このような効果を得るためには、Co含有量は、11.0mass%以上である必要がある。Co含有量は、さらに好ましくは、12.0mass%以上、さらに好ましくは、14.0mass%以上である。
一方、Co含有量が過剰になると、金属間化合物の析出が過剰に促進され、Moを含む炭化物の析出量が減少する。従って、Co含有量は、20.0mass%以下である必要がある。Co含有量は、さらに好ましくは、18.0mass%以下、さらに好ましくは、16.0mass%以下である。
(4) 1.0≦Mo≦6.0mass%。
Moは、Ni3Moなどの金属間化合物とMo2CなどのMoを含む炭化物を析出し、母材強度の向上に寄与する。このような効果を得るためには、Mo含有量は、1.0mass%以上である必要がある。Mo含有量は、さらに好ましくは、2.0mass%以上である。
一方、Mo含有量が過剰になると、凝固時に析出するMo2Cなどの炭化物を固溶させるためにより高い温度での熱処理が必要となり、γ粒径の粗大化を招く。その結果、γ粒径の粗大化を抑制し、かつ、炭化物を固溶させるための最適温度範囲が狭くなり、操業困難となる。従って、Mo含有量は、6.0mass%以下である必要がある。Mo含有量は、さらに好ましくは、5.0mass%以下である。
(5) 2.0≦Cr≦6.0mass%。
Crは、延性の改善に寄与する。Cr添加によって延性が改善されるのは、CrがMoを含む炭化物中に固溶し、炭化物の形状を球状化させているためと考えられる。このような効果を得るためには、Cr含有量は、2.0mass%以上である必要がある。Cr含有量は、さらに好ましくは、2.5mass%以上、さらに好ましくは、3.5mass%以上である。
一方、Cr含有量が過剰になると、強度が低下する。これは、Crの過剰添加によって、Moを含む炭化物が粗大化するためと考えられる。従って、Cr含有量は、6.0mass%以下である必要がある。Cr含有量は、さらに好ましくは、5.0mass%以下、さらに好ましくは、4.5mass%以下である。
(6) 0.5≦Al≦1.3mass%。
Alは、NiAlなどの金属間化合物を析出し、母材強度の向上に寄与する。このような効果を得るためには、Al含有量は、0.5mass%以上である必要がある。Al含有量は、さらに好ましくは、0.7mass%以上である。
一方、Al含有量が過剰になると、酸化物や窒化物を形成し、清浄度が低下する。また、母材中のAl固溶量が過剰になると、靱延性が低下する。従って、Al含有量は、1.3mass%以下である必要がある。Al含有量は、さらに好ましくは、1.2mass%以下である。
(7) Ti≦0.1mass%。
Tiは、TiC、TiNなどを形成し、清浄度を低下させる。従って、Ti含有量は、0.1mass%以下である必要がある。
[1.2. 成分バランス]
本発明に係るマルエージング鋼は、成分元素が上述の範囲にあることに加えて、さらに次の(1)式を満たしている必要がある。
1.00≦A≦1.08 ・・・・(1)
但し、A=0.95+0.35×[C]−0.0092×[Ni]+0.011×[Co]−0.02×[Cr]−0.001×[Mo]、
[]は、各元素の含有量(mass%)。
(1)式は、強度が高く、かつ、靱延性に優れたマルエージング鋼を得るために必要な各成分のバランスを表す経験式である。
A値が大きくなるほど、引張強度は向上する。2300MPaを超える引張強度を得るためには、A値は、1.00以上である必要がある。
一方、A値が大きくなりすぎると、伸びが低下する。7%以上の伸びを得るためには、A値は、1.08以下である必要がある。
[2. マルエージング鋼の製造方法]
本発明に係るマルエージング鋼の製造方法は、溶解工程と、再溶解工程と、均質化工程と、鍛造工程と、固溶化熱処理工程と、サブゼロ処理工程と、時効処理工程とを備えている。
[2.1. 溶解工程]
溶解工程は、所定の成分範囲となるように配合された原料を溶解・鋳造する工程である。使用する原料の履歴や溶解・鋳造条件は、特に限定されるものではなく、目的に応じて最適なものを選択することができる。強度及び耐疲労性に特に優れたマルエージング鋼を得るためには、鋼の清浄度を高めるのが好ましい。そのためには、原料の溶解は、真空中(例えば、真空誘導炉溶解法)で行うのが好ましい。
[2.2. 再溶解工程]
再溶解工程は、溶解工程で得られた鋳塊を再度、溶解・鋳造する工程である。再溶解工程は、必ずしも必要ではないが、再溶解を行うことにより鋼の清浄度がさらに向上し、鋼の耐疲労性が向上する。そのためには、再溶解は、真空中(例えば、真空アーク再溶解法)で行い、かつ、複数回繰り返すのが好ましい。
[2.3. 均質化工程]
均質化工程は、溶解工程又は再溶解工程で得られた鋳塊を所定の温度で加熱する工程である。均質化熱処理は、鋳造時に生じた偏析を除去するために行われる。均質化熱処理条件は、特に限定されるものではなく、凝固偏析を除去可能な条件であれば良い。均質化熱処理条件は、通常、加熱温度:1150〜1350℃、加熱時間:10時間以上、である。均質化熱処理後の鋳塊は、通常、空冷されるか、あるいは、赤熱状態のまま次工程に送られる。
[2.4. 鍛造工程]
鍛造工程は、均質化熱処理後の鋳塊を鍛造し、所定の形状に加工する工程である。鍛造は、通常、熱間で行われる。また、熱間鍛造条件は、通常、加熱温度:900〜1350℃、加熱時間:1hr以上、終止温度:800℃以上である。熱間鍛造後の冷却方法は、特に限定されない。熱間鍛造は、1回のみ行っても良く、あるいは4〜5工程を連続して行っても良い。
鍛造後、必要に応じて、焼鈍が行われる。焼鈍条件は、通常、加熱温度:550〜950℃、加熱時間:1〜36hr、冷却方法:空冷、である。
[2.5. 固溶化熱処理工程]
固溶化熱処理工程は、所定の形状に加工された鋼を所定の温度で加熱する工程である。固溶化熱処理は、母材をγ相単相とし、かつ、Mo炭化物などの析出物を固溶させるために行われる。固溶化熱処理条件は、鋼の組成に応じて最適な条件を選択する。固溶化熱処理条件は、通常、加熱温度:900〜1200℃、加熱時間:1〜10hr、冷却方法:空冷(AC)、衝風冷却(BC)、水冷(WC)又は油冷(OC)である。
[2.6. サブゼロ処理]
サブゼロ処理は、固溶化熱処理後の鋼を室温以下の温度に冷却する工程である。サブゼロ処理は、残留しているγ相をマルテンサイト相に変態させるために行われる。マルエージング鋼は、Ms点が低いため、室温に冷却した時点では、通常、多量のγ相が残留している。多量のγ相が残ったまま時効処理を行っても、大きな強度の向上は期待できない。そのため、固溶化熱処理後にサブゼロ処理を行い、残留γ相をマルテンサイト相に変態させる必要がある。サブゼロ処理条件は、通常、冷却温度:−197〜−73℃、冷却時間:1〜10hr、である。
[2.7. 時効処理]
時効処理は、マルテンサイト相が生成した鋼を所定の温度で加熱する工程である。時効処理は、Ni3Mo、NiAlなどの金属間化合物と、Mo2Cなどの炭化物を析出させるために行われる。時効処理条件は、鋼の組成に応じて最適な条件を選択する.時効処理条件は、通常、時効処理温度:400〜600℃、時効処理時間:0.5〜24hr、冷却方法:空冷、である。
[3. マルエージング鋼の作用]
主要元素の成分範囲を特定の範囲に限定すると同時に、(1)式を満たすようにC、Ni、Co、Cr及びMoの含有量を最適化すると、引張強度が2300MPa以上、伸びが7%以上であり、かつ、疲労特性に優れたマルエージング鋼が得られる。これは、成分元素を最適化することにより、金属間化合物と炭化物の双方がバランス良く析出し、炭化物の形態が微細で、かつ、球状を呈するため、及び、これと同時に旧γ粒径が微細化されるためと考えられる。
(実施例1〜30、比較例1〜17)
[1. 試料の作製]
表1及び表2に示す組成の合金を真空誘導炉で溶解し、150kgの鋳塊を得た。得られた鋳塊を、さらに真空アーク溶解炉で再溶解した。溶製した鋳塊を1250℃×24hr、空冷の条件下で均質化熱処理を行った後、φ24mmの棒材に鍛造加工した。鍛造条件は、1250℃×3hr、終止800℃、空冷とした。鍛造後、650℃×8hr、空冷の条件下で焼鈍を行った。その後に、各試験用の試験片に粗加工した。
次に、1000℃×1hr、水焼入れの条件下で粗加工材の固溶化熱処理を行った。次いで、−197℃×1hrの条件下で粗加工材のサブゼロ処理を行った。さらに、500℃×5hr、空冷の条件下で粗加工材の時効処理を行った。その後に、各試験片に精加工し、引張試験、シャルピー衝撃試験、及び、低サイクル疲労試験に供した。
Figure 2014012887
Figure 2014012887
[2. 試験方法]
[2.1. 結晶粒度]
鍛伸方向横断面にて試料を採取し、10%クロム酸電界腐食により旧γ粒界の腐食を行った。JIS G 0551に準拠して、結晶粒度を粒度番号により導出した。
[2.2. 清浄度]
鋼中の非金属介在物の点算法による顕微鏡試験方法(JIS G 0555)に準じて、全介在物の面積率(%)を測定し、その鋼の清浄度(d%)とした。試験片は、焼鈍後のφ24mmの棒材から長さ10mm程度に切り出し、これを長手方向に2つ割りして、縦断面が被検面観察面となるように樹脂に埋め込み、鏡面研磨することにより作製した。
[2.3. ロックウェル硬さ]
ロックウェル硬さ試験方法(JIS Z 2245)に準じて、Cスケールにて実施した。時効処理後の試料の鍛伸方向横断面にて試料を採取し、荷重150kgfで測定した。測定値は、10点の平均値を採用した。
[2.4. 引張特性]
金属引張試験方法(JIS Z 2241)に準じて、引張強度(MPa)を測定した。試験片は、JIS Z 2201による14A号試験片とした。試験温度は、室温とした。
[2.5. シャルピー衝撃試験]
試験片長手方向が鍛伸方向と一致するように試験片を採取し、2mmVノッチの試験片形状(5号試験片)にてJIS法(JIS Z 2242)に準拠して実施した。試験温度は、室温とした。
[2.6. 低サイクル疲労試験(LCF)]
試験片の長手方向が鍛伸方向と一致するように試験片素材を採取し、JIS法(JIS Z 2279)に準拠して試験片を作製した。これを用いて試験を実施した。試験温度は200℃とした。また、歪波形は三角波とし、周波数=0.5Hz、歪=0.9%とした。
[3. 結果]
表3及び表4に、結果を示す。表3及び表4より、以下のことがわかる。
(1)C量が少ないと、靱延性は高いが、硬さが低い。一方、C量が過剰になると、硬さは高いが靱延性に劣る。これに対し、他の元素の含有量を最適化すると同時にC量を最適化すると、高強度、高靱延性及び高耐疲労性を両立させることができる。
(2)金属間化合物及び炭化物の析出量に関係するNi、Co、Mo及びAlの含有量が少なすぎる場合、及び、多すぎる場合のいずれも、引張強度が低い。これに対し、他の元素の含有量を最適化すると同時にこれらの元素の含有量を最適化すると、高強度、高靱延性及び高耐疲労性を両立させることができる。
(3)Cr量が少ないと、高強度は得られるが靱延性が低い。Cr量が増加すると、靱延性は向上するが、Cr量が過剰になると、強度及び靱延性が低下する。これに対し、他の元素の含有量を最適化すると同時にCr量を最適化すると、高強度、高靱延性及び高耐疲労性を両立させることができる。
(4)A値が低いと、靱延性は高いが強度は低い。一方、A値が高くなると、強度は向上するが、A値が高すぎると、強度及び靱延性が低下する。これに対し、各元素の含有量を最適化すると同時にA値を最適化すると、高強度、高靱延性及び高耐疲労性を両立させることができる。
Figure 2014012887
Figure 2014012887
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は、上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。
本発明に係るマルエージング鋼は、航空機のエンジンシャフト、固体燃料ロケット・モーター・ケース、航空機昇降装置、エンジン・バルブ・スプリング(弁バネ)、強力ボルト、伝達軸、石油・化学工業用高圧容器などに用いることができる。

Claims (2)

  1. 0.10≦C≦0.30mass%、
    6.0≦Ni≦9.4mass%、
    11.0≦Co≦20.0mass%、
    1.0≦Mo≦6.0mass%、
    2.0≦Cr≦6.0mass%、
    0.5≦Al≦1.3mass%、及び、
    Ti≦0.1mass%
    を含み、残部がFe及び不可避的不純物からなり、
    次の(1)式を満たすマルエージング鋼。
    1.00≦A≦1.08 ・・・・(1)
    但し、A=0.95+0.35×[C]−0.0092×[Ni]+0.011×[Co]−0.02×[Cr]−0.001×[Mo]、
    []は、各元素の含有量(mass%)。
  2. 2.5≦Cr≦6.0mass%
    である請求項1に記載のマルエージング鋼。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015199105A (ja) * 2014-04-10 2015-11-12 新日本溶業株式会社 自動機用刃体の製造方法
EP3095883A1 (en) 2015-05-22 2016-11-23 Daido Steel Co.,Ltd. Maraging steel
EP3095884A1 (en) 2015-05-22 2016-11-23 Daido Steel Co.,Ltd. Maraging steel
JP2016216813A (ja) * 2015-05-22 2016-12-22 大同特殊鋼株式会社 マルエージング鋼

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104087734B (zh) * 2014-07-11 2016-08-17 江苏润源控股集团有限公司 一种制备高性能马氏体时效钢钢带的方法
CN104250704B (zh) * 2014-09-12 2016-07-13 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 一种18Ni-200钢锭及其制备方法
CA2983346A1 (fr) * 2015-04-23 2016-10-27 Aperam Acier, produit realise en cet acier, et son procede de fabrication
NL1043487B1 (en) * 2019-11-28 2021-08-31 Bosch Gmbh Robert Ring component of a drive belt for a continuously variable transmission

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5013731B1 (ja) * 1970-03-07 1975-05-22
JPS5110171B1 (ja) * 1967-06-13 1976-04-02
JP2009138265A (ja) * 2007-11-15 2009-06-25 Hitachi Metals Ltd 時効硬化型ステンレス鋼の製造方法
JP2011195922A (ja) * 2010-03-23 2011-10-06 Daido Steel Co Ltd Cvtリング用薄板鋼
JPWO2010110379A1 (ja) * 2009-03-26 2012-10-04 日立金属株式会社 マルエージング鋼帯

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3366471A (en) * 1963-11-12 1968-01-30 Republic Steel Corp High strength alloy steel compositions and process of producing high strength steel including hot-cold working
US3585011A (en) * 1968-05-13 1971-06-15 Republic Steel Corp Article welded by ferritic alloy
US4076525A (en) 1976-07-29 1978-02-28 General Dynamics Corporation High strength fracture resistant weldable steels
JPS5330916A (en) 1976-09-03 1978-03-23 Nippon Steel Corp Super high tensile and tough steel
US5087415A (en) 1989-03-27 1992-02-11 Carpenter Technology Corporation High strength, high fracture toughness structural alloy
US5393488A (en) * 1993-08-06 1995-02-28 General Electric Company High strength, high fatigue structural steel
FR2733630B1 (fr) * 1995-04-27 1997-05-30 Imphy Sa Pattes de connexion pour composant electronique
FR2885141A1 (fr) 2005-04-27 2006-11-03 Aubert & Duval Soc Par Actions Acier martensitique durci, procede de fabrication d'une piece a partir de cet acier, et piece ainsi obtenue
FR2885142B1 (fr) 2005-04-27 2007-07-27 Aubert & Duval Soc Par Actions Acier martensitique durci, procede de fabrication d'une piece a partir de cet acier, et piece ainsi obtenue
DE102007025758A1 (de) * 2007-06-01 2008-12-04 Mahle International Gmbh Dichtring

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5110171B1 (ja) * 1967-06-13 1976-04-02
JPS5013731B1 (ja) * 1970-03-07 1975-05-22
JP2009138265A (ja) * 2007-11-15 2009-06-25 Hitachi Metals Ltd 時効硬化型ステンレス鋼の製造方法
JPWO2010110379A1 (ja) * 2009-03-26 2012-10-04 日立金属株式会社 マルエージング鋼帯
JP2011195922A (ja) * 2010-03-23 2011-10-06 Daido Steel Co Ltd Cvtリング用薄板鋼

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015199105A (ja) * 2014-04-10 2015-11-12 新日本溶業株式会社 自動機用刃体の製造方法
EP3095883A1 (en) 2015-05-22 2016-11-23 Daido Steel Co.,Ltd. Maraging steel
EP3095884A1 (en) 2015-05-22 2016-11-23 Daido Steel Co.,Ltd. Maraging steel
US20160340752A1 (en) 2015-05-22 2016-11-24 Daido Steel Co., Ltd. Maraging steel
JP2016216813A (ja) * 2015-05-22 2016-12-22 大同特殊鋼株式会社 マルエージング鋼
US10337079B2 (en) 2015-05-22 2019-07-02 Daido Steel Co., Ltd. Maraging steel
US10378072B2 (en) 2015-05-22 2019-08-13 Daido Steel Co., Ltd. Maraging steel

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