本發(fā)明涉及壓制模具、鍛造模具、壓鑄模具、擠出工具等多種熱作工具和其制造方法。
背景技術(shù)：
：熱作工具由于一邊與高溫的被加工材料、硬質(zhì)的被加工材料接觸一邊使用，因此需要具備能夠耐受沖擊的韌性。而且，以往對于熱作工具材料，使用例如為jis鋼種的skd61系合金工具鋼。另外，應(yīng)最近的進(jìn)一步的韌性提高的要求，對于熱作工具材料，提出了改良了上述skd61系合金工具鋼的成分組成的合金工具鋼材料(專利文獻(xiàn)1、2)。熱作工具通常通過將硬度低的退火狀態(tài)的熱作工具材料機(jī)械加工成熱作工具的形狀后，對其進(jìn)行淬火回火而調(diào)整至規(guī)定的使用硬度來制作。另外，在調(diào)整至上述使用硬度后，通常進(jìn)行精加工的機(jī)械加工。有時(shí)也根據(jù)情況對上述熱作工具材料先進(jìn)行淬火回火(所謂制成預(yù)硬材料的狀態(tài))，然后還結(jié)合上述的精加工的機(jī)械加工而機(jī)械加工成熱作工具的形狀。淬火是如下的操作：將退火狀態(tài)的熱作工具材料(或者該熱作工具材料被機(jī)械加工后的熱作工具材料)加熱至奧氏體溫度區(qū)域?yàn)橹共⒈３?，對其進(jìn)行驟冷，由此使組織發(fā)生馬氏體相變。因此，對于熱作工具材料的成分組成，通過淬火而能夠調(diào)整為馬氏體組織。而且，淬火后的馬氏體組織中，在加熱至上述奧氏體溫度區(qū)域?yàn)橹共⒈３值倪^程生成的奧氏體晶粒的晶界被確認(rèn)為“原奧氏體晶界”。由該原奧氏體晶界形成的“原奧氏體粒徑”的分布狀況即便在接下來的回火后的金相組織(即完成了的熱作工具的組織)中實(shí)質(zhì)上也能維持。然而，對于這樣的熱作工具樣態(tài)，已知熱作工具的韌性可以通過減少其成分組成中所含的p、s、o、n等不可避免的雜質(zhì)的含量來提高。其中，p是在淬火回火后的馬氏體組織中的原奧氏體晶界處偏析而使該晶界脆化、使熱作工具的韌性大幅降低的元素。因此，提出了將熱作工具材料(即熱作工具)中的p含量限制為例如0.020質(zhì)量％以下(專利文獻(xiàn)3)。另外，已知熱作工具的韌性可以通過減小上述馬氏體組織中的原奧氏體粒徑來提高(專利文獻(xiàn)3)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1：日本特開平2-179848號公報(bào)專利文獻(xiàn)2：日本特開2000-328196號公報(bào)專利文獻(xiàn)3：日本特開2003-268486號公報(bào)技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：發(fā)明要解決的問題減少熱作工具中所含的p含量對于淬火回火后的熱作工具的韌性的提高非常有效。但是，若通過精煉工序等將熱作工具材料中的p去除，則消耗大的能量。而且，對于通過該精煉工序等去除p，一方面也成為使促進(jìn)p含量高的低級廢料的使用停滯的主要原因。如此，在熱作工具的領(lǐng)域中，應(yīng)該減少的p為對環(huán)境負(fù)擔(dān)大的元素。本發(fā)明的目的在于，提供一種即使提高熱作工具中所含的p含量的容許量也能維持足夠的韌性的熱作工具。用于解決問題的方案本發(fā)明為一種熱作工具，其具有通過淬火而能夠調(diào)整為馬氏體組織的成分組成，具有淬火回火后的馬氏體組織，其中，上述成分組成包含超過0.020質(zhì)量％且0.050質(zhì)量％以下的p，上述淬火回火后的馬氏體組織中的原奧氏體粒的粒徑以基于jis-g-0551的結(jié)晶粒度級別計(jì)為no.9.5以上，該原奧氏體粒的晶界的p濃度為1.5質(zhì)量％以下。優(yōu)選上述成分組成還包含0.0250質(zhì)量％以下的zn的熱作工具。另外，本發(fā)明為一種熱作工具的制造方法，其是對具有通過淬火而能夠調(diào)整為馬氏體組織的成分組成的熱作工具材料進(jìn)行淬火回火的、具有馬氏體組織的熱作工具的制造方法，其中，上述熱作工具材料的成分組成包含超過0.020質(zhì)量％且0.050質(zhì)量％以下的p，進(jìn)行了上述淬火回火后的馬氏體組織中的原奧氏體粒的粒徑以基于jis-g-0551的結(jié)晶粒度級別計(jì)為no.9.5以上，并且，該原奧氏體粒的晶界的p濃度為1.5質(zhì)量％以下。優(yōu)選上述熱作工具材料的成分組成還包含0.0250質(zhì)量％以下的zn的熱作工具的制造方法。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，能夠充分維持包含超過0.020質(zhì)量％且0.050質(zhì)量％以下的p的熱作工具的韌性。附圖說明圖1是關(guān)于skd61制熱作工具(淬火回火硬度：43hrc)示出其夏氏沖擊值與原奧氏體晶界的p濃度的關(guān)系的圖。圖2是實(shí)施例中評價(jià)的熱作工具a1的斷裂面組織的掃描型電子顯微鏡圖像和示出該圖像中的p濃度的元素映射圖。圖3是實(shí)施例中評價(jià)的熱作工具b1的斷裂面組織的掃描型電子顯微鏡圖像和示出該圖像中的p濃度的元素映射圖。圖4是熱作工具的斷裂面組織的掃描型電子顯微鏡圖像，是示出在斷裂面中確認(rèn)到的原奧氏體晶界的一個(gè)例子的圖。圖5是示出用俄歇電子光譜儀對熱作工具的斷裂面中相當(dāng)于原奧氏體晶界的位置分析時(shí)收集的俄歇電子能譜的一個(gè)例子的圖。具體實(shí)施方式本發(fā)明人對即使提高熱作工具材料中所含的p含量，也能夠維持熱作工具的韌性的方法進(jìn)行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，起因于p的含有的熱作工具的韌性的劣化主要原因之一與在淬火回火后的馬氏體組織中的原奧氏體晶界處的p偏析有關(guān)，從而調(diào)整原奧氏體粒徑“直接”起到抑制在上述原奧氏體晶界處的p偏析的作用。而且，明確了通過充分發(fā)揮在該原奧氏體晶界處的“p偏析的抑制效果”從而即使p含量增高也能夠充分維持熱作工具的韌性的、“p容許量”與“原奧氏體粒徑”的具體的關(guān)系量，從而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。以下對本發(fā)明的各構(gòu)成要件進(jìn)行說明。(1)本發(fā)明的熱作工具“具有通過淬火而能夠調(diào)整為馬氏體組織的成分組成、具有淬火回火后的馬氏體組織”。通常熱作工具是對退火狀態(tài)的熱作工具材料進(jìn)行淬火回火而制作的。對于該具有退火組織的熱作工具材料，通過將由鋼錠或者對鋼錠進(jìn)行開坯加工而成的鋼坯構(gòu)成的原材料作為起始材料，對其進(jìn)行各種熱加工、熱處理而制成規(guī)定的鋼材，對該鋼材進(jìn)行退火處理，精加工成例如塊狀。而且，如上所述，以往將通過淬火回火而顯現(xiàn)馬氏體組織的原材料用于熱作工具材料。馬氏體組織對于奠定各種熱作工具的絕對韌性的基礎(chǔ)而言是必要的組織。作為這樣的熱作工具(即熱作工具材料)的原材料，例如各種熱作工具鋼是代表性的。熱作工具鋼能夠在其表面溫度被升溫至大致200℃以上的環(huán)境下使用。而且，例如可以代表性地將屬于jis-g-4404的“合金工具鋼鋼材”的標(biāo)準(zhǔn)鋼種、其它已提出的鋼種應(yīng)用于該熱作工具鋼的成分組成。另外，也可以根據(jù)需要添加、含有除上述熱作工具鋼規(guī)定以外的元素種類。而且，如果為退火組織經(jīng)過淬火回火而顯現(xiàn)馬氏體組織的原材料，則通過之后使該淬火回火組織滿足后述的(3)的要件，就能夠?qū)崿F(xiàn)上述本發(fā)明的“p偏析的抑制效果”。因此，為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述效果，除了設(shè)定體現(xiàn)本發(fā)明的p偏析的抑制效果所需的、熱作工具的p含量的“容許值(下限值)”以外，無需限定上述原材料的成分組成。但是，對于奠定熱作工具的絕對的機(jī)械特性基礎(chǔ)而言，例如，作為上述顯現(xiàn)馬氏體組織的一成分組成，優(yōu)選具有以質(zhì)量％計(jì)包含c：0.30～0.50％、cr：3.00～6.00％、并且包含后述的p的熱作工具鋼的成分組成。而且，在提高熱作工具的絕對韌性方面，優(yōu)選具有還包含v：0.10～1.50％的熱作工具鋼的成分組成?；蛘?，含有mo或w的情況下，在提高熱作工具的絕對韌性方面，優(yōu)選具有包含mo及w以單獨(dú)或復(fù)合計(jì)(mo+1/2w)：3.50％以下的熱作工具鋼的成分組成。此時(shí)，在對熱作工具賦予強(qiáng)度及軟化阻力方面，更優(yōu)選上述(mo+1/2w)的值設(shè)為0.50％以上。而且，具體而言，優(yōu)選具有包含c：0.30～0.50％、si：2.00％以下、mn：1.50％以下、s：0.0500％以下、cr：3.00～6.00％、mo及w以單獨(dú)或復(fù)合計(jì)(mo+1/2w)：0.50～3.50％、v：0.10～1.50％、并且包含后述的p的成分組成。通過預(yù)先提高熱作工具的基本韌性值，本發(fā)明的p偏析的抑制效果與其協(xié)同地作用，從而能夠獲得韌性更優(yōu)異的熱作工具。關(guān)于可構(gòu)成本發(fā)明的熱作工具的成分組成的各種元素，如下地說明。·c：0.30～0.50質(zhì)量％(以下，簡記為“％”)c是一部分固溶于基體中而賦予強(qiáng)度、一部分形成碳化物從而提高耐磨耗性、抗咬(seizure)性的熱作工具的基本元素。另外，將作為間隙原子而固溶的c和cr等與c親和性大的代位原子一起添加時(shí)，還可以期待i(間隙原子)-s(代位原子)效果(起到溶質(zhì)原子的拖拽阻力的作用、使熱作工具高強(qiáng)度化的作用)。但是，過度的添加導(dǎo)致韌性、高溫強(qiáng)度的降低。因此，優(yōu)選設(shè)為0.30～0.50％。更優(yōu)選為0.34％以上。另外，更優(yōu)選為0.40％以下。·si：2.00％以下si是制鋼時(shí)的脫氧劑，過多時(shí)，導(dǎo)致在淬火回火后的工具組織中生成鐵素體。因此，優(yōu)選使其為2.00％以下。更優(yōu)選為1.00％以下。進(jìn)一步優(yōu)選為0.50％以下。另一方面，si具有提高材料的切削性的效果。為了得到該效果，優(yōu)選添加0.20％以上。更優(yōu)選為0.30％以上?！n：1.50％以下mn過多時(shí)，提高基體的粘度，從而降低材料的切削性。因此，優(yōu)選使其為1.50％以下。更優(yōu)選為1.00％以下。進(jìn)一步優(yōu)選為0.75％以下。另一方面，mn具有提高淬透性、抑制工具組織中的鐵素體的生成、得到適當(dāng)?shù)拇慊鸹鼗鹩捕鹊男Ч?。另外，通過以非金屬夾雜物的mns的形式存在，對于切削性的提高具有較大的效果。為了得到這些效果，mn優(yōu)選添加0.10％以上。更優(yōu)選為0.25％以上。進(jìn)一步優(yōu)選為0.45％以上?！：0.0500％以下s是通常即使不添加也會不可避免地包含于各種熱作工具中的元素。而且是在熱作工具的原材料階段使熱加工性劣化、使熱加工中的原材料產(chǎn)生裂紋的元素。因此，為了提高上述熱加工性，優(yōu)選限制為0.0500％以下。另一方面，s具有與上述mn鍵合而以非金屬夾雜物mns的形式存在從而提高切削性的效果。為了得到該效果，優(yōu)選添加0.0300％以上。·cr：3.00～6.00％cr是提高淬透性而且形成碳化物，對于基體的強(qiáng)化、耐磨耗性的提高有效果的元素。而且是有助于回火軟化阻力及高溫強(qiáng)度的提高的熱作工具的基本元素。但是，過度的添加反而導(dǎo)致高溫強(qiáng)度的降低。另外也導(dǎo)致淬透性降低。因此，優(yōu)選設(shè)為3.00～6.00％。而且，更優(yōu)選為5.50％以下。另外，更優(yōu)選為3.50％以上。進(jìn)一步優(yōu)選為4.00％以上。特別優(yōu)選為4.50％以上。·mo及w以單獨(dú)或復(fù)合計(jì)(mo+1/2w)：0.50～3.50％mo及w是通過回火而使組織中微細(xì)碳化物析出或者凝聚從而對熱作工具賦予強(qiáng)度及軟化阻力的元素。mo及w可以以單獨(dú)或復(fù)合的方式添加。而且，對于此時(shí)的添加量，由于w的原子量是mo的約2倍，因此能夠用由(mo+1/2w)式定義的mo當(dāng)量一起規(guī)定。當(dāng)然，可以僅添加任一者，也可以同時(shí)添加兩者。而且，為了得到上述效果，優(yōu)選以(mo+1/2w)的值計(jì)添加0.50％以上。更優(yōu)選為1.50％以上。進(jìn)一步優(yōu)選為2.50％以上。但是，過多時(shí)，導(dǎo)致切削性、韌性的降低，因此優(yōu)選以(mo+1/2w)的值計(jì)為3.50％以下。更優(yōu)選為2.90％以下?！：0.10～1.50％v具有形成碳化物從而強(qiáng)化基體、提高耐磨耗性、回火軟化阻力的效果。而且，分布于退火組織中的上述v碳化物起到抑制淬火加熱時(shí)的奧氏體晶粒的粗大化的“釘扎顆粒(pinningparticles)”的作用，有助于韌性的提高。為了得到這些效果，優(yōu)選添加0.10％以上。更優(yōu)選為0.30％以上。進(jìn)一步優(yōu)選為0.50％以上。但是，過多時(shí)，導(dǎo)致切削性的降低、碳化物自身的增加造成的韌性的降低，因此優(yōu)選使其為1.50％以下。更優(yōu)選為1.00％以下。進(jìn)一步優(yōu)選為0.70％以下。本發(fā)明的熱作工具的成分組成可以制成包含上述元素種類、并且包含后述的p的鋼的成分組成。另外，也可以制成包含上述元素種類、并且包含后述p、余量為fe及雜質(zhì)。而且，除上述元素種類以外，還可以含有下述元素種類?！i：0～1.00％ni是提高基體的粘度從而使切削性降低的元素。因此，優(yōu)選使ni的含量為1.00％以下。更優(yōu)選為不足0.50％，進(jìn)一步優(yōu)選為不足0.30％。另一方面，ni是抑制工具組織中的鐵素體生成的元素。另外，其是對于以下而言有效的元素：用于與c、cr、mn、mo、w等一起賦予工具材料優(yōu)異的淬透性，即使在淬火時(shí)的冷卻速度緩慢的情況下，也形成馬氏體主體的組織，從而防止韌性的降低。而且，還改善基體的基本韌性，因此本發(fā)明中也可以根據(jù)需要來添加。添加時(shí)，優(yōu)選添加0.10％以上?！o：0～1.00％co由于降低熱作工具的韌性，因此優(yōu)選使其為1.00％以下。另一方面，co在熱作工具的使用中，在其升溫時(shí)的表面形成極其致密且密合性良好的保護(hù)氧化覆膜。該氧化覆膜防止與對象材料之間的金屬接觸，抑制工具表面的溫度上升，并且?guī)韮?yōu)異的耐磨耗性。因此，co也可以根據(jù)需要來添加。添加時(shí)，優(yōu)選添加0.30％以上?！b：0～0.30％nb由于導(dǎo)致切削性的降低，因此優(yōu)選使其為0.30％以下。另一方面，nb具有形成碳化物、強(qiáng)化基體、提高耐磨耗性的效果。另外，具有提高回火軟化阻力，并且與v同樣地抑制晶粒的粗大化、有助于韌性的提高的效果。因此，nb也可以根據(jù)需要添加。添加時(shí)優(yōu)選添加0.01％以上。本發(fā)明的熱作工具的成分組成中，cu、al、ca、mg、o(氧)、n(氮)是有可能以例如不可避免的雜質(zhì)的形式殘留于鋼中的元素。本發(fā)明中，優(yōu)選使這些元素的含量盡可能地低。然而另一方面，為了得到夾雜物的形態(tài)控制、其它的機(jī)械特性、以及提高制造效率等附加的作用效果，也可以含有少量。此時(shí)，若為cu≤0.25％、al≤0.025％、ca≤0.0100％、mg≤0.0100％、o≤0.0100％、n≤0.0300％的范圍，則能夠充分允許，為本發(fā)明的優(yōu)選的限制上限。(2)對于本發(fā)明的熱作工具，在上述成分組成中“包含超過0.020％且0.050％以下的p”。如上所述，熱作工具的韌性劣化的主要原因之一為起因于其含有p的在馬氏體組織中的原奧氏體晶界處的p偏析。因此，以往的熱作工具的情況下，p含量例如規(guī)定為0.020％以下(專利文獻(xiàn)3)。但是，在這樣的背景下，如果即使提高p含量的容許值，具體而言p含量超過0.020％，也能夠?qū)嶙鞴ぞ叩捻g性維持為以往的水平，則能夠削減p含量的減少需耗費(fèi)的能量等、能夠減輕對環(huán)境的負(fù)擔(dān)。另外，如果能過將熱作工具的韌性提高至超過以往的水平，則也有助于熱作工具自身的特性提高。因此，本發(fā)明中，將對象限定為含有“超過0.020％的p”的熱作工具，對能夠充分維持該熱作工具的韌性的方法進(jìn)行了研究，結(jié)果在能夠消減上述能量等方面具有大的意義。優(yōu)選的是，將上述對象限定為含有“0.025％以上的p”的熱作工具。但是，若p的含量過多，則如后述，難以有效地發(fā)揮本發(fā)明的p偏析的抑制效果。因此，p含量為0.050％以下。優(yōu)選為不足0.040％。更優(yōu)選為0.035％以下。(3)對于本發(fā)明的熱作工具，在其淬火回火后的馬氏體組織中，“原奧氏體粒的粒徑以基于jis-g-0551的結(jié)晶粒度級別計(jì)為no.9.5以上，并且該原奧氏體粒的晶界的p濃度為1.5質(zhì)量％以下”。首先，本發(fā)明人為了把握原奧氏體晶界的p偏析對熱作工具的韌性的影響度，對作為用于評價(jià)其韌性的具體的指標(biāo)的“韌性值(例如夏氏沖擊值)”與作為用于評價(jià)p偏析的具體的指標(biāo)的“晶界p濃度(即原奧氏體晶界的p濃度)”的關(guān)系進(jìn)行了研究。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在這些熱作工具的韌性值與晶界p濃度之間具有相關(guān)性，即使整體的p含量相同的熱作工具，如果晶界p濃度不同，則熱作工具的韌性值也會產(chǎn)生差異。而且明確，著眼于上述的晶界p濃度并將其減少而不是減少熱作工具的整體的p含量，才是直接地對熱作工具的韌性值的提高起作用。圖1是關(guān)于skd61制熱作工具(淬火回火硬度：43hrc)示出其夏氏沖擊值與晶界p濃度(即原奧氏體晶界的p濃度)的關(guān)系的圖。圖中標(biāo)記的是后述實(shí)施例中評價(jià)的熱作工具a1、b1、c1、d1、及a2、b2、c2、d2。而且，圖的下方標(biāo)尺示出整體具有規(guī)定的p含量(0.009％、0.020％、0.025％)的熱作工具具有圖的各種晶界p濃度時(shí)的原奧氏體粒徑(平均晶體粒徑)。skd61中規(guī)定的p含量的容許上限值為0.030％。但是，以往的熱作工具中，其p含量實(shí)際上通常如專利文獻(xiàn)3，考慮到韌性的降低，減少至不足0.010％。另外，如專利文獻(xiàn)3，以往的熱作工具的原奧氏體粒徑以基于jis-g-0551的結(jié)晶粒度級別計(jì)為no.8.0左右(以平均晶體粒徑計(jì)為20～30μm左右)。而且，本發(fā)明人對這樣的以往的熱作工具進(jìn)行了研究，結(jié)果由2mmu型切口夏氏沖擊試驗(yàn)得到的沖擊值超過70(j/cm2)，而其晶界p濃度為大致不足1.0質(zhì)量％的水平(圖1的熱作工具a1)。而且明確，若增加上述以往的熱作工具的p含量，則與其增加量相關(guān)，熱作工具的韌性值變低。即，對于圖1所示的將以往的熱作工具a1的p含量從“不足0.010％”增加到“超過0.020％”的值、而其原奧氏體粒徑維持為以往的“以結(jié)晶粒度級別計(jì)為no.8.0左右”的狀態(tài)下的熱作工具b1，上述晶界p濃度上升至“2.0質(zhì)量％以上”的水平。而且，隨著該晶界p濃度的上升，韌性值也下降至低于70(j/cm2)的水平，變得難以維持以往的熱作工具a1的韌性。但是，即使是p含量超過0.020％的“韌性值低的”熱作工具b1，如果能夠?qū)⑵渚Ы鏿濃度抑制為以往的水平以下例如“1.5質(zhì)量％以下”，則能夠維持為p含量不足0.020％的以往的熱作工具的韌性的水平。優(yōu)選的是，將晶界p濃度抑制為“1.0質(zhì)量％以下”。因此，本發(fā)明人為了對影響上述熱作工具的晶界p濃度的因子進(jìn)行特定，對熱作工具的晶界p濃度與原奧氏體粒徑的關(guān)系進(jìn)行了研究。結(jié)果注意到：即使是整體的p含量相同的熱作工具，如果減小上述原奧氏體粒徑，則作為p的偏析點(diǎn)(site)的原奧氏體晶界的體積會增加。而且明確了，若原奧氏體晶界的體積增加，則即使在具有相同p含量的熱作工具間，在該原奧氏體晶界的位置測定的p濃度被稀釋，晶界p濃度會降低，即，發(fā)揮了本發(fā)明的p偏析的抑制效果，從而能夠提高韌性。而且，對于具有通過淬火而能夠調(diào)整為馬氏體組織的成分組成的各種熱作工具中，整體的p含量超過0.020％時(shí)，能有效發(fā)揮本發(fā)明的p偏析的抑制效果的條件進(jìn)行了研究，結(jié)果明確了，使上述原奧氏體粒徑為以基于jis-g-0551的結(jié)晶粒度級別計(jì)為“no.9.5以上”的小徑是有效的。需要說明的是，上述結(jié)晶粒度級別越大，原奧氏體粒徑變得越小。而且，no.9.5的結(jié)晶粒度級別相當(dāng)于以平均晶體粒徑計(jì)為15μm左右。根據(jù)圖1可知，整體的p含量超過0.020％的熱作工具中，如果使其原奧氏體粒徑以平均晶體粒徑計(jì)大致為15μm以下(即，以結(jié)晶粒度級別計(jì)為no.9.5以上)，則晶界p濃度能被抑制為1.5質(zhì)量％以下，能夠?qū)⑾氖蠜_擊值維持在以往的70(j/cm2)的水平。優(yōu)選的是，使原奧氏體粒徑為以結(jié)晶粒度級別計(jì)為no.10.0以上的小徑。該no.10.0以上的原奧氏體粒徑尤其在熱作工具的p含量為0.025％以上時(shí)是優(yōu)選的要件?；趈is-g-0551的結(jié)晶粒度級別可以視為等價(jià)于基于國際標(biāo)準(zhǔn)astm-e112的結(jié)晶粒度級別。而且，對于這些結(jié)晶粒度級別，以下僅用“no.”記載。需要說明的是，關(guān)于該原奧氏體粒徑的結(jié)晶粒度級別，對上限沒有特別要求，no.12.0(以平均晶體粒徑計(jì)為6μm左右)是實(shí)際的。更實(shí)際的是no.11.5(以平均晶體粒徑計(jì)為7.5μm左右)。用于測定上述原奧氏體粒徑的熱作工具的位置可以設(shè)為要求韌性的位置。例如可以設(shè)為模具、夾具等各種熱作工具的操作面(與對象材料接觸的表面)、其它表面的位置。另外，可以設(shè)為各種熱作工具的內(nèi)部、形成于其內(nèi)部的孔、槽等的表面(內(nèi)表面)的位置。另外，在本發(fā)明中，上述原奧氏體粒的晶界p濃度是用俄歇電子光譜儀(aes)測定的?；趚射線光電子能譜分析裝置(edx)、x射線顯微分析儀(epma)的測定的情況下，通常其測定區(qū)域的一邊寬為約1μm左右，經(jīng)常還會測量到原奧氏體晶界的周邊(即粒內(nèi))的p量。在這點(diǎn)上，基于俄歇電子光譜儀的測定時(shí)上述測定區(qū)域的一邊為約10nm左右，對著眼于原奧氏體晶界的p濃度的測定最適合。首先，在用于測定晶界p濃度的熱作工具的位置，對熱作工具進(jìn)行晶界破壞，使斷裂面露出。接著，用俄歇電子光譜儀對在該斷裂面中確認(rèn)到的相當(dāng)于原奧氏體晶界的位置(參照圖4)進(jìn)行分析，從其面積為3μm×3μm的測定區(qū)域收集各元素的俄歇電子能譜(參照圖5)。而且，根據(jù)得到的各元素的峰強(qiáng)度比，對p濃度進(jìn)行定量分析，能夠獲得上述晶界p濃度。對于以往的“原奧氏體粒徑的小徑化”，已知其自身對馬氏體組織的微細(xì)化起作用，結(jié)果韌性會提高。但是，在本發(fā)明中，如上所述，對熱作工具的韌性提高起作用的“原奧氏體粒徑的小徑化”對在原奧氏體晶界處偏析的p的稀釋化起作用，與以往的單純的基于“馬氏體組織的微細(xì)化”的情況作用不同。需要說明的是，通常，對于淬火回火后的熱作工具，不容易將上述原奧氏體粒徑小徑化至no.13.0以上。而且，在不容易使上述原奧氏體粒徑小徑化時(shí)，若僅增加整體的p含量，則p濃度在原奧氏體晶界的稀釋有極限，難以充分發(fā)揮本發(fā)明的p偏析的抑制效果。而且，變得難以維持為例如上述70(j/cm2)的夏氏沖擊值的水平。因此，本發(fā)明的熱作工具可以含有的p的上限為0.050％。(4)優(yōu)選的是，對于本發(fā)明的熱作工具，其成分組成中，“還包含0.0250％以下的zn”。zn是通過含有于上述(1)及(2)中說明的成分組成的熱作工具中而能夠提高熱作工具的韌性的元素。因此，能夠彌補(bǔ)由p含量的增加導(dǎo)致的韌性的劣化部分。優(yōu)選的是，通過含有超過0.0025％，能夠充分獲得該韌性提高的效果。更優(yōu)選為0.0030％以上。但是，若過度含有zn，則會在原奧氏體晶界等發(fā)生極端的zn偏析，反而會成為使韌性劣化的主要原因。因此，即使含有zn時(shí)，上限也優(yōu)選設(shè)為0.0250％。更優(yōu)選為0.0200％以下、進(jìn)一步優(yōu)選為0.0150％以下。(5)本發(fā)明的熱作工具的制造方法是對具有上述(1)、(2)及(4)中說明的成分組成的熱作工具材料“進(jìn)行淬火回火”。本發(fā)明的熱作工具的制造中使用的熱作工具材料通過淬火及回火而被制備成具有規(guī)定硬度的馬氏體組織，被整理為熱作工具的制品。然后，上述熱作工具材料通過切削、穿孔等各種機(jī)械加工等而被整理成熱作工具的形狀。關(guān)于上述機(jī)械加工的時(shí)機(jī)，優(yōu)選在淬火回火前的、材料的硬度低的狀態(tài)(即，退火狀態(tài))下進(jìn)行。在該情況下，在淬火回火后也可以進(jìn)行精加工的機(jī)械加工。另外，也可以根據(jù)情況，結(jié)合上述精加工的機(jī)械加工，在進(jìn)行淬火回火后的預(yù)硬材料的狀態(tài)下，一并機(jī)械加工成熱作工具的形狀。上述淬火及回火的溫度根據(jù)原材料的成分組成、目標(biāo)硬度等而不同，淬火溫度優(yōu)選為大致1000～1100℃左右、回火溫度優(yōu)選為大致500～650℃左右。例如，在作為熱作工具鋼的代表鋼種的skd61的情況下，淬火溫度為1000～1030℃左右、回火溫度為550～650℃左右。淬火回火硬度優(yōu)選設(shè)為50hrc以下。其為40～50hrc是適當(dāng)?shù)?。更?yōu)選為48hrc以下。另外，為了更有效地獲得本發(fā)明的“在原奧氏體晶界偏析的p的稀釋化”的作用效果，在上述“原奧氏體粒徑的小徑化”的基礎(chǔ)上，將熱加工前的原材料在1200～1350℃的高溫下進(jìn)行長時(shí)間的(例如10小時(shí)以上的)均質(zhì)化處理是有效的。對于該均質(zhì)化處理的溫度，優(yōu)選為1230℃以上。另外，優(yōu)選為1300℃以下、更優(yōu)選為1270℃以下。而且，對于進(jìn)行上述均質(zhì)化處理后的上述熱加工，將其加工比(截面積比)設(shè)為7s以上的實(shí)體鍛造是有效的(“s”為表示實(shí)體鍛造的符號)。實(shí)體鍛造是指對實(shí)體(即上述原材料)進(jìn)行鍛造從而減少其截面積、增加長度這種情況的熱加工。而且，優(yōu)選使以通過該熱加工而截面積減少的原材料的橫截面的截面積a與該熱加工后截面積減少了的橫截面的截面積a的比a/a表示的“鍛造成形比”為上述的“7s以上”。而且，不進(jìn)行該熱加工中的再加熱、以短的實(shí)際加工時(shí)間結(jié)束熱加工是有效的。通過高溫長時(shí)間的上述均質(zhì)化處理，能夠使源自原材料的凝固組織的不均勻的p的分布均勻。進(jìn)而，通過加工比高的上述熱加工，能夠使因均質(zhì)化處理而變粗大的奧氏體粒徑微細(xì)。而且，能夠增加在剛剛結(jié)束熱加工后組織中的p的偏析點(diǎn)，能夠抑制在熱加工后的冷卻中p發(fā)生再次偏析。利用這些條件，能夠更有效地抑制p在淬火回火后的原奧氏體晶界發(fā)生濃縮。[實(shí)施例]準(zhǔn)備具有表1的成分組成的、jis-g-4404的標(biāo)準(zhǔn)鋼種的熱作工具鋼skd61制原材料a、b、c、d(厚度70mm×寬度70mm×長度100mm)。需要說明的是，原材料a為p減少至不足0.010％的以往的原材料。全部的原材料中，未添加cu、al、ca、mg、o、n(其中，包括al作為熔解工序中的脫氧劑而添加的情況。)，cu≤0.25％、al≤0.025％、ca≤0.0100％、mg≤0.0100％、o≤0.0100％、n≤0.0300％。[表1]質(zhì)量％原材料csimnpscrmovznfe※a0.371.030.430.0090.00175.131.250.82-余量b0.371.030.440.0210.00215.251.230.82-余量c0.381.020.430.0210.00195.141.240.820.0130余量d0.371.000.450.0250.00225.041.170.810.0120余量※包含雜質(zhì)對這些原材料在1250℃下實(shí)施10小時(shí)的均質(zhì)化處理。而且，將該實(shí)施了均質(zhì)化處理后的原材料加熱至作為熱作工具鋼的通常的熱加工溫度的1150℃，對該加熱過的原材料進(jìn)行熱加工。此時(shí)，將熱加工時(shí)的加工比(截面積比)設(shè)為2s的實(shí)體鍛造，不進(jìn)行熱加工中的再加熱，以5分鐘的實(shí)際加工時(shí)間結(jié)束熱加工。另外，作為另一熱加工，將熱加工時(shí)的加工比(截面積比)設(shè)為7s以上的實(shí)體鍛造，不進(jìn)行熱加工中的再加熱，以5分鐘的實(shí)際加工時(shí)間結(jié)束熱加工。然后，對結(jié)束熱加工的鋼材進(jìn)行860℃的退火，從而制作將上述熱加工時(shí)的加工比設(shè)為2s的熱作工具材料a1、b1、c1、d1以及將上述加工比設(shè)為7s以上的熱作工具材料a2、b2、c2、d2。然后，對這些熱作工具材料a1～d1及a2～d2進(jìn)行自1030℃起的淬火和630℃的回火(目標(biāo)硬度43hrc)，制作具有馬氏體組織的熱作工具a1～d1及a2～d2。分別從上述熱作工具a1～d1及a2～d2采取夏氏沖擊試驗(yàn)片(l方向、2mmu型切口)，實(shí)施夏氏沖擊試驗(yàn)。然后，對這些夏氏沖擊試驗(yàn)片的組織中的原奧氏體粒徑以基于jis-g-0551(astm-e112)的結(jié)晶粒度級別計(jì)進(jìn)行測定。另外，用場發(fā)射型俄歇電子光譜儀(fe-aes)對這些熱作工具的原奧氏體晶界的p濃度(晶界p濃度)進(jìn)行測定。首先，分別從上述熱作工具a1～d1及a2～d2采取直徑3.0mm×長度20.0mm的試樣。在該試樣的圓周部加工深度0.5mm的“切口”。接著，將該試樣在形成高真空的fe-aes的裝置內(nèi)用液氮冷卻至-196℃后，使其斷裂、進(jìn)行晶界破壞。而且，從經(jīng)該晶界破壞的斷裂面選擇在原奧氏體晶界破壞的位置，收集面積為3μm×3μm的區(qū)域的俄歇電子能譜。然后，根據(jù)該收集的俄歇電子能譜對p濃度進(jìn)行定量分析，作為晶界p濃度。將晶界p濃度的分析結(jié)果示于表2。[表2]熱作工具a1為以往的熱作工具。而且，其p含量考慮到韌性的降低而減少為不足0.010％，夏氏沖擊值為70j/cm2以上。另外，熱作工具a2也是p含量減少為不足0.010％的熱作工具。為了降低熱作工具的p含量，需要大的能量。相對于這樣的熱作工具，熱作工具b1、c1、d1是使熱作工具a1的p含量增加并超過0.020％的熱作工具。而且，隨著p含量的增加，晶界p濃度增加，從而夏氏沖擊值降低為不足70j/cm2。熱作工具b2為本發(fā)明的熱作工具，為保持熱作工具b1的p含量、將原奧氏體粒徑小徑化至以結(jié)晶粒度級別計(jì)為no.9.5的熱作工具。而且，晶界p濃度降低至以往的熱作工具a1的水平，從而夏氏沖擊值上升為70j/cm2以上。另外，熱作工具c2、d2也是本發(fā)明的熱作工具，分別為保持熱作工具c1、d1的p含量、將原奧氏體粒徑小徑化至以結(jié)晶粒度級別計(jì)為no.9.5以上的熱作工具。而且，相對于熱作工具b2，通過還含有適當(dāng)量的zn，與由上述晶界p濃度的降低帶來的效果相結(jié)合，夏氏沖擊值上升至約80j/cm2。作為分析了晶界p濃度的上述斷裂面的一個(gè)例子，將用掃描型電子顯微鏡(2000倍)觀察熱作工具a1的斷裂面而得到的圖像和示出該圖像中的p濃度的元素映射圖示于圖2。另外，將用掃描型電子顯微鏡(2000倍)觀察熱作工具b1的斷裂面而成的圖像和示出了該圖像中的p濃度的元素映射圖示于圖3。在位于各圖上側(cè)的掃描型電子顯微鏡圖像中，斷裂面光滑的部分相當(dāng)于“晶界破壞部(原奧氏體晶界)”。而且，在位于各圖下側(cè)的元素映射圖中，白色點(diǎn)表示的部分為“p元素富集的部分(p濃度高的部分)”(需要說明的是，實(shí)際上該元素映射圖以彩色表示。而且，該實(shí)際的元素映射圖中，上述p元素富集的部分由包含上述白色點(diǎn)的部分的紅色區(qū)域表示)。對于圖2與圖3的比較可知，在圖3(熱作工具b1)的晶界破壞部，p元素的富集顯著，晶界p濃度高。而且，對于將該圖3的原奧氏體粒徑小徑化而成的本發(fā)明的熱作工具b2，其斷裂面的晶界p濃度降低至圖2(熱作工具a1)的水平。當(dāng)前第1頁12