抄録/ポイント：
抄録/ポイント
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耐ヒートクラック性に対し,ダイカスト金型材料として必要な特性は高温強度と靱性である。熱間工具鋼の高い高温強度は,主に特殊炭化物の析出強化と固溶強化によるもので,これらの強化機構の向上には,高温強度に寄与するサイズに炭化物の成長を抑えることと,固溶強化量を維持するために炭化物析出の抑制が必要である。DAC-MAGICの開発では,成分設計を最適化することにより合金元素の拡散速度を遅らせ,これらの強化機構を高温でも維持し,高い高温強度を実現した。高い高温強度と靱性を兼備させたことで,耐ヒートクラック性を改善した。4000サイクル後の断面観察では,SKD61は複数のクラックが深くまで進展し,浅いクラック数が少ないが,DAC55では深いクラック数は少なくなり,浅いクラックが主体となっていた。DAC-MAGICでは浅いクラックのみが均一に発生し,最も深いクラックでもSKD61とDAC55の半分以下であった。DAC-MAGICでは高温強度については固溶強化の併用により,靱性を損なわせやすい析出強化の利用を減らしたほかに,組織制御による改善も適用した。DAC(SKD16)とDAC-MAGICの焼入れ冷却速度におけるEBSD(電子後方散乱回折)解析で得られた結晶粒界マップでは,DACクラスの材料では焼入れ冷却が速いマルテンサイト組織に対し,焼入れ冷却が遅くなり上部ベイナイトが生成すると大角粒のサイズが大きくなった。DAC-MAGICでは変態点制御により,焼入れ冷却速度が遅くなっても微細な組織サイズを維持し,靱性を低下させる粗大な上部ベイナイトの生成を抑制した結果,実型を想定した焼入れ冷却速度におけるシャルピー衝撃試験で高い靱性が得られた。内冷孔を模擬した腐食疲労試験も開発した結果,粒界破壊を再現可能なことが確認でき,DAC-MAGICの寿命がほかの鋼種に比べ改善されていることが判明した。DAC-MAGICを海外の自動車部品用ダイカスト金型に適用し,従来の他社高性能材の2.1倍以上の寿命を実現し,その後も継続使用中である。
