新エネルギー自動車の一体化ダイカスト成形技術の背景において、超大型で高均一性、高靭性、高等方性のダイカスト金型鋼GY-DCK20を開発・製造した。金相分析、SEM分析、ASPEX介在物分析などの解析手法を組み合わせ、異なる位置の試料の組織均一性および室温での機械的性能を研究した。結果は、{電気アーク炉（EAF）+アルゴン酸素精錬炉（AOD）}→真空精錬（RH）→連続鋳造→保護雰囲気電気スラグ再溶解（PESR）の高純度製錬プロセスにより、有害元素およびガス含有量を効果的に制御できることを示した。2〜5μmの微細介在物が73.4％以上を占め、介在物の主な種類は酸化物である。異なる位置から採取した試料において明らかな縞状偏析は見られず、球状組織は良好であり、炭化物は微細かつ分散して分布している。1030℃で焼入れした熱処理硬度は1010℃に比べ約1HRC高く、衝撃性能も優れている。焼戻し段階の二次硬化ピークは540℃付近にあり、主な原因は微細な粒状合金炭化物の析出である。650℃の焼戻しでマルテンサイトの回復および再結晶が始まり、等軸状のフェライト結晶粒が形成される。700℃の焼戻しでマルテンサイト板状構造は消失し、炭化物は粒界に集積し、再結晶結晶粒は著しく粗大化する。GY-DCK20鋼は44〜46HRCの使用硬度で、異なる位置の横方向および縦方向V型ノッチ衝撃吸収エネルギーは35J以上で、芯部の等方性は0.97に達し、優れた総合機械的性能を有する。

ダイカスト金型鋼;非金属介在物;組織均一性;熱処理;室温衝撃性能