專利名稱：：調(diào)節(jié)鋼的導(dǎo)熱能力的方法，工具鋼、特別是熱作鋼，和鋼制品的制作方法調(diào)節(jié)鋼的導(dǎo)熱能力的方法，工具鋼、特別是熱作鋼，和鋼制品本發(fā)明涉及一種調(diào)節(jié)鋼的導(dǎo)熱能力的方法，涉及一種工具鋼、特別是熱作鋼以及涉及工具鋼的應(yīng)用。此外本發(fā)明還涉及一種鋼制品。熱作鋼是合金化的工具鋼，它們除了鐵之外作為合金元素以不同比例特別含有碳、鉻、鴒、硅、鎳、鉬、錳、釩和鈷。由熱作鋼能夠制得熱作鋼制品，例如適于特別是在壓鑄中、在輾軋中或在模鍛中加工材料的工具。這類工具的例子是輾軋模、鍛造工具、壓鑄模、沖壓桿或類似物，它們在高工作溫度下必須具有特別的機(jī)械強(qiáng)度性能。熱作鋼的另一應(yīng)用領(lǐng)域是用于注塑塑料的工具。工具鋼、特別是熱作鋼，和由其制作得的鋼制品的重要功能在于，在用于工業(yè)過程中時(shí)要保證能足夠地導(dǎo)出先前輸入的或者在過程中本身產(chǎn)生的熱。由熱作鋼制得的熱作工具，除了在較高工作溫度下的高機(jī)械穩(wěn)定之外還必須具有良好的導(dǎo)熱能力以及高耐熱損耗性。熱作鋼的其他重要性能，除了足夠的硬度和強(qiáng)度之外還有在高工作溫度下的高熱硬度以及高耐損耗性。用于制備工具的熱作鋼的高導(dǎo)熱能力對于某些應(yīng)用而言是具有特別意義的，因?yàn)檫@能帶來顯著的周期時(shí)間縮短。由于用于熱成型工件的熱成型裝置的操作成本較為昂貴，所以通過減少周期時(shí)間能夠?qū)崿F(xiàn)成本的顯著節(jié)省。熱作鋼的高導(dǎo)熱能力在高壓壓鑄時(shí)也是有益的，因?yàn)槠渲兴玫蔫T模由于強(qiáng)烈提高的熱疲勞強(qiáng)度而具有顯著更長的使用壽命。通常用于制備工具的工具鋼一般具有在室溫下數(shù)值為18至2釋/mK的導(dǎo)熱能力。通常，現(xiàn)有技術(shù)中已知的熱作鋼的導(dǎo)熱能力為約16至37W/mK。由EP063^39A1公開了例如一種熱作鋼，其在不超過約1100。C的溫度下具有相對較高的超過35W/mK的導(dǎo)熱能力。該文獻(xiàn)中公開的熱作鋼除了鐵和不可避免的雜質(zhì)之外還含有0.30至0.55重量。/。的C;少于O.90重量o/。的Si;不超過l.0重量。/。的Mn;2.0至4.0重量。/。的Cr;3.5至7重量y。的Mo;0.3至1.5重量％的元素釩、鈦和鈮中的一種或多種。傳統(tǒng)的熱作工具鋼一般具有超過2重量％的鉻含量。鉻是一種相對廉價(jià)的碳化物形成劑并且還提供熱作鋼以良好的耐氧化性。此外，鉻還形成很細(xì)微的二次碳化物，從而使得對于傳統(tǒng)的熱作工具鋼，機(jī)械強(qiáng)度對韌性之比非常良好。由德國專利DE1014577B1公開了一種使用硬化性鋼合金的制備熱作工具的方法。該專利特別涉及一種制備操作中硬化的熱作工具的方法，特別是用于熱壓鍛造的印模(Matrize),其具有高抗裂強(qiáng)度和高斷裂強(qiáng)度以及在靜態(tài)壓力負(fù)荷和在熱作用下具有高的屈服點(diǎn)。在該文獻(xiàn)中所描述的熱成型鋼還具有的特點(diǎn)是簡單且相當(dāng)廉價(jià)的化學(xué)組成(0.15-0.30。yi的C，3.25-3.504的Mo，不含鉻)和易支配性。其中關(guān)鍵地探討了制備熱壓模的最佳方法，包括其所屬的灼燒處理(硬化)。并沒有闡述取決于化學(xué)組成的特殊性能。CH481222涉及一種具有良好的低溫模鏜擠壓恃.(Kalteinsenkbarkeit)且用于制備工具的鉻-鉬-釩-合金化的熱作鋼，例如壓印沖頭和印模。其給出的啟示是，合金元素的協(xié)調(diào)一一特別是鉻(1.00至3.50。/o的Cr),鉬(0.50至2.00。/。的Mo)和釩(0.IO至0.3(T/n的V)—一對于所期望的性質(zhì)有著重要影響，例如低的耐灼燒性(55kp/咖2)、良好的流動性、良好的導(dǎo)熱能力等。日本公開文獻(xiàn)JP4147706致力于通過心軸(Dorn)的尺寸和通過合金的化學(xué)組成(0.l至O.4。/。的C，0.2至2.0。/。的Mn，0至0.95。/。的Cr，0.5至5.0^的Mo，0.5至5.0%的\0而改善心軸的耐損耗性用以制備無縫鋼管。特別的用以提高鋼的導(dǎo)熱能力的措施不是該文獻(xiàn)的主題。日本公開文獻(xiàn)JP2004183008記載了一種價(jià)廉的用以鑄造塑料的工具的鐵素體-珠光體鋼合金(0.25至0.45。/。的C，0.5至2.0。/。的Mn，O至O.5%的Cr)。其中重要的是可加工性和導(dǎo)熱能力的最佳比。JP2003253383中描述的鋼包括預(yù)經(jīng)硬化的用于塑料注塑的工具鋼，其具有鐵素體-珠光體基本結(jié)構(gòu)(0.l至O.3y。的C，0.5至2.(T/。的Mn,0.2至2.5。/。的Cr，0至0.15。/d的Mo，0.Ol至O.25°/。的V)，其中重要的是突出的可加工性和可焊接性。為了提高工具鋼(其特點(diǎn)是軋壓時(shí)具有高表面溫度)中Acl-轉(zhuǎn)變溫度，以及獲得卓越的可加工性和很小的流變應(yīng)力，在JP9049067中推薦對化學(xué)組成進(jìn)行特殊化處理(0.05至0.55。/。的C、0.10至2.50y。的Mn、0至3.00。/。的Cr、O至l.50。/。的Mo、O至O.50y。的V)并特別提高硅含量(0.50至2.50。/。的Si)。公開文獻(xiàn)CH165893涉及一種鐵合金，其特別適于熱作的工具(鍛模、印模或類似物)和具有少鉻的(直至不含鉻)以及含鎢-鈷-鎳的(優(yōu)選含有鉬和釩添加物)化學(xué)組成。下降的鉻含量或完全棄用鉻作為合金元素，負(fù)責(zé)實(shí)質(zhì)上改善性能以及將有益的合金性能相結(jié)合。其中發(fā)現(xiàn)，鉻含量的很少量下降就已能相比于添加大量的W、Co和Ni而顯著更大地影響所期望的性能(例如很高的熱抗拉斷強(qiáng)度、韌性和對于溫度波動的不敏感性和由此帶來的良好導(dǎo)熱能力)。由歐洲專利EP0787813B1公開了一種具有低Cr和Mn含量且在高溫下具有卓越強(qiáng)度的耐熱的鐵素體鋼。前述公開文獻(xiàn)中公開的發(fā)明的目的在于，提供一種具有低鉻含量的耐熱的鐵素體鋼，且其在很長時(shí)期于高溫下的條件下具有更好的持久強(qiáng)度以及具有更好的韌性、可加工性和可焊接性，即使是對于厚產(chǎn)品。通過描述有關(guān)形成碳化物(粗糙化(Vergr5berung))、析出和混晶凝固的合金影響，提出了穩(wěn)定化鐵素體鋼的結(jié)構(gòu)必要性。將Cr含量下降到低于3.5%的原因是，在高于550t!的溫度下由于Cr-碳化物的粗糙化而使得持久強(qiáng)度的減小受到抑制以及改善韌性、可加工性和導(dǎo)熱能力。但是至少O.8。/。的Cr被視作是保持高溫下鋼的氧化韌性和腐蝕韌性的前提。由DE19508947A1公開了一種耐損耗的、耐回火的和耐熱的合金。該合金特別旨在熱固結(jié)成型技術(shù)和熱成型技術(shù)中的熱作工具的用途并且特征在于有著很高的鉬含量(10至35%)和鴒含量(20至50%)。此外，在前述公開文獻(xiàn)中所述的發(fā)明涉及一種簡單而廉價(jià)的制備方法，其中首先由熔體或者以粉末冶金途徑生產(chǎn)得到合金。如此大含量的Mo回火性和耐熱性。^外，鉬提高了導(dǎo)熱能力并減一小了合金的熱延展性。最后，在該公開文獻(xiàn)中闡述了該合金適于在其他組成的基體之上生產(chǎn)表面層(激光焊接、電子焊接、等離子輻射焊接、涂覆焊接)。德國專利DE4321433C1涉及一種用于熱作工具的鋼，例如在高達(dá)IIOO"C的溫度下用于材料的固結(jié)成型(Urformung)、成型和加工(特別是在壓鑄、輾軋、模鍛過程中或者作為割刀)的那些。特征是，在400至600'C的溫度范圍內(nèi)鋼具有超過35W/mK的導(dǎo)熱能力(盡管它們原則上隨著合金含量升高而減小)并同時(shí)具有高耐損耗性(超過？00N/mm2的拉伸強(qiáng)度)。該非常良好的導(dǎo)熱能力一方面歸因于提高的鉬比例(3.5至7.Oy。的Mo)且另一方面歸因于最大的4.0%的鉻比例。JP61030654涉及具有很高的熱抗裂強(qiáng)度和熱斷裂強(qiáng)度以及很大導(dǎo)熱能力的鋼的用途，用作為用于制備鋁-連續(xù)鑄造設(shè)備中的輥?zhàn)幼o(hù)套的材料。這里也討論了，在熱抗裂強(qiáng)度或熱斷裂強(qiáng)度和導(dǎo)熱能力受到合金組成影響的方面的相反的傾向。特別是在導(dǎo)熱能力方面，超過:i，的硅含量和超過4.5%的鉻含量被視作是不利的。描述了用以調(diào)節(jié)由該EP1300482B1涉及一種熱作鋼，特別是用于在提高的溫度下用于成型過程的工具的熱作鋼，其具有同時(shí)出現(xiàn)的以下性能提高的硬度、強(qiáng)度和韌性以及良好的導(dǎo)熱能力、在提高的溫度下的改善的耐損耗性和在碰撞類負(fù)荷下的使用壽命延長。描述了，在熱調(diào)質(zhì)過程中通過窄范圍內(nèi)的碳(0.451至少0.598%的C)以及形成特種碳化物(sondercarbid-)和一碳化物的元素(4.21至4.98%的Cr、2.81至3.29。/。的Mo、0."至0.69。/。的V)的特定濃度，能夠促使一種理想的可混晶硬化性并且能夠很大程度地抑制以基體硬度為代價(jià)的碳化物硬化過程或者是硬度提高性的粗糙碳化物析出過程。通過減少碳化物比例而改善導(dǎo)熱能力可能基于的是界面動力學(xué)和/或碳化物的性能?，F(xiàn)有技術(shù)中已知的工具鋼、特別是熱作鋼和由此制得的鋼制品的缺陷是，它們對于某些應(yīng)用領(lǐng)域而言只具有不足夠的導(dǎo)熱能力。另外，迄今為止不可能有目的地調(diào)節(jié)鋼、特別是熱作鋼的導(dǎo)熱能力并因此特定地適于各種應(yīng)用目的。在此，本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種方法，借助于該方法能夠?qū)崿F(xiàn)有目的地調(diào)節(jié)鋼、特別是熱作鋼的導(dǎo)熱性。此外，本發(fā)明的任務(wù)還在于，提供一種工具鋼、特別是熱作鋼以及鋼制品，且它們具有相比于現(xiàn)有技術(shù)中已知的工具鋼(特別是熱作鋼)或者鋼制品更高的導(dǎo)熱能力。該任務(wù)在方法方面通過具有權(quán)利要求l的特征的方法和通過具有權(quán)利要求2的特征的方法解決。在工具鋼方面，本發(fā)明所基于的任務(wù)通過具有權(quán)利要求4的特征的工具鋼(特別是熱作鋼)、通過具有權(quán)利要求5的特征的工具鋼(特別是熱作鋼)和通過具有權(quán)利要求6的特征的工具鋼(特別是熱作鋼)來解決。在鋼制品方面，本發(fā)明所基于的任務(wù)通過具有權(quán)利要求25的特征的鋼制品來解決。從屬權(quán)利要求涉及的是本發(fā)明的有益的進(jìn)一步改進(jìn)。根據(jù)權(quán)利要求l，本發(fā)明的用于調(diào)節(jié)鋼、特別是熱作鋼的導(dǎo)熱能力的方法，其特征在于，以特定的冶金方式產(chǎn)生鋼的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的碳化物成分具有特定的電子密度和聲子密度和/或該結(jié)構(gòu)的晶體結(jié)構(gòu)具有通過有目的地產(chǎn)生的晶格缺陷而確定的、針對聲子流動和電子流動的平均自由程(WegUnge)。本發(fā)明方案的優(yōu)點(diǎn)在于，可以通過以前述的方法以特定的冶金方式產(chǎn)生鋼的內(nèi)部結(jié)構(gòu)而有目的地將鋼的導(dǎo)熱能力調(diào)整到所期望的值。本發(fā)明的方法適于例如工具鋼和熱作鋼。根據(jù)權(quán)利要求2，本發(fā)明的用于調(diào)節(jié)、特別是用于提高鋼、特別是熱作鋼的導(dǎo)熱能力的方法，其特征在于，以特定的冶金方式產(chǎn)生鋼的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在其碳化物成分中具有提高的電子密度和聲子密度和/或該結(jié)構(gòu)通過在碳化物和包裹其的金屬基體的晶體結(jié)構(gòu)中的少量的缺陷而具有針對聲子流動和電子流動的增大的平均自由程。通過本發(fā)明的這些措施能夠相對于現(xiàn)有技術(shù)中已知的鋼以特定的方式調(diào)節(jié)鋼的導(dǎo)熱能力并特別是相對于已知的熱作鋼而本質(zhì)上提高鋼的導(dǎo)熱能力。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，將室溫下鋼的導(dǎo)熱能力調(diào)整到大于42W/mK，優(yōu)選大于48W/mK，特別是調(diào)整到大于55W/mK。根據(jù)權(quán)利要求4，本發(fā)明的工具鋼、特別是熱作鋼的特征在于具有以下組成0.26至0.55重量。/。的C;〈2重量y。的Cr;0至10重量y。的Mo;0至15重量y。的W;其中，W和Mo的含量總和為l.'8至15重量y。；形成碳化物的元素Ti、Zr、Hf、Nb、Ta，其單獨(dú)或總和的含量為O至3重量％;0至4重量M的V;0至6重量y。的Co;0至1.6重量y。的Si;0至2重量W的Mn;0至2.99重量y。的Ni;0至1重量。/。的S;余量的鐵和不可避免的雜質(zhì)。因?yàn)楝F(xiàn)已表明，可以至少部分地通過所謂的碳當(dāng)量成分氮(N)和硼(B)來代替碳，所以一種具有權(quán)利要求5的特征或具有權(quán)利要求6的特征且其具有以下所述的化學(xué)組成的工具鋼、特別是熱作鋼，提供了本發(fā)明所基于的任務(wù)的等價(jià)解決方案。根據(jù)權(quán)利要求5，本發(fā)明的工具鋼、特別是熱作鋼的特征在于以下組成總和為O.25至1.00重量y。的C和N;〈2重量y。的Cr;0至10重量y。的Mo;0至15重量。/。的W;其中W和Mo的含量總和為l.8至15重量°/。；形成碳化物的元素Ti、Zr、Hf、Nb、Ta，其單獨(dú)或總和的含量為O至3重量％;0至4重量y。的V;0至6重量n/。的Co;O至l.6重量y。的Si;0至2重量。/。的Mn;0至2.99重量y。的Ni;0至1重量。/。的S;余量的鐵和不可避免的雜質(zhì)。根據(jù)權(quán)利要求6，另一種本發(fā)明的工具鋼、特別是熱作鋼的特征在于以下組成總和為O.25至1.00重量。/。的C、N和B;〈2重量M的Cr;0至10重量X的Mo;0至15重量W的W;其中W和Mo的含量總和為l.8至15重量％;形成碳化物的元素Ti、Zr、Hf、Nb、Ta，其單獨(dú)或總和的含量為O至3重量％;0至4重量^的V;0至6重量6的Co;0至1.6重量y。的Si;0至2重量X的Mn;0至2.99重量。/。的Ni;0至1重量。/。的S;余量的鐵和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明工具鋼的一個(gè)特別的優(yōu)點(diǎn)首先在于相比于現(xiàn)有技術(shù)已知的工具鋼和熱作鋼有著強(qiáng)烈提高的導(dǎo)熱能力。很明顯，本發(fā)明的工具鋼除了鐵作為主成分之外還以上述范圍含有元素C(或者根據(jù)權(quán)利要求5為C和N，根據(jù)權(quán)利要求6為C、N和B)、Cr、Mo和W以及不可避免的雜質(zhì)。因此其余合金元素(合金伴隨元素)是工具鋼的任選成分，因?yàn)樗鼈兊暮恳材苋芜x地為0重量％。在此所述的解決方案的一個(gè)重要方面在于，使在固體溶液狀態(tài)中的碳和優(yōu)選還有鉻很大程度地從鋼基體中免除，并且Fe3C-碳化物被具有更高導(dǎo)熱能力的碳化物所代替。鉻可以只是通過使其根本不存在而從基體中免除。碳可以特別與碳化物形成劑相結(jié)合，其中Mo和W是廉價(jià)的元素并且無論作為元素還是作為碳化物都具有相對較高的導(dǎo)熱能力。針對工具鋼和特別針對熱作鋼的量子力學(xué)模擬模型能夠表明，固體溶液狀態(tài)中的碳和鉻導(dǎo)致基體的扭曲(Verzerrung)，這就致使聲子的平均自由程縮短。結(jié)果是更大的彈性模量和更高的熱膨脹系數(shù)。碳對于電子散射和聲子散射的影響同樣借助于合適的模擬模型來檢驗(yàn)。因此，能夠證實(shí)到在碳以及鉻方面缺乏的基體在提高導(dǎo)熱能力上的優(yōu)點(diǎn)?；w的導(dǎo)熱能力由電子流主導(dǎo)，而碳化物的傳導(dǎo)能力由聲子確定。在固體溶液狀態(tài)下，鉻對于通過電子流獲得的導(dǎo)熱能力具有很不利的作用。如權(quán)利要求4，5和6的本發(fā)明的工具鋼(特別是熱作鋼)能夠具有在室溫下超過42W/mK的導(dǎo)熱能力、優(yōu)選超過48W/mK的導(dǎo)熱能力、特別是超過55W/mK的導(dǎo)熱能力?，F(xiàn)已驚奇地發(fā)現(xiàn)，還能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)值超過50、特別是約55至60W/mK甚至更高的導(dǎo)熱能力。本發(fā)明的熱作鋼的導(dǎo)熱能力因此能夠是現(xiàn)有技術(shù)中已知的熱作鋼的幾乎兩倍。因此，在此所述的鋼特別也適于其中需要高導(dǎo)熱能力的那些應(yīng)用。因此，本發(fā)明的工具鋼相比于現(xiàn)有技術(shù)中已知的解決方案的特別的優(yōu)點(diǎn)在于顯著改善的p'uAk丄虧船宵&刀。在一個(gè)特別有益的實(shí)施方式中，工具鋼的導(dǎo)熱能力可通過如權(quán)利要求1至3之一的方法來調(diào)節(jié)。由此，工具鋼的導(dǎo)熱能力能夠特意地針對應(yīng)用來調(diào)適和調(diào)節(jié)。工具鋼可以任選地含有形成碳化物的元素Ti、Zr、Hf、Nb、Ta，且其單獨(dú)或總和的含量為不超過3重量％。元素Ti、Zr、Hf、Nb、Ta在冶金學(xué)中公知為很強(qiáng)的碳化物形成劑?，F(xiàn)已表明，在提高工具鋼導(dǎo)熱能力方面，強(qiáng)碳化物形成劑起到積極作用，因?yàn)樗鼈兙哂懈玫膶⒐腆w溶液狀態(tài)中的碳從基體中去除的能力。具有高導(dǎo)熱能力的碳化物還能夠進(jìn)一步加強(qiáng)工具鋼的傳導(dǎo)能力。由冶金學(xué)已知，以下元素是碳化物形成劑，并且它們的親碳性按照逐步增強(qiáng)的順序排列Cr、W、Mo、V、Ti、Nb、Ta、Zr、Hf。特別有益的是，在該情況下產(chǎn)生相對較大且因此縱向膨脹的碳化物，因?yàn)楣ぞ咪摰恼w導(dǎo)熱能力遵循具有不利的極限效應(yīng)(Grenzeffekten)的混合定律。元素對碳的親和性越強(qiáng)，則形成相對較大的初生碳化物顆粒的趨勢也就越大。但是，大的碳化物會在一定程度上不利地影響工具鋼的一些機(jī)械性能，特別是其韌性，從而使得對于工具鋼的每種應(yīng)用目的而言都必須找尋到介于所期望的機(jī)械性能和熱性能之間的一個(gè)合適的折中點(diǎn)。任選地，工具鋼可以含有含量為不超過4重量％的合金元素釩。如上已經(jīng)闡述的，釩是微細(xì)碳化物網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。由此，能夠針對一些應(yīng)用目的而改善工具鋼的許多機(jī)械性能。相比于鉬，釩的特點(diǎn)不僅在于其更高的親碳性，而且還具有其碳化物具有更高導(dǎo)熱能力的優(yōu)點(diǎn)。此外，釩還是相對較為廉價(jià)的元素。但是釩相比于鉬的缺點(diǎn)是，留存在固體溶液狀態(tài)中的釩會對工具鋼的導(dǎo)熱能力產(chǎn)生顯著更大的消極影響。出于該理由，將工具鋼只與釩合金化是不利的。任選地，工具鋼可以含有一種或多種用于固體溶液凝固的元素，特別是Co、Ni、Si和/或Mn。因此，任選地存在使工具鋼具有含量為不超過2重量o/。的Mn的可能性。為了改善工具鋼的耐高溫性，根據(jù)具體的使用，例如不超過6重量。/。的Co可以是很有利的。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，工具鋼可以具有含量不超過3重量％、優(yōu)選含量不超過2重量0/o的Co。為了提高低溫下工具鋼的韌性，可以任選地設(shè)計(jì)使熱作鋼具有含量為不超過l.6重量。/。的Si。為了改善工具鋼的可加工性，工具鋼可以任選地含有含量不超過l重量。/。的硫S。為了簡化對于本發(fā)明的本質(zhì)理解，以下將詳細(xì)論述針對具有高導(dǎo)熱能力的工具鋼(熱作鋼)的新型冶金構(gòu)造方案(它們也是本發(fā)明方法的基礎(chǔ))的一些關(guān)鍵要點(diǎn)。對于所給出的圖l所示的貫穿工具鋼的金相學(xué)預(yù)制樣品的橫截面，可以在光學(xué)顯微或光柵電子顯微地觀察結(jié)構(gòu)體微結(jié)構(gòu)時(shí)，借助光學(xué)照相分析技術(shù)定量地獲得碳化物A。和基體材料夂的面積比。其中，將大面積的碳化物稱為初生碳化物l，將小面積的碳化物稱為二次碳化物2。背景中所示的基體材料在圖1中用附圖標(biāo)記3表示。在忽略其他微結(jié)構(gòu)成分(例如夾雜物)的情況下，根據(jù)如下等式非常近似地確定工具鋼整個(gè)表面At。t的面積Atot=Am+Ac通過簡單的算術(shù)變換，得到如下等式(Am/At。t)+(A。/At。t)-1該等式的被加數(shù)適合作為混合定律方程(Mischungsrege1ansat的加權(quán)因子。此時(shí)由于基體材料3和碳化物1,2在其導(dǎo)熱能力方面具有不同的性質(zhì)，所以根據(jù)該混合調(diào)節(jié)方程的該體系的整體總導(dǎo)熱能力入w可以描述如下入im=(An/Atot)*入n+(Ac/Atot)*入c其中，人^是基體材料3的導(dǎo)熱能力，而入。是碳化物1，2的導(dǎo)熱能力。該公式毫無疑問地是一種簡化了的從體系角度來看的方式，但是16其完全適于從現(xiàn)象來理解本發(fā)明?？梢岳缡褂盟^的有效介質(zhì)理論(EMT)來對總體系的積分導(dǎo)熱能力進(jìn)行符合實(shí)際的數(shù)學(xué)模型化。利用這種方案(Ansatz),將工具力的球狀單結(jié)構(gòu)元素(其插入到具有不同的、但是同樣是各向同性的導(dǎo)熱能力的基體材料中)組成的復(fù)合體系入ut=入n+fc*入int*(3*(入c-入m)/(2*入int+入c)在該等式中，f。表示碳化物l，2的體積份數(shù)。但是該等式并非是唯一可解的并因此也只能有限地用于所針對的體系結(jié)構(gòu)。如果涉及體系導(dǎo)熱能力Aw的最大化，則能夠從前述的混合定律原則上推導(dǎo)出，當(dāng)各個(gè)系統(tǒng)組分入。和入的導(dǎo)熱能力都分別達(dá)到了最大化時(shí)，體系導(dǎo)熱能力Aint隨后也能實(shí)現(xiàn)這種最大化。對于本發(fā)明而言特別重要的是，碳化物f。的體積份數(shù)是最后對此具有決定性的，且其與兩個(gè)導(dǎo)熱能力入。和入m是更相關(guān)的。碳化物的量最后通過對機(jī)械耐受性且特別是針對工具鋼的耐損耗性所提出的針對應(yīng)用的要求而定義。由此，特別在碳化物結(jié)構(gòu)方面，對于根據(jù)本發(fā)明改進(jìn)的工具鋼的不同的主要應(yīng)用領(lǐng)域而獲得完全不同的設(shè)計(jì)規(guī)定。在鋁壓鑄領(lǐng)域，由于有關(guān)接觸的損耗機(jī)理、特別是由于磨損的損耗負(fù)荷并不突出。因此也就不必要求存在大面積的初生碳化物作為高耐損耗的微結(jié)構(gòu)成分。因此，碳化物f。的體積比例主要通過二次碳化物來確定。因此f。的值相對較小。在也包括相關(guān)的加壓淬火(Presshartens)和模壓淬火(Formhartens)方案的板材熱成型過程中，工具要遭受到由于有關(guān)接觸的損耗機(jī)理而引起的高負(fù)荷，無論是以粘連(adhasiver)還是以磨損所表現(xiàn)的。因此，極其希望大面積的初生碳化物，因?yàn)樗鼈兡軌蛱嵘龑τ谶@種損耗機(jī)理的耐受性。這種初生碳化物富集的微結(jié)構(gòu)的結(jié)果便是很高的f。值。不論碳化物結(jié)構(gòu)如何，最后涉及的是所有體系組分的導(dǎo)熱能力的最大化。但是，通過針對應(yīng)用地對碳化物形態(tài)(Karbidauspragung)進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)定，構(gòu)成體系組分的導(dǎo)熱能力對于總體系的整體導(dǎo)熱能力的影響作用的加權(quán)。該引入的過程方式與現(xiàn)有技術(shù)已顯著不同，其中總是將導(dǎo)熱能力視作為整體的材料物理性能。當(dāng)現(xiàn)有技術(shù)中涉及的是考慮各個(gè)合金元素對于導(dǎo)熱能力的影響時(shí)，所述的方式則恰恰總是通過確定整體性能而進(jìn)行。迄今還不存在這種考慮，即考慮這些合金元素對于微結(jié)構(gòu)形^元素的物理性能變化的影^，并因^在現(xiàn)有技術(shù)中也決不存在對于工具鋼的冶金學(xué)設(shè)計(jì)構(gòu)思的出發(fā)點(diǎn)。在這種整體的設(shè)計(jì)觀點(diǎn)之下，能夠確定，鉻含量的減少和鉬含量的升高會導(dǎo)致整體導(dǎo)熱能力的改善。根據(jù)這種冶金學(xué)設(shè)計(jì)方案改進(jìn)的工具鋼通常具有30W/mK的導(dǎo)熱能力，這相對于24W/mK的導(dǎo)熱能力而言提高了25%。這種提高在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)被視作有效的性能改善。人們長久以來的出發(fā)點(diǎn)便是，進(jìn)一步地減少鉻含量不可能導(dǎo)致導(dǎo)熱能力的進(jìn)一步顯著改善。因?yàn)殂t含量的進(jìn)一步減少另外會導(dǎo)致熱作鋼的抗腐蝕性下降，所以在設(shè)計(jì)新型工具鋼方面也就沒有進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)和改變相應(yīng)的冶金學(xué)配方。對于具有根據(jù)權(quán)利要求4、5或6所述組成的本發(fā)明的工具鋼而言，為實(shí)現(xiàn)顯著改善的導(dǎo)熱能力，采用一種完全新穎的冶金學(xué)構(gòu)思，該構(gòu)思能夠以精確定義的方式構(gòu)造微結(jié)構(gòu)的體系組分的導(dǎo)熱能力并由此顯著改善工具鋼的整體導(dǎo)熱能力。在此所推薦的冶金學(xué)構(gòu)思的一個(gè)重要基本考慮是，優(yōu)選的碳化物形成劑是鉬和鎢，并且作為已經(jīng)很小含量的溶于該碳化物中的鉻的結(jié)果，由于通過純碳化物的晶體結(jié)構(gòu)中所形成的缺陷聲子的平均自由程延長了，所以熱傳遞性質(zhì)受到不利地影響。利用該新穎的冶金學(xué)設(shè)計(jì)方案，能夠以有益的方式獲得室溫下高達(dá)66W/mK和更高的熱作鋼的整體導(dǎo)熱能力。這超過了所有現(xiàn)有技術(shù)中已知構(gòu)思的提高率的幾乎十倍。現(xiàn)有技術(shù)中所能找到的方案中沒有一個(gè)能以改善導(dǎo)熱能力為意圖而針對熱作鋼設(shè)計(jì)使得鉻含量可類比地減18對于各種其中設(shè)計(jì)了與本發(fā)明所述的化學(xué)組成相類似的低鉻含量的情況，都沒有明確地涉及對導(dǎo)熱能力的影響，而是涉及了其他的功能意圖，例如在JP04147706A中涉及特意地在鋼表面上通過減小該區(qū)域內(nèi)的抗氧化性而形成氧化層。現(xiàn)有技術(shù)中已知，材料的純度含量越高，則其導(dǎo)熱能力也就越高。各種雜質(zhì)一一在金屬材料的情況下也即是各個(gè)合金元素的添加物一一必然導(dǎo)致導(dǎo)熱能力的減小。例如純鐵具有80W/mK的導(dǎo)熱能力，略微摻雜的鐵則已經(jīng)具有小于70W/mK的導(dǎo)熱能力。在鋼中，最小添加量的碳(0.25體積百分比)和其他合金元素，例如錳(0.08體積百分比)就已導(dǎo)致至多60W/mK的導(dǎo)熱能力。盡管添加了其他合金元素如鉬或鴒，采用本發(fā)明的過程方法仍然能令人驚奇地實(shí)現(xiàn)高達(dá)70W/mK的導(dǎo)熱能力。這些預(yù)想不到的效果的原因在于，本發(fā)明的意圖是盡可能地使碳不進(jìn)入溶液中的基體中，而是通過強(qiáng)碳化物形成劑使其結(jié)合成碳化物并且利用具有高導(dǎo)熱能力的碳化物。現(xiàn)若將注意力聚焦在碳化物上，則這種關(guān)注就是聲子傳導(dǎo)能力，其最終決定導(dǎo)熱能力。若要將其改善，則要精確地在這方面結(jié)構(gòu)性地產(chǎn)生影響。但是，有一些碳化物具有相當(dāng)高的傳導(dǎo)電子密度，特別是具有高金屬含量如W6C或Mo3C的高熔點(diǎn)碳化物。在最近的研究中發(fā)現(xiàn)，已經(jīng)很少量地添加鉻到如此的碳化物中即導(dǎo)致晶體晶格結(jié)構(gòu)的顯著缺陷，并因此導(dǎo)致聲子流動的平均自由程顯著變長。結(jié)果是導(dǎo)熱能力減小。這導(dǎo)致明確的結(jié)論，即盡可能地減少鉻含量能導(dǎo)致工具鋼的導(dǎo)熱能力的改善。此外，要考慮將鉬和鵠作為優(yōu)選的碳化物形成劑。在上下文中，鉬是特別優(yōu)選的，因?yàn)槠湎啾扔邙澥菍?shí)質(zhì)上更強(qiáng)的碳化物形成劑?；w中缺乏鉬的效果是致使基體中更好的電子傳導(dǎo)能力并由此有助于進(jìn)一步改善總體系的整體導(dǎo)熱能力。如前已經(jīng)指出的，過少的鉻含量同時(shí)導(dǎo)致工具鋼抗腐蝕性的下降。盡管這對于特定的應(yīng)用而言可能是有缺陷的，但是對于本發(fā)明所構(gòu)造的工具鋼的主要應(yīng)用而言，更高的氧化傾向不會成為真正的功能性缺陷，因?yàn)樵诖?，額外的腐蝕防護(hù)作用和腐蝕防護(hù)措施終究是目前企業(yè)的生產(chǎn)流程的組成部分。因此，例如在用于鋁的壓鑄中時(shí)液態(tài)的鋁本身即是足夠的腐蝕防護(hù)，而在板材熱成型領(lǐng)域內(nèi)則是為進(jìn)行損耗防護(hù)而氮化的工具的表面邊界層。腐蝕防護(hù)性的潤滑劑以及冷卻劑和隔離劑同樣也部分地有助于腐蝕防護(hù)。另外，還可以電鍍或者以真空涂層法涂覆上非常薄的保護(hù)層。根據(jù)本發(fā)明將這里所述的工具鋼(特別是熱作鋼)作為用于制備鋼制品、特別是熱作工具的材料，相比于現(xiàn)有技術(shù)中已知的且迄今用作相應(yīng)熱作鋼制品的材料的熱作鋼，這能提供許多的甚至有些是極其顯著的優(yōu)點(diǎn)。由本發(fā)明工具鋼(特別是熱作鋼)制得的工具的更高導(dǎo)熱能力容許例如減少工件的加工/制備時(shí)的周期時(shí)間。另一優(yōu)點(diǎn)在于顯著降低工具的表面溫度以及減小表面溫度梯度，由此對工具的長壽命產(chǎn)生顯著作用。對于工具損傷首先歸因于熱疲勞、溫度突變或熔焊的情況特別如此。特別在用于鋁壓鑄應(yīng)用的工具方面就是這種情況。同樣令人驚奇的是，本發(fā)明工具鋼(特別是熱作鋼)的其余機(jī)械性質(zhì)和/或熱性質(zhì)相比于現(xiàn)有技術(shù)中已知的工具鋼能夠獲得改善，或者至少保持不變。例如彈性模量能夠減小，本發(fā)明工具鋼(特別是熱作鋼)的密度相比于傳統(tǒng)的熱作鋼能夠提高和熱膨脹系數(shù)能夠減小。對于某些應(yīng)用而言還能實(shí)現(xiàn)其他改善，例如高溫下的提高的機(jī)械強(qiáng)度或提高的抗損耗性。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中推薦，工具鋼具有小于1.5重量。/。的Cr，優(yōu)選小于l重量。/。的Cr。在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，存在著工具鋼具有小于O.5重量。/。的Cr、優(yōu)選小于O.2、特別小于O.l重量。/。的Cr的可能性，如上所闡述的，工具鋼的基體中存在固體溶液狀態(tài)中的鉻會對其導(dǎo)熱能力起到消極作用。這種由于工具鋼中鉻含量的升高而對導(dǎo)熱能力起到的消極作用的強(qiáng)度對于小于0.4重量％的Cr的區(qū)間而言是最大的。對工具鋼導(dǎo)熱能力起到的不利影響的強(qiáng)度下降的細(xì)分區(qū)間(Intervallabstufung)優(yōu)選在大于O.4重量％但小于1重量％，以及大于l重量％且小于2重量％的兩個(gè)區(qū)間內(nèi)。對于其中工具鋼(熱作鋼)的抗氧化性4艮重要的應(yīng)用而言，可以例如4又衡那些對于工具鋼在導(dǎo)熱能力和抗氧化性方面所提出的并反映為鉻的最優(yōu)化重量百分比的要求。通常，約O.8重量％的鉻提供工具鋼以良好的腐蝕防護(hù)。已經(jīng)表明，添加量超過約O.8重量％的鉻的含量，則可能導(dǎo)致鉻不期望地溶于碳化物中。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，可以使工具鋼的鉬含量為O.5至7重量%、特別是1至7重量％。在較廉價(jià)的碳化物形成劑中鉬具有相對較高的親碳性。此外，碳化鉬相比于碳化鐵和碳化鉻具有更高的導(dǎo)熱能力。另外，相比于固體溶液狀態(tài)中的鉻，固體溶液狀態(tài)中的鉬對于工具鋼的導(dǎo)熱能力的不利作用顯著較小。出于這些理由，鉬屬于適于大量應(yīng)用的碳化物形成劑。但是，對于需要高韌性的應(yīng)用而言，具有較小二次碳化物的其他碳化物形成劑，例如釩(相比于鉬的大至2OOnm的晶團(tuán)(Kolonien)，為約l至lSnm大的晶團(tuán))是更有利的選擇。在許多應(yīng)用中可以通過鴒代替鉬。鎢的親碳性略小并且碳化鎢的導(dǎo)熱能力顯著更大。在另一特別有利的實(shí)施方式中，可以使Mo、W和V的含量總和為2至10重量％。這三種元素的含量總和在此特別取決于所期望的碳化物數(shù)量，亦即取決于各種應(yīng)用要求。工具鋼、特別是熱作鋼的雜質(zhì)可以包括單獨(dú)或總和的含量為最大1重量。/。的元素Cu、P、Bi、Ca、As、Sn或Pb中的一種或多種。特別的，Cu是除了Co、Ni、Si和Mn之外的另一種適于固體溶液凝固的元素，從而使得在合金中至少很少份額的Cu任選地可以是有利的。除了能夠任選地以最大1重量。/。的含量存在的S之外，元素Ca、Bi或As也能簡單化工具鋼的可加工性。同樣重要的是在形成合金的碳化物的高溫下工具鋼的機(jī)械穩(wěn)定性。有鑒于此，考慮到機(jī)械穩(wěn)定性和強(qiáng)度性質(zhì)，例如Mo-碳化物和W-碳化物優(yōu)于碳化鉻和碳化鐵。在基體中鉻的缺乏以及碳含量的減少導(dǎo)致改善的導(dǎo)熱能力，特別是當(dāng)通過碳化鵠和/或碳化鉬來進(jìn)行時(shí)。用以制備在此所推薦的工具鋼(特別是熱作鋼)的方法，對于其熱性能和機(jī)械性能同祥發(fā)揮著重要作用。因此，通過特意地選擇制備方法能夠特意地改變工具鋼的機(jī)械性能和/或熱性能，并由此適合于各應(yīng)用目的。本發(fā)明范疇內(nèi)所述的工具鋼能夠例如通過粉末冶金法(熱等靜壓)制備。也存在著例如通過真空感應(yīng)熔化或通過爐內(nèi)熔化制備本發(fā)明的工具鋼的可能?，F(xiàn)已令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，各個(gè)所選的制備方法能影響所得的碳化物大小，而其自身如上所述地能夠?qū)ぞ咪摰膶?dǎo)熱能力和機(jī)械性能產(chǎn)生影響。還能夠通過本身已知的精煉方法如VAR-法(VAI^真空電弧重熔；Vakuum-Lichtbogenumschmelzen)、AOD-法(A0D=氬氧脫碳；Argon-Sauerstoff-Entkohlung)或者所謂的ESR-法(ESR:電渣重熔)來精煉工具鋼。同樣能例如通過砂鑄或精密鑄(FeinguP)而制得本發(fā)明的工具鋼。其可以通過熱壓或其他粉末冶金方法(燒結(jié)、冷壓、等靜壓)并且在所有這些制備方法中都能采用或不采用熱機(jī)械工藝地(鍛制、軋制、流動沖壓(Flieppressen))制備。也可以采用較不傳統(tǒng)的制備方法，如觸變鑄造(thixo-casting)、等離子涂覆或激光涂覆以及局部燒結(jié)。為了由該工具鋼也能制得具有在體積內(nèi)變化的組成的制品，能夠有利地采用粉末混合物的燒結(jié)過程。在本發(fā)明范疇內(nèi)改進(jìn)的鋼也能夠用作焊接添加材料(例如以粉末形式用于激光焊接，作為條材或型材用于金屬-惰性氣體焊接(MIG-焊接)、金屬活性氣體焊接(MAG-燁接)、鎢-惰性氣體焊接(WIG-焊接)或用于釆用經(jīng)包覆的電極的焊接)。根據(jù)權(quán)利要求24，推薦了如權(quán)利要求4至23之一所述的工具鋼、特22別是熱作鋼作為制備熱作鋼制品、特別是熱作工具的材料的應(yīng)用，且其具有超過42W/mK的室溫下導(dǎo)熱能力、優(yōu)選超過48W/mK的導(dǎo)熱能力、特別是超過55W/mK的導(dǎo)熱能力。本發(fā)明的鋼制品的特征在于權(quán)利要求25的特征，并且所迷鋼制品至少部分地由如權(quán)利要求4至23之一所述的工具鋼、特別是熱作鋼構(gòu)成。在一個(gè)有益的實(shí)施方式中，可以使得鋼制品具有在其整個(gè)體積上基本恒定的導(dǎo)熱能力。特別的，在該實(shí)施方式中，鋼制品可以完全由如權(quán)利要求4至23之一所述的工具鋼、特別是由熱作鋼構(gòu)成。在一個(gè)特別有益的實(shí)施方式中，能夠設(shè)計(jì)使得鋼制品具有至少是分段地改變的導(dǎo)熱能力。根據(jù)一個(gè)特別有益的實(shí)施方式，室溫下鋼制品能夠至少分段地具有超過42W/mK的導(dǎo)熱能力、優(yōu)選超過48W/mK的導(dǎo)熱能力、特別是超過55W/mK的導(dǎo)熱能力。在室溫下，鋼制品也能夠在其整個(gè)體積上具有超過42W/mK的導(dǎo)熱能力、優(yōu)選超過48W/mK的的導(dǎo)熱能力、特別是超過55W/mK的導(dǎo)熱能力。在有益的實(shí)施方式中，鋼制品可以是例如金屬的壓力成型、剪切成型(Schubumformung)或彎曲成型工藝中的，優(yōu)選在自由鍛工藝、模鍛工藝、觸變鍛造工藝、流動沖壓工藝、輾軋工藝、模彎(Gesenkbiege-)工藝、軋制成型(Walzprofilier)工藝或者在扁軋工藝、型件軋制工藝和鑄軋工藝中的成型工具。在其他有益的實(shí)施方式中，鋼制品可以是金屬的拉壓成型和扭伸成型工藝中的，優(yōu)選在加壓淬火工藝、模壓淬火工藝、深沖工藝、張拉成型工藝和翻孔(Kragenzieh)工藝中的成型工具。在進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施方式中，鋼制品可以是例如金屬原材料的固結(jié)成型工藝中的，優(yōu)選壓鑄工藝、真空壓鑄工藝、觸變鑄造工藝、鑄軋工藝、燒結(jié)工藝和熱等靜壓工藝中的成型工具。此外，鋼制品還可以是聚合物原材料的固結(jié)成型工藝中的，優(yōu)選注塑工藝、擠出工藝和擠出吹塑工藝中的成型工具，或者是陶瓷原材23料固結(jié)成型工藝中的，優(yōu)選燒結(jié)工藝中的成型工具。在再一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，鋼制品可以是產(chǎn)生能量和能量轉(zhuǎn)換的機(jī)器和設(shè)備的部件，優(yōu)選內(nèi)燃發(fā)動機(jī)、反應(yīng)器、熱交換器和發(fā)電機(jī)的部件。另外，鋼制品還可以是化學(xué)方法技術(shù)的機(jī)器和設(shè)備的部件、優(yōu)選化學(xué)反應(yīng)器的部件。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)清楚地根據(jù)引用附圖的優(yōu)選實(shí)施例的以下描述來說明。附圖為圖l典型工具鋼的微結(jié)構(gòu)橫截面內(nèi)的碳化物結(jié)構(gòu)的極大簡化的示意草圖2相比于傳統(tǒng)工具鋼的根據(jù)本發(fā)明的熱作鋼的兩個(gè)樣品(Fl和F5)的抗磨強(qiáng)度；圖3適用于熱成型工藝的本發(fā)明工具鋼(熱作鋼)的導(dǎo)熱能力取決于鉻含量的關(guān)系圖4根據(jù)本發(fā)明的另外選擇的工具鋼的導(dǎo)熱能力取決于鉻含量的關(guān)系圖5描述在經(jīng)預(yù)熱的工件中通過與兩個(gè)工具鋼板兩面接觸導(dǎo)熱而獲得的排熱過程。以下將開始詳細(xì)闡述五個(gè)適合于不同應(yīng)用目的的工具鋼(熱作鋼)的實(shí)例。實(shí)施例l現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，為了制備用于鋼板熱成型("熱沖壓成型")的工具(熱作鋼制品)，特別有益的是采用具有以下組成的熱作鋼0.32至0.5重量。/。的C;少于l重量M的Cr;0至4重量。/。的V;0至10重量％、特別是3至7重量。/。的Mo;0至15重量％、特別是2至8重量。/。的W;24其中Mo和W的含量總和為5至15重量。/。。此外，該熱作鋼含有不可避免的雜質(zhì)和作為主要成分的鐵。任選地，該熱作鋼可以含有強(qiáng)的碳化物形成劑，例如Ti、Zr、Hf、Nb、Ta，且其單獨(dú)或總和的含量為不超過3重量％。在這種應(yīng)用中，由熱作鋼制得的工具的抗磨強(qiáng)度是特別重要的。因此，所形成的初生碳化物的體積應(yīng)盡可能大。實(shí)施例2現(xiàn)今，鋁壓鑄有著很重要的市場，其中用于制備工具的熱作鋼的性質(zhì)對于竟?fàn)幜Χ允翘貏e重要的。用于制備壓鑄工具的熱作鋼的高溫機(jī)械性能在此是具有特別的意義的。在這種情況下，提高的導(dǎo)熱能力的優(yōu)點(diǎn)是特別重要的，因?yàn)椴粌H使得周期時(shí)間的縮短成為可能，而且工具的表面溫度和工具中的溫度梯度也會減小。在此，對于工具的耐用性的積極作用是顯著程度的。在壓鑄應(yīng)用中，特別是在鋁壓鑄方面，釆用具有以下組成的熱作鋼作為制備相應(yīng)工具的材料是特別有益的0.3至0.42重量。/。的C;少于2重量％、特別是少于l重量。/。的Cr;0至6重量％、特別是2.5至4.5重量。/。的Mo;0至6重量％、特別是1至2.5重量。/。的W;其中，Mo和W的含量總和為3.2至5.5重量％;0至1.5重量％、特別是0至1重量。/。的V。此外，該熱作鋼還含有鐵(作為主要成分)和不可避免的雜質(zhì)任選地，熱作鋼可以含有強(qiáng)的碳化物形成劑，例如Ti、Zr、Hf、Nb、Ta，且其單獨(dú)或總和的含量為不超過3重量％。在鋁-壓鑄應(yīng)用中，應(yīng)盡可能不存在Fe3C。其中，添加有Mo和W的Cr和V是優(yōu)選的元素，用以代替Fe3C。但優(yōu)選地，同樣通過Mo和/或W代替Cr。為了在某些應(yīng)用中優(yōu)選地將釩完全或至少部分地代替，同樣可以使用W和/或Mo。但是或者，也可以使用更強(qiáng)的碳化物形成劑，如Ti、Zr、Hf、Nb或Ta。碳化物形成劑的選擇和其份額又取決于具體的應(yīng)用和對于由熱作鋼制得的工具的熱性能和/或機(jī)械性能所提出的要求。實(shí)施例3在具有相對較高熔點(diǎn)的合金的壓鑄中使用具有以下組成的熱作鋼來制備相應(yīng)的工具是有益的0.25至0.4重量。/o的C;少于2重量％、特別是少于l重量。/。的Cr;0至5重量％、特別是2.5至4.5重量。/。的Mo;0至5重量％、特別是0至3重量。/。的W;其中，Mo和W的含量總和為3至5.2重量。/o;0至1重量％、特別是O至O.6重量。/。的V。此外，該熱作鋼還含有不可避免的雜質(zhì)以及作為主要成分的鐵。任選地，該熱作鋼可以含有強(qiáng)的碳化物形成劑，例如Ti、Zr、Hf、Nb、Ta，且其單獨(dú)或總和的含量為不超過3重量％。在該應(yīng)用中需要熱作鋼更大的韌性，從而能將初生碳化物盡可能完全抑制，因此穩(wěn)定的碳化物形成劑是更有益的。實(shí)施例4在塑料注塑中以及在具有相對較低熔點(diǎn)的合金的壓鑄中，采用具有以下組成的熱作鋼來制備相應(yīng)的工具是特別有益的0.4至0.55重量。/q的C;少于2重量％、特別是少于l重量。/。的Cr;0至4重量％、特別是O.5至2重量。/。的Mo;0至4重量％、特別是0至1.5重量n/。的W;其中，Mo和W的含量總和為2至4重量。/o;o至i.5重量y。的v。此外，該熱作鋼還含有鐵作為主要成分以及不可避免的雜質(zhì)。任選的，熱作鋼可以含有強(qiáng)的碳化物形成劑，例如Ti、Zr、Hf、Nb、Ta，且其單獨(dú)或總和的含量為不超過3重量％。在這些應(yīng)用領(lǐng)域中，應(yīng)保持釩的份額盡可能小。優(yōu)選地，熱作鋼的釩含量可以是少于1重量％且特別是少于O.5重量％，在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方式中是少于O.25重量26%。在注塑過程中，對于工具的機(jī)械性能的要求是相對較小的。通常，約1500MPa的機(jī)械強(qiáng)度即已足夠。但是，更高的導(dǎo)熱能力能夠使得制備注塑件時(shí)周期時(shí)間的縮短成為可能，從而能夠減少制備注塑件的成本。實(shí)施例5在熱鍛時(shí)特別有益的是，為制備相應(yīng)的工具而使用具有以下組成的熱作鋼0.4至0.55重量。/。的C;少于l重量c/。的Cr;0至10重量％、特別是3至5重量。/。的Mo;0至7重量％、特別是2至4重量o/。的W;其中，Mo和W的含量總和為6至10重量。/o;0至3重量％、特別是O.7至1.5重量。/。的V。此外，熱作鋼含有鐵作為主要成分和不可避免的雜質(zhì)。任選的，熱作鋼可以含有強(qiáng)的碳化物形成劑，例如Ti、Zr、Hf、Nb、Ta，且其單獨(dú)或總和的含量為不超過3重量％。優(yōu)選的，在該實(shí)施例中，熱作鋼可以含有用于固體溶液凝固的元素，特別是Co，但也可以是Ni、Si、Cu和Mn。特別的，不超過6重量％的Co的含量經(jīng)證明是有益的，用以改善工具的耐高溫性。借助于此處舉例描述的適于許多不同應(yīng)用的熱作鋼，可以獲得是已知熱作鋼約兩倍大的導(dǎo)熱能力。表l中顯示了，相比于傳統(tǒng)的工具鋼，根據(jù)本發(fā)明的熱作鋼的五個(gè)實(shí)驗(yàn)樣品(樣品F1至樣品F5)的熱彈性特征值。例如可以看到，該熱作鋼具有比已知的工具鋼更高的密度。另外也顯示了如下結(jié)果，即本發(fā)明熱作鋼的樣品的導(dǎo)熱能力相比于傳統(tǒng)的工具鋼強(qiáng)烈增大。表2中總結(jié)了，相比于傳統(tǒng)的工具鋼，根據(jù)本發(fā)明的兩個(gè)熱作鋼樣品(樣品F1和F5)的機(jī)械性能。圖2中描繪了相比于傳統(tǒng)工具鋼，熱作鋼的兩個(gè)樣品(F1和F5)的抗磨強(qiáng)度。其中，借助于由相應(yīng)的鋼制得的銷釘和借助于由USIBOR-1500P-板材制成的盤片來測試抗磨強(qiáng)度。樣品"1.2344"在此作為對比樣品(抗磨強(qiáng)度100%)。因此，抗磨強(qiáng)度為200。/。的材料具有對比樣品的兩倍高的抗磨強(qiáng)度，并因此在進(jìn)行摩擦測試方法過程中只遭受一半大的重量損失?？梢钥闯觯景l(fā)明熱作鋼的樣品相比于大多數(shù)已知的鋼材而言具有很高的抗磨強(qiáng)度。以下將詳細(xì)闡述根據(jù)本發(fā)明的工具鋼、特別是熱作鋼的其他優(yōu)選實(shí)施例和它們的性能。導(dǎo)熱能力和導(dǎo)熱性是描述材料或部件熱傳輸性能的最重要的熱物理材料參數(shù)。為精確測量導(dǎo)熱性，進(jìn)行所謂的"激光閃射技術(shù)"(LFA)作為快速、多方面和精確的絕對法。在相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)DIN30905和DINEN821中確定了相應(yīng)的檢測規(guī)程。為進(jìn)行該測量，使用NETZSCH-GerStebauGmbH，Wittelsbacherstrasse42，95100Selb/Bayern(德國)乂〉司的LFA457MicroFlash。由所測得的導(dǎo)熱性a和比熱Cp以及樣品特有的經(jīng)計(jì)算得的密度p，根據(jù)計(jì)算式入=pcpa能夠非常簡單地計(jì)算得到導(dǎo)熱能力入。圖3中顯示了對于選擇表3中具有？(:或？0+xCr標(biāo)記的化學(xué)組成的工具鋼，根據(jù)該方法計(jì)算得的導(dǎo)熱能力取決于鉻的重量份額的關(guān)系。其中，該組成首先在合金元素鉻的重量百分比上是不同的。所述的鋼由于相對較大的初生碳化物的體積份額，除了根據(jù)本發(fā)明可能調(diào)節(jié)獲得理想的導(dǎo)熱能力之外，還具有很高的抗磨擦損耗和粘連損耗性，并因此適合于如一般在熱成型工藝中所出現(xiàn)的高機(jī)械負(fù)荷。圖4中顯示了對于選擇表4中具有FM或FM+xCr標(biāo)記的化學(xué)組成的工具鋼，根據(jù)該方法計(jì)算得的導(dǎo)熱能力取決于鉻的重量份額的關(guān)系。其中，該組成首先在合金元素鉻的重量百分比上是不同的。這些工具鋼特別適用于壓鑄工藝，因?yàn)樗鼈兊奶攸c(diǎn)在于初生碳化物的份額相對較小。表5中歸納了用于對比地試驗(yàn)工藝性能的本發(fā)明工具鋼F的化學(xué)組28成。在特別是如板材熱成型中所主導(dǎo)的工藝近似條件下，釆用具有表5中標(biāo)記為F的化學(xué)組成的工具鋼，與根據(jù)DIN17350ENISO4957的具有標(biāo)號l.2344的傳統(tǒng)工具鋼相比，通過高溫測量法能夠驗(yàn)證到經(jīng)由預(yù)熱而存儲入工件中的熱量加速地導(dǎo)出。高溫測量法的結(jié)果歸納于圖5中?？紤]到在這些工藝中通常的工具溫度為約20or:，因此經(jīng)由這里所用的本發(fā)明的工具鋼能夠?qū)崿F(xiàn)約50%的冷卻持續(xù)時(shí)間的縮短。除了通過合適地選擇化學(xué)組成而基本調(diào)節(jié)導(dǎo)熱能力的本發(fā)明這一方面，本發(fā)明還包括了通過特定的熱處理來精細(xì)調(diào)節(jié)這一方面。表6中示例性地顯示了，對于具有表5中所列化學(xué)組成的合金方案F以及具有表3中所列化學(xué)組成的合金方案FC，不同熱處理?xiàng)l件對所得導(dǎo)熱能力的影響作用。根據(jù)熱處理而調(diào)節(jié)得不同的導(dǎo)熱能力的原因在于，由此改變的碳化物的體積份額和它們改變了的分布和形態(tài)。前面已經(jīng)指出，鑒于在本發(fā)明合金的化學(xué)組成方面提高導(dǎo)熱能力，應(yīng)調(diào)節(jié)包括碳當(dāng)量成分N和B(碳當(dāng)量乂069=乂0+0.86xN+1.2.xB，其中xC表示C的重量百分比，xN表示N的重量百分比和xB表示B的重量百分比)在內(nèi)的碳的重量份額，使得在基體中碳盡可能少地殘留于溶液中。對于鉬的重量份xMo(%Mo)和鎢的重量份xW(%W)同樣如此；它們也應(yīng)盡可能地不以溶解形式殘留于基體中，而是更多地參與碳化物的形成。類似形式地，對于所有其他元素也同樣如此；它們也應(yīng)參與到碳化物的形成中并因此不以溶解形式存在于基體中，而更多地用以結(jié)合碳并任選地在機(jī)械負(fù)荷方面提高耐損耗性。前面相關(guān)的描述內(nèi)容能夠一一即使有某些局限一一在一般的說明方案中變換地描迷為工具鋼特征值HC的方程式的形式HC=xCeq-AC.[xMo/(3.AMo)+xW/(3AW)+(xV-0.4)/AV]在該式中xCeq-碳當(dāng)量的重量百分比(如上定義)；xMo-鉬的重量百分比；xW-鵠的重量百分比；xV-釩的重量百分比；AC-碳的原子質(zhì)量(12.0107u)AMo-鉬的原子質(zhì)量(95.94u)AW-鎢的原子質(zhì)量(183.84u)AV-釩的原子質(zhì)量(50.9415u)。HC的值應(yīng)有益地介于O.03和0.165之間。HC的值也能夠在O.05至0.158之間，特別的在O.09至0.15之間。在上述的式子中因子3針對的是如下情況，即，預(yù)計(jì)在本發(fā)明的工具鋼的微結(jié)構(gòu)中有M3C或M3Fe3C型的碳化物；M在此表示任意的金屬元素。因子O.4基于的是如下事實(shí)，即，在合金制備時(shí)所期望的重量百分比的釩(V)主要以碳化物形式的化合物形式添加，因此不超過該份額的量同樣作為金屬碳化物MC而存在。根據(jù)本發(fā)明的工具鋼(熱作鋼)的其他應(yīng)用領(lǐng)域?qū)τ诒景l(fā)明工具鋼(特別是熱作鋼)的優(yōu)選實(shí)施例的其他應(yīng)用，原則上可以考慮那些其中高導(dǎo)熱能力或經(jīng)特定調(diào)節(jié)的變化的導(dǎo)熱能力特性對于所用工具的應(yīng)用行為和對于由此制得的產(chǎn)品的性能產(chǎn)生積極作用的應(yīng)用領(lǐng)域。采用本發(fā)明能夠得到具有精確限定的導(dǎo)熱能力的鋼。甚至存在著通過改變化學(xué)組成而獲得具有在體積上變化的導(dǎo)熱能力的鋼制品的可能性，且所述鋼制品至少部分地由在此所推薦的工具鋼(熱作鋼)制成。其中，可以采用各種能夠改變鋼制品內(nèi)化學(xué)組成的方法，例如粉末混合物的燒結(jié)，局部燒結(jié)或局部熔融或所謂的"快速模具制造"法或"快速原型"法或者"快速模具制造"法和"快速原型"法的結(jié)合，除了已經(jīng)提到的板材熱成型(加壓淬火，模壓淬火)領(lǐng)域和輕金屬壓鑄中的應(yīng)用之外，其一般也可以是結(jié)合工具和模具的金屬鑄造工藝，塑料注塑和體積成型工藝，特別是熱體積成型(例如鍛造、流動沖壓、輾軋、軋制)，它們是本發(fā)明熱作鋼的優(yōu)選應(yīng)用領(lǐng)域。在產(chǎn)品方面，這里所推薦的鋼材，對于它們用于制備內(nèi)燃機(jī)中的氣缸襯筒的用途而言，對于切削刀具或制動圓盤而言是理想的前提。表7中除了已經(jīng)描述于表3和4中的合金方案之外還描述了本發(fā)明工具鋼(熱作鋼)的其他實(shí)施例。表7中所歸納的合金方案的優(yōu)選應(yīng)用是FA:鋁壓鑄；FZ:銅和銅合金的成型(包括黃銅)；FW:銅和銅合金；(包括黃銅)以及更高熔點(diǎn)的金屬合金的壓鑄；FV:銅和銅合金(包括黃銅)的成型；FAW:銅和銅合金；(包括黃銅)以及更高熔點(diǎn)的金屬合金的壓鑄;FAModi:由銅和銅合金(包括黃銅)和鋁制成的大體積部件的壓鑄；FAMod2:鋁的成型；FCModl:具有高抗損耗性的板材熱成型(加壓淬火，模壓淬火)；FCMod2:具有高抗損耗性的板材熱成型(加壓淬火，模壓淬火)。31<table>tableseeoriginaldocumentpage32</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage33</column></row><table>表3<table>tableseeoriginaldocumentpage34</column></row><table>表4<table>tableseeoriginaldocumentpage34</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage35</column></row><table>表7<table>tableseeoriginaldocumentpage36</column></row><table>權(quán)利要求1、調(diào)節(jié)鋼、特別是熱作鋼的導(dǎo)熱能力的方法，其特征在于，以特定的冶金方式產(chǎn)生鋼的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的碳化物成分具有特定的電子密度和聲子密度和/或該結(jié)構(gòu)的晶體結(jié)構(gòu)具有通過有目的地產(chǎn)生的晶格缺陷而確定的針對聲子流動和電子流動的平均自由程。2、用于調(diào)節(jié)、特別是提高鋼、特別是熱作鋼的導(dǎo)熱能力的方法，其特征在于，以特定的冶金方式產(chǎn)生鋼的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在其碳化物成分中具有提高的電子密度和聲子密度和/或該結(jié)構(gòu)通過在碳化物的和包裹其的金屬基體的晶體結(jié)構(gòu)中少量的缺陷而具有針對聲子流動和電子流動的增大的平均自由程。3、如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，將室溫下鋼的導(dǎo)熱能力調(diào)節(jié)到大于42W/mK、優(yōu)選調(diào)節(jié)到大于48W/mK、特別調(diào)節(jié)到大于55W/mK。4、工具鋼、特別是熱作鋼，其特征在于以下組成0.26至0.55重量。/。的C;〈2重量y。的Cr;0至10重量y。的Mo;0至15重量W的W;其中，W和Mo的含量總和為1.8至15重量。/o;形成碳化物的元素Ti、Zr、Hf、Nb、Ta,其各自單獨(dú)或總和的含量為0至3重量％;0至4重量4的V;0至6重量W的Co;0至1.6重量M的Si;0至2重量y。的Mn;0至2.99重量y。的Ni;o至i重量y。的s;余量的鐵和不可避免的雜質(zhì)。5、工具鋼、特別是熱作鋼，其特征在于以下組成總和為O.25至1.00重量y。的C和N;〈2重量。/。的Cr;0至10重量y。的Mo;0至15重量n/a的W;其中W和Mo的含量總和為l.8至15重量％;形成碳化物的元素Ti、Zr、Hf、Nb、Ta，其單獨(dú)或總和的含量為O至3重量％;0至4重量。/。的V;0至6重量y。的Co;O至l.6重量"/。的Si;0至2重量。/。的Mn;0至2.99重量y。的Ni;o至i重量y。的s;余量的鐵和不可避免的雜質(zhì)。6、工具鋼、特別是熱作鋼，其特征在于以下組成總和為O.25至1.00重量y。的C、N和B;〈2重量y。的Cr;0至10重量y。的Mo;0至15重量W的W;其中W和Mo的含量總和為l.8至15重量％;形成碳化物的元素Ti、Zr、Hf、Nb、Ta，其單獨(dú)或總和的含量為O至3重量％;0至4重量y。的V;0至6重量W的Co;0至1.6重量。/i的Si;0至2重量。/4的Mn;0至2，99重量y。的Ni;0至1重量M的S;余量的鐵和不可避免的雜質(zhì)。7、如權(quán)利要求4至6之一所述的工具鋼、特別是熱作鋼，其特征在于，所述熱作鋼在室溫下具有大于42W/mK的導(dǎo)熱能力、優(yōu)選大于48W/mK的導(dǎo)熱能力、特別是大于55W/mK的導(dǎo)熱能力。8、如權(quán)利要求7所述的工具鋼、特別是熱作鋼，其特征在于，所述工具鋼的導(dǎo)熱能力可通過如權(quán)利要求1至3之一所述的方法調(diào)節(jié)。9、如權(quán)利要求4至8之一所述的工具鋼、特別是熱作鋼，其特征在于，所述熱作鋼含有總和2至15重量。/。的Mo和W。10、如權(quán)利要求4至9之一所述的工具鋼、特別是熱作鋼，其特征在于，所述工具鋼含有總和為2.5至15重量。/。的Mo和W。11、如權(quán)利要求4至10之一所述的工具鋼、特別是熱作鋼，其特征在于，所述工具鋼含有小于l.5重量。/。的Cr。12、如權(quán)利要求4至11之一所述的工具鋼、特別是熱作鋼，其特征在于，所述工具鋼含有小于l重量。/。的Cr。13、如權(quán)利要求4至12之一所述的工具鋼、特別是熱作鋼，其特征在于，所述工具鋼含有小于O.5重量。/。的Cr、優(yōu)選小于O.2重量。/。的Cr和特別是小于O.l重量。/。的Cr。14、如權(quán)利要求4至13之一所述的工具鋼、特別是熱作鋼，其特征在于，所述工具鋼含有O.5至10重量％、特別是l至10重量。/。的Mo。15、如權(quán)利要求4至14之一所述的工具鋼、特別是熱作鋼，其特征在于，Mo、W和V的含量總和為2至10重量o/0。16、如權(quán)利要求4至15之一所述的工具鋼、特別是熱作鋼，其特征在于，所述工具鋼含有最大3重量。/。的Co。17、如權(quán)利要求4至16之一所述的工具鋼、特別是熱作鋼，其特征在于，所述工具鋼含有最大2重量。/。的Co。18、如權(quán)利要求4至17之一所述的工具鋼、特別是熱作鋼，其特征在于，所述的工具鋼的鉬含量為>1重量％、優(yōu)選>1.5重量％、特別是^2重量％。19、如權(quán)利要求4至18之一所迷的工具鋼、特別是熱作鋼，其特征在于，所述工具鋼的釩含量為《2重量％、優(yōu)選《1.2重量％。20、如權(quán)利要求4至19之一所述的工具鋼、特別是熱作鋼，其特征在于，所述雜質(zhì)含有單獨(dú)或總和的含量為最大l重量。/。的元素Cu、P、Bi、Ca、As、Sn或Pb中的一種或多種。21、如權(quán)利要求4至20之一所述的工具鋼、特別是熱作鋼，其特征在于，特征值HC=xCeq-AC[xMo/(3'AMo)+xW/(3.AW)+(xV-0.4)/AV]，其介于O.03至0.165之間，其中xCeq為碳當(dāng)量的重量百分比；xMo為鉬的重量百分比；xW為鴒的重量百分比；xV為釩的重量百分比；AC為碳的原子質(zhì)量；AMo為鉬的原子質(zhì)量；AW為鴒的原子質(zhì)量；AV為釩的原子質(zhì)量。22、如權(quán)利要求21所述的工具鋼、特別是熱作鋼，其特征在于，HC介于O.05至0.158之間。23、如權(quán)利要求21或22所述的工具鋼、特別是熱作鋼，其特征在于，HC介于O.09至0.15之間。24、如權(quán)利要求4至23之一所述的工具鋼、特別是熱作鋼的用途，用作制備熱作鋼制品、特別是熱作工具的材料，其具有室溫下大于42W/mK的導(dǎo)熱能力、優(yōu)選大于48W/mK的導(dǎo)熱能力、特別是大于55W/mK的導(dǎo)熱能力。25、鋼制品，其特征在于，所述鋼制品至少部分地由如權(quán)利要求4至23之一所述的工具鋼、特別是由熱作鋼構(gòu)成。26、如權(quán)利要求25所述的鋼制品，其特征在于，所述鋼制品具有在其整個(gè)體積上基本上恒定的導(dǎo)熱能力。27、如權(quán)利要求25所述的鋼制品，其特征在于，所述鋼制品具有至少分段地改變的導(dǎo)熱能力。28、如權(quán)利要求25至27之一所述的鋼制品，其特征在于，所述鋼制品在室溫下至少分段地具有大于42W/raK的導(dǎo)熱能力、優(yōu)選大于48W/mK的導(dǎo)熱能力、特別是大于55W/mK的導(dǎo)熱能力。29、如權(quán)利要求25至28之一所述的鋼制品，其特征在于，所述鋼制品是金屬的壓力成型、剪切成型或彎曲成型工藝中的，優(yōu)選在自由鍛工藝、模鍛工藝、觸變鍛造工藝、流動沖壓工藝、輾軋工藝、模彎工藝、軋制成型工藝或者在扁軋工藝、型件軋制工藝和鑄軋工藝中的成型工具。30、如權(quán)利要求25至28之一所述的鋼制品，其特征在于，所述鋼制品是金屬的拉壓成型和拉伸成型工藝中的，優(yōu)選在加壓淬火工藝、模壓淬火工藝、深沖工藝、張拉成型工藝和翻孔工藝中的成型工具。31、如權(quán)利要求25至28之一所述的鋼制品，其特征在于，所述鋼制品是金屬原材料的固結(jié)成型工藝中的，優(yōu)選壓鑄工藝、真空壓鑄工藝、觸變鑄造工藝、鑄軋工藝、燒結(jié)工藝和熱等靜壓工藝中的成型工具。32、如權(quán)利要求25至28之一所述的鋼制品，其特征在于，所述鋼制品是聚合物原材料的固結(jié)成型工藝中的，優(yōu)選注塑工藝、擠出工藝和擠出吹塑工藝中的成型工具。33、如權(quán)利要求25至28之一所述的鋼制品，其特征在于，所述鋼制品是陶瓷原材料固結(jié)成型工藝中的，優(yōu)選燒結(jié)工藝中的成型工具。34、如權(quán)利要求25至28之一所述的鋼制品，其特征在于，所述鋼制品是產(chǎn)生能量和能量轉(zhuǎn)換的機(jī)器和設(shè)備的部件，優(yōu)選內(nèi)燃發(fā)動機(jī)、反應(yīng)器、熱交換器和發(fā)電機(jī)的部件。35、如權(quán)利要求25至28之一所述的鋼制品，其特征在于，所述鋼制品是化學(xué)方法技術(shù)的機(jī)器和設(shè)備的部件、優(yōu)選化學(xué)反應(yīng)器的部件。全文摘要本發(fā)明涉及一種具有如下組成的工具鋼、特別是熱作鋼0.26至0.55重量％的C；＜2重量％的Cr；0至10重量％的Mo；0至15重量％的W；其中，W和Mo的含量總和為1.8至15重量％；形成碳化物的元素Ti、Zr、Hf、Nb、Ta，其各自單獨(dú)或總和的含量為0至3重量％；0至4重量％的V；0至6重量％的Co；0至1.6重量％的Si；0至2重量％的Mn；0至2.99重量％的Ni；0至1重量％的S；余量的鐵和不可避免的雜質(zhì)。該熱作鋼相比于已知的工具鋼具有顯著更高的導(dǎo)熱能力。文檔編號C22C38/22GK101512034SQ200780032677公開日2009年8月19日申請日期2007年6月8日優(yōu)先權(quán)日2006年8月9日發(fā)明者I·巴利斯安格萊斯申請人:羅瓦爾瑪股份公司