JPH02153045A

JPH02153045A - 圧延用焼入ロール及び圧延機

Info

Publication number: JPH02153045A
Application number: JP63304227A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Era; 江良　雅之; Yasuo Kondo; 保夫近藤; Hideyo Kodama; 英世児玉; Tetsuo Uchida; 哲郎内田; Masami Shimizu; 正己清水; Osamu Shimotamura; 下タ村　修
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-12-02
Filing date: 1988-12-02
Publication date: 1990-06-12
Anticipated expiration: 2009-06-29
Also published as: JPH0649914B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、高硬度、耐摩耗材料を用いる圧延用焼入ロー
ルにｆ＄υ、特に冷間及び熱間圧延の両方に適用可能な
太吻ロールに関する。

〔従来の技術〕

従来、冷間圧延機のワークロールはＣｒ、　Ｍｏ、　Ｗ
。

■及びＣＯ等を含有した高速度工具肩が用いられている
。例えば、ＪＩ８規格８ＫＨｆｆ９　（Ｃ１〜１．１５
％、Ｃｒ　　”、、　５〜４．５％、Ｍｏ９〜１０％、
Ｗｌ、２〜１．９％、Ｖ　　　Ｑ、９〜１．４％、Ｃｏ
　　７．５〜＆　５　％、５％、Ｍｎ０．５％、Ｍｎ　
　１４％以下残部Ｆｅ　　）はＭｏ系ハイスであ）、こ
の組成は高硬度と研削性にすぐれているのが特徴である
。しかし、Ｃｏ　ｔｋが多いため直径４０報以上の大物
になると冷却速度が・４くなυ、焼入、暁もどしにより
十分な硬さを得ることができず焼入性の点でとくに問題
であった。

硬さを増すためには焼入温度を上げて強制的に冷却すれ
ば硬さをある程度上げることが可能であるが、割れ発生
の原因と々る。さらに、焼入温度全土げて合金元素を基
地中に溶けこませようとすると表面が溶］して割れを発
生させる京因となる。

一方、−収約にＣＯは焼入温度を上昇させるので結晶粒
が粗大化し、靭性を劣化させるとともに焼入性を悪るく
するので大物用のロール材として不向きな材質である。

〔発明が解決しようとするａ哩〕

上記従来技術による材料では、焼入性が劣り十分な硬度
を得ることが出来ず、特に直径が４０ｗ＆以上の大物ロ
ール用としては不適であった。

本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決し、焼入
性を著しく向上させた、硬度と耐摩耗性及び靭性にすぐ
れた材料とそれを用いた圧延用ロールを提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、上述の焼入性についての問題点を解決す
る方法としてＣ，Ｍｏ、　Ｃｏ　ｊｔを従来材よりもロ
ーρ材の諸性質の、漂影′ａを及ぼさない範囲で低下さ
せて、新たに焼入性を増大させるＭｎ及びＮ１を添加し
、Ｃｏを適当量組合せることにより、空冷でも十分に焼
きが入り、焼入性を著しく向上させ大物用のロールにも
使用が可能であり、なおかつ、高硬度で＋＋１１１４耗
性と靭性を改善した材質を見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、直置でＣα８〜１九、ＳｉＱ、６
〜１．５％、Ｍｎ　　ａ６〜１．５％、Ｎ１　　α５〜
３％、ＣｒＳ　〜４．５％、Ｍｏ　　７．５〜ＩＬ　５
　ｘ％Ｗ１〜１．５％、Ｖ　　Ｑ、８〜１．５％、Ｃｏ
６〜７．５％、残部がＦｅ及び不可避的な不純物からな
ることを特徴とする高硬度、耐摩耗材料であり、また、
該材料を用いた圧延用焼入ロールである。

さらに、上記の組成を芯材の外側に溶着一体化し複合ロ
ールとすることができ、熱処理も可能である。また、１
０７５〜１２２０℃から焼入後、５００〜６５０℃の高
＠焼もどしを行なうと、硬いＭＣ型及び鳩Ｃ型と残留オ
ーステナイトの金属ｍｅになるためＨＲＣ６５，３以上
の高硬度が得られ、しかも、耐摩耗性及び高靭性のもの
が得られる。

本発明のロールは一対の作業ロー〃と中間ロール及び補
強ロー〃からなる４重式圧延機、６直式圧延機、及び多
段式圧低機に組入られた直径４０■以上の圧延用焼入ロ
ールとして供せられる。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の高硬度、１１１ｉｔ　ＩＩ耗材料において、ｔ
ｔａ％でＣα８〜１％、５ｉＣＬ６〜１．５％、Ｍｎ［
Ｌ６〜１．５％、Ｎｉ［１５〜３％、Ｃｒ５〜４．５％
、　Ｍ。

７．５〜＆５％、Ｗ１〜１．５％、Ｖ　　［１８〜１．
５％、Ｃｏ　　６〜１５％残部がＦｅ及び不可避的な不
純物から成る組成では、公知のものに比べＣ及びＭａ＋
−１をＣ約ａ２％、Ｍｏ約１．５％減少させた。

とくに、ＣＯは焼入性に悪影４を及ぼすことが確実であ
り１〜１．５％減少させた。このことは焼入の１祭にパ
ーライトが晶出しないように冷却速度を早くさせる効果
をねらった。さらに、焼入性を増大させるためにＭｎと
Ｎｉ　ｌｉをＩ］、５〜３％の範囲で添加し、なおかつ
、　Ｃｏ量を６〜１５％の範囲で組合せた。すなわち、
Ｍｎ、　Ｎｉ、　Ｃｏの関係が五５く１０　（Ｍｎ　＋
　Ｎｉ　）　−Ｃｏ　＜　３９の範囲で恒温変■による
パーライトの開始時間が約２０倍長時間側に延長され、
空冷でも十分な硬さが得られ、焼入性を大巾に向上させ
効果的に作用する。また、焼入、焼もどしによる焼入性
の試験においても約２倍の焼入性が向上する作用を示し
た。

次に、嬶処理によりＭｏとＷの炭化物が析出して硬度を
上昇させる。そのＭｏとＷの好ましい組成は１６≦２　
Ｍｏ　＋　Ｗ≦１９の範囲にありＨＲＣ６５，３以上の
高硬度が雨られる。また、基地中にはマルテンサイトと
残留オーステナイトの金属＃Ａ織により靭性が向上した
。とくに、ＭｎとＮ１を添加し、Ｃｏの組合せにより、
焼もどし時の残留オーステナイト量が５〜２０％残留す
るため靭性を上昇させる。さらに、　Ｍｎ、　ＮｉとＣ
Ｏの組合せによりｓさが低下せずに高硬度で；耐１４！
耗性及び高靭性が得られるのでその作用はさらに効果的
となる。

次に、高速度工具鋼の各成分の限定理由は次の通りであ
る。

Ｃは焼入状態で一部基地に溶解し、他はＭｏ、Ｗ＋Ｃｒ
、　Ｖなどと結合して複炭化物を作る。高速度工具鋼の
性質には最も故感彦影叫を及ぼす元素である。Ｃが少く
ないと二次硬化が少なく、反面、高すぎると溶融点が下
がシ、焼入温度を下げないと共晶組織を生じ、もろくな
る。今回の詳しい検討から、Ｃ量がα８以下では炭化物
を作るだめのＣ量が少なく、１％以上になると靭性が劣
化するので、最適範囲は［１８〜１％であり十分な軸き
をすることが明らかになった。

Ｍｎは必らず含んでいる元素で特に規定する必要はない
が通常添加される量は１４％以下である。

今回の検討においてＭｎＩｋ′ｆ、０．６〜１．５％と
した。

その根拠はＭｎは焼入性の向上に寄与する元素で［１，
６％以下では効果が少なく、１．５％以上では残留オー
ステナイト隈が増加し、安定化して硬さの大巾な上昇は
みられない。また、鋳物の割れが生じ易くなるので０．
６〜ｔ５％で十分である。Ｎ１とＣＯの組合せにより効
果を増す。

Ｎ１は金属組俺を微細にし、オーステナイトにもフェツ
イトにも固溶して基地を強化する。また、Ｃｒ及びＭｏ
と共存して焼入性を増し、基地を強化し靭性と耐ｆｑｉ
耗性を向上させる。ａ、Ｓ％以下では上記の特性が発揮
されず、３Ｘを越えるとオーステナイトが残留して硬さ
がでなくなる。ＭｎとＣＯの組合せで焼入性、靭性にお
いてなお一層の効果を挙げることができる。１５〜３％
で十分であムＣＯは炭化物を形成せず、はとんど基地に
固溶する。ＣＯはＣのＦ６への溶解度を高め、炭化物の
ＩＳ地に固溶する址を増大するので、焼もどし硬さ、高
＠梗さを増す。しかし、炭化物の偏析を助長し、もろく
する傾向がある。また、脱炭性を増し、溶融点を上げ、
残Ｊオーステナイト通を増す傾向がある。ＭｎとＮ１の
共存によシ焼入性を向上させるとともに、硬さを低下さ
せず靭性を上げる元素である。、その道は６〜１５％で
十分な働きをするが、少なくとも、多くても上記の特ｉ
生を定ｒ「しない。

Ｍｏは一部Ｃと結合してＭ＠Ｃ型炭化炭化物成し、残部
は、１地に固溶して二次硬化現象（焼もどし便化）によ
シ硬さを増加させる。また、高温焼もどしにより、Ｍ、
Ｃ型炭化物を析出させて硬度、ｉ樹１ｖ１耗性を向上さ
せる。１５％以下では硬度及び１ｌｌｌｔ　ｎ純性にお
とυ、８５％以上ではＭｏ炭化物が網状に晶出して靭性
が低下する。その道は７．５〜＆５％で効果を発揮する
。

ＷはＭｏ　と同様に一部Ｃと結合してＭ、Ｃ型の炭化物
を形成し、残部は基地中に固溶して基地を緻密なマルテ
ンサイト組織とし、二次硬化現象によυＭ、Ｃ炭化物を
析出させて高硬度と＋ｌ１ｉｔ＃ｌ１ｉｔ＃耗性る。１
〜１．５％で十分な働きをする。ＭｏとＷの間には１６
≦２　Ｍｏ　＋　”ＩＪ≦１９の関係がちシ、この範囲
で高硬度と耐摩耗性の効果を発揮する。

ＣｒはＣと結合してＣｒ炭化物を晶出して財、Ｑ耗性に
寄与する元素である。３〜＆５％で十分である。

ＶはＣと結合してきわめて硬いＭＣ型炭化物を作り、１
耐摩耗性を上昇させる。一方、研削性を困帷にする。■
炭化物は高温で固溶しにくく、結晶粒の成長を妨げる。

また、Ｃとの結びつきが強いので焼入加勢の瞭、基地に
固溶するＣ横はＶによって強く影響される。４当な焼入
、焼もどし硬さを得るにはＣとＶは一定の量的関係が必
要とされる。

今１ωの険肘において０８〜１．５％で十分であり、１
８％以下では熱処理効果の安定性を欠き、多くなると研
削性及び溶解作業が困蝿となる。ｔ５％までは問題がな
いことが明らかである。

Ｓｌは製鋼精錬においても曹゛通元素として分類され、
ｒｑ中にある程度不可避的に含まれている成分である。

１１常は脱酸の目的で添加される程度であシ、含有量も
１４％以下となっている。しかし、高速変工具鋼ではｓ
１添加は焼もどしによる二次硬化を促進させ、硬度及び
１ｌｊｔＷｉ耗性、靭性を向上させる。従って、含有酸
として０．６〜１．５ｘが望ましい範囲である。

その他、不ｃｉＴ礎的に含有される不純物である、Ｐ、
　３．　Ｃｕ、　Ｐｂ、　Ｎについて説明する。

ＰはａはでもＣｕの中に偏析する元素であり、焼割れ、
ひずみなどの主京囚となる。また、脆性を著しく増加す
るので、普通は１１％以下であればとくに問題はない。

５Ｖｉｐと同様に有害元素であるがＭｎＳ、　Ｔｉｅ、
などなるべく害の少ない形にするため、１１％以下であ
ればよい。

Ｃｕは、１祿の＃細化に寄与する元素であるが、鍛造の
際に割れの原因ともなる。ｃＬ１％以下であれば特に害
はない。

ＰｂはＭｎＳやその他の介在物とともに凝集する。

樹枝状の間に集まる傾向を持ち、添加量が多くなると艶
聞作業性を福ろくする。１１％以下であれば問題はない
。

Ｎはオーステナイト組織を強く安定化するなどＣと類似
している。その量は０．１％であれば害は少ない。

次く、本発明の圧延用焼入ロールの製造法では十分な強
度と靭性を有する鋼を芯材とし、その芯材の外側に、本
発明の組成からなる消耗１を極を配置し、工Ｖクトロス
ッグ再溶解法により、芯材の外周部と消耗電橿をｍ融し
ながら、順次凝固させて外１部材を形成させるので、そ
の境界部に不溶着部やミクロキャビティ等の欠陥のない
健全な接合部が得られる。従って、本発明では楕芯材と
外−部材の一体化した複合ローｙに熱処理を施すことが
可能となり、高硬度と１＃＃摩耗性と適当な残留オース
テナイトが存在しても硬さを低下せず、高い靭性を持っ
た複合ロールの製造が可能である。

そして、一対の作業ロールと補強ロー〃に支持された４
型式圧延機及び上、下一対の作業ロールと補強ロールの
間に中間ロー〃を設け、中間ロールが移動を行ない得る
ような６型式圧延機、さらに一対の作業ロールと中間ロ
ールと補強ロールを持つ多転式圧延機等のそれぞれのロ
ールとして本発明の圧延用焼入ロールを組入れて使用で
きる。

〔実施例〕

以下に本発明の実痛例を第１図〜＠１１図を用いて説明
するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。

実施例〔１〕Ｃ，Ｍｏ、　Ｃｏ、　Ｍｎ、　Ｎｉ　添加を具体的に示
すだめの実施例の化学組成を第１表に示す。第１表にお
いて１５は従来の高速度工具鋼で本発明の組成よυもＣ
，Ｍｏ及びＣＯが高くなって１ハる。８〜１４は比較材
でちる。８はＭｏとＷｆｉが半々に添加されており、Ｎ
１が含有されていない組成である。９は高Ｍｏ、高Ｍｎ
、高ＣＯ系でＮ１を含んでいない組成である。１０及び
１１はＭｎ　、　Ｎｉ　、ｉｉが特許請求の範囲よりは
ずれた組成である。１２はＮｉ　、　Ｃｏ　孟が高く、
Ｍｎが添加されていない組成である。１３はＭｎとＣｏ
がともに低い場合でＮ１が添加されていない組成である
。１４はＭｎ１！：ＣＯが高い組成である。１〜７は本
発明の組成を示し、Ｍｏ、Ｗが１６≦２　Ｍｏ　＋　Ｗ
≦１９の範囲でなおかっ、Ｍｎ、Ｎｉ及びＣＯの関係が
五５≦１０　（Ｍｎ＋Ｎｉ　）−Ｃｏ≦３９の式を満足
した組成である。

試料は高周波溶解炉で溶解し、金型に鋳込み鋼塊を製造
した。碍込み後の１塊は８８０″ＱＸ１０ｈ→７００℃
×５ｈ−４炉冷の焼なましを行ない、熱処理硬さ、１１
［耗試倹、曲げ試験及び焼入性試験を行なった。

第２表に試験結果を示す。熱処理硬さは１５ｉ角の試験
片を用いてロックウニμ硬度計（ＨＲＣ）で測定した。

熱処理は各試料とも１１５０″ＣＸ１ｈ→空冷後、５０
０℃Ｘ１ｈ→空冷のサイク〃を５回繰返し、硬さをｌ１
ｔｌ定した。従来材１５はＨＲＣ６７の直を示している
。比較材８〜１４はいずれもｂｓ〜６４５Ｌか得られず
、Ｍｎ、Ｎｉ及びｃ。

量とのパヲンスが悪いため硬さが低くなっている。

本発明材の１〜７はいずれも６８〜６９と旨い硬度が得
られた。本発明の組成はＣ，Ｍｏ、　Ｃｏ　濾を減少さ
せ、その反面、Ｍｎ　、　Ｎｉを添加した。第１図はＭ
ｎ、　Ｎｉ、　Ｃｏ量と硬さの関係を示すグラフである
。

第２表の第２９１は研４式軍耗試験による摩耗減量を示
す。試験方法は回転数６０　Ｏｒｐｍで回転するｔｆ径
ｚｏａｍのターンテーブルにエメリーベーパを張り、そ
の上に直径１．　Ｂ　ｒｓの試験片を荷置８００？で押
付け、２分２０秒間、１ｇ粍させる試験方法である。

試験１１Ｍ後の改１通差をもって曜粍喰とし、耐１窄耗
注を比較した。従来材１５の１１ｉ比減量は７＆９■の
値を示し、本発明材と比較材の中間へ摩耗減量を示して
いる。比較材８〜１４は８２．１〜８五３岬と摩耗域、
欧が多くなっている。本発明材の１〜７はＪｌ！ｌ減耗
が僅少であり、すぐれたｌｌ１Ｉｔ摩耗注を示すことが
明らかでおる。第２図はＭｎ、　ｔｒｉ、　Ｃ。

量と摩耗減量の関係を示すグラフである。

第２表の第５及び第４Ｍ４は靭性の評価のだめの静的曲
げ試験結果を示す。試験片寸法は厚さ４鴫、巾５鴫、長
さ５５−であシ、支点間距１４１４０　ｍ、中央−点荷
跋曲げ造兵を用いて試験した。目標値となる従来材１５
は抗折力１０５　”７ｍ”、撓み量［１５ｍであった。

第３図はＭｎ、　Ｎｉ、　Ｃｏ１１と抗折力の関係を示
すグラフである。本発明材１〜７はいずれも高い靭性値
を示し、従来材の約１．５倍の靭性値を示すことが明白
となった。第４図は本発明材（１１５０℃Ｘ　１　ｈ４
Ａ％Ｃ，５００℃Ｘ１ｈ→Ａ％Ｃ５回）、比較材（１１
５０℃Ｘ１ｈ→ＡＣ，５００℃Ｘ１ｈ−＋ＡＣ５回）、
従来材（１１５０℃ｘ１ｈ−＋Ａ、Ｃ，５００℃×１ｈ
４Ａ。

０５回）の残留オーステナイト量を示すグラフである。

この図からも明らかなように比較材及び従来材は残留オ
ーステナイト量がほとんど残留していないが、本発明材
は５〜２０％残留しておシ、高硬度でありながら高い靭
性を維持していることが明らかである。

第２表第５！１ｌＩｌは焼入性試験結果を示す。試験方
法は直径６５ｍの試験片を１１５０°ＱＸ１ｈ→空冷後
、ｓｏＯ℃×１ｈ→空冷のサイク／ｌ／を５回繰返した
。熱処理後の表面からの硬さを測定し、硬さが低下し始
める距離から焼入性を評価した。従来材は１５晴の位置
から硬さが低下する。比較材はいずれも１０〜１６−の
位置から硬さが低下する。本発明材１〜７は２８〜３０
鴫の位置まで硬さが低下せず、焼入性にすぐれているこ
とが明らかである。＠５図はＭｎ、　Ｎｉ、　Ｃｏ准と
焼入性の関係について図示したグラフである。本発明材
は従来材よりも約２倍焼入性が向上することが明白とな
った。

第　　１表第　　２表実施例〔２〕第５表に示す、本発明材の６の組成を用いて、４型式圧
延機の作業ロールを作製した。４型式圧延機のロール構
成を第６図に示す。圧延材２１を直接圧延する上、下一
対の作業ロー／ｌ／２２．２３は補強ローＡ’２４．２
５で支持されている。２６゜２６′は圧延荷重２７　、
２７’はロールペンディング力を示しである。

第５表作業ロールの作製は８ｇ７図に示す、工Ｖクトロスラグ
再溶解装置を用いて、直径３２０−１高さ７３０１の水
冷適化の内部に直径２００ｍ、高さ１５００−の鋼製芯
材４２（軸受鋼）をスタート盤４５上に設置し、本発明
材のＭｎ及びＮ１を含有させた外憎材４１を内径２３５
ｍ、外径２８０ｍの円筒状消耗＋（［４３に用い、フブ
ツクスを挿入して溶解し鋼塊を作製した。溶製した鋼塊
の溶着性について調べるため、超音波探傷試験によシ、
接合境界部の健全性についてチエツクした。その結果、
外層部は完全に溶着一体化されていることが確認された
。また、溶製後のｊＡ塊を横断面状に切断しマクロｍ織
による外観を観察した。マクロ組城からは接合部にミク
ロキャビティ等の内部欠陥は発生していなかった。した
がって、高速圧延、高圧下、高荷重圧延を行なっても接
合境界部からのはく離現象は生じないことが予習される
。

溶製後の鋼塊は１１７５℃×１５時間の拡散焼鈍を行な
い、直径３００　ｗ　Ｘ長さ７００ｍｍに機械加工を行
なった。

次に、熱処理は本発明材及び従来材とも１１５゜℃から
焼入後、５００℃Ｘ１ｈ→空冷の操作を５回繰返しを行
なった。従来材はロール表面の硬さがＨｍ　９１　（Ｈ
ＲＣ６６）でちった。本発明材は燕処理時の割れ発生も
なく、ロール表面の硬さはＨａｑｓ　　（ＨＲｃ６ａｓ
）を示し、ＡｔＬ式圧延圧延機業ロールとしてすぐれた
材質であることが明白である。

実施例〔３〕第４表に示す、本発明材の５の組成を用いて６直式圧延
機の作業ロールを作製した。６型式圧延機のローＩｖ構
成は第８図に示す。圧延材２１を直接圧旺する上、下一
対の作業ローＡ／２２，２３はロールハウジング３　Ｑ
　、　３０’内に保持されたメタルチョック２８　、２
８’及び２９　、２９’に支持されている。作業ロール
のベンディングを容易になし得る構造となっている。作
業ロール２２．２５に接触する上、下一対の中間ローＡ
／３１．３２は上、下作業ロー／ｌ／２２．２３とほぼ
同一中心線上に位置するように配置されている。この中
間ロール３１゜３２は上、下各２木の補強ＩＩＩ−Ｉｖ
２４，２５によって支持されている。

８ｇ４表作業ｑ−μの作製は高周波溶解炉で溶製した鋼塊を８８
０℃Ｘ１０ｈ→７００℃ｘｓｈ→炉冷の二段焼なまし後
、１１７５℃×１５時間保持後炉冷の拡散焼鈍を行なっ
た。拡散焼鈍後は熱間拘束鍛造により、鍛ａ温度を１０
５０〜１１５０℃の温度範囲で直径１７０ｗＸ長さ１０
００ｍ鍛造した。

鍛造温度が１１５０℃以上になると脱炭及び酸化が激し
くなり１割れ発生の原因となる。１０５０℃以下では鍛
造による変形が小さいために鍛造は困難となる。鍛遺後
は焼なましを行ない、直径１５５ｍＸ長さ９５０需に機
械加工を施し、磁気探傷及び染色試験によシ検査を行な
った結果、無欠陥であった。

熱処理は１１５０℃から焼入後、５００℃Ｘ１ｈ→空冷
の操作を５回繰り返した。その結果、ロール表面の硬さ
がロックウニ〃硬度計ＣＩ（ＲＣ）でＦＴ８９８（ＨＲ
Ｃ−６ａ５）の硬さが得られた。、第９図は焼入性を示
しているが図から明らかなように従来材は約１５＋ｗか
ら硬さが低下し始めるが、本発明材は約３０−から硬さ
が低下するようになシ、本発明材は約２倍の焼入性を向
上させることが明白となり、６屯式圧延機の作業ロール
としてすぐれた性能を示すことが明らかである。

夾施例〔４〕第５表に示す、本発明材の２の組成を用いて多段式冷間
圧延機の作業ロールを作製した。多段圧延機のローｐ＄
を成は第１０図に示す。２１は圧延材、２２　、２２’
は作業ロール、３１　、３１’は作業ロールと直接接す
る第一中間ロール、３２　、３２’は第一中間ロール３
１　、５１’と接する第二中間ロール、３５　、５５’
は第二中間ローｌＶＳ２，５２’と接するバックアップ
ベアリングロール、ｓｏ、ｓｏ’はロールハウジングで
ある。

第５表作業ロールの作製方法は高周波溶解炉で溶製した鋼塊を
８８０℃×１０ｈ→７００℃ｘｓｈ→炉冷の二段焼なま
し後、１１７５℃Ｘ１５時間保持して炉冷の拡散焼鈍を
行なった。拡散焼鈍後は熱間拘束鍛造により、鍛造温度
を１０５０〜１１５０℃の温度範囲で直径８０　＃ｌｌ
ｌ　Ｘ長さｆ２００ｍに鍛造した。鍛造温度が１１７５
℃以上になると脱炭及び酸化が激しくなシ、割れ発生の
原因となる。

１０５０℃以下では鍛造による変形が小さいために鍛造
は困難となる。鍛造後り焼なましを行ない、直径７０１
Ｘ長さ１０［１０ｍに機械１工を施し、磁気探傷及び染
色試験により検査を行なった結果無欠陥であった。

熱処理は１１５０″Ｃから焼入後５００℃ＸＩＩＩ→空
冷の操作を５回繰返した。その結果、ロール表面の硬さ
Ｈａ９９（ＲＲＣ６９）の高硬度が得られた。

第１１図は本発明材及び従来材の焼入性結果を示す。従
来材は１５ｍ＋から硬さが低下し始めるのに対して、本
発明材はほとんど中心部まで硬さの低下はなく焼入性に
すぐれており、多段式圧延機の作業ロールとして好適な
材質であることが明白である。

〔発明の幼果〕

本発明によれば、得られた高硬度、耐摩耗性材料は、従
来材よりも焼入性が２倍以上向上し、しかも高硬度であ
りながら靭性の低下もな（、かえって、１．５倍以上も
改善されている。そして、これから作製した圧延用焼入
ロールは、４直式、６瓜式及び多段式圧延機の作業ロー
ル等に適している。

次に、エレクトロスラグ再溶解法で溶製した鋼塊は芯材
と外憎材が溶着一体止したため、境界部の接合部にはミ
クロキャビティが発生しないため、Ｍ！ＩＪＭ理が可能
となシ、Ｈ１１９７（ＨＲＣ６８）以上の硬さが得られ
た。したがって、作業ロー〃の寿命を大巾に延長するこ
とができ、その効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図はＭｎ、　Ｎｉ、　Ｃｏはと硬さの関係を示すグ
ラフ、第２図はＭｎ、　Ｎｉ、　Ｃｏ量と摩耗減量の関係を示
すグラフ、第３図はＭｎ、　Ｎｉ、　Ｃｏ１ｋと抗折力の関係を示
すグラフ、８ｇ４図は残留オーステナイト−欧を示すグラフ、第５
図はＭｎ、　Ｎｉ、　Ｃｏ量と焼入性の関係を示すグラ
フ、第６図は４型式圧延機のロール構成を示す概略断面図、第７図はエレクトロスラグ再溶解装置の概略断面図、第８図は６を式圧延機のロール構成を示す概略断面図。第９図は焼入性と硬さの関係を示すグラフ、第１０図は
多段式圧延機のロー／Ｉ／＃４成を示す概略断面図、第１１図は焼入性と硬さの関係を示すグラフである。１〜１５・・・第１表の１〜１５に対応する材料、２１
・・・圧延材、２２．２３・・・作業ロール、２４．２
５・・・補強ロール、３１，３２・・・中間ロール、５
３・・・上の中間ロール移動、５４・・・下の中間ロー
ル移動、４１・・・外１．４２・・・芯材、４５・・・
外層用電極パイプ、４４・・冒容融スラグ、４５・・・
スタート盤、４６・・・水冷蒋型、４７・・・口伝定盤
、４８・・・カーボンブラシ

Claims

【特許請求の範囲】１、重量％で、Ｃ０．８〜１％、Ｓｉ０．６〜１．５％
、Ｍｎ０．６〜１．５％、Ｎｉ０．５〜３％、Ｃｒ５〜
４．５％、Ｍｏ７．５〜８．５％、Ｗ１〜１．５％、Ｖ
０．８〜１．５％、Ｃｏ６〜７．５％、残部がＦｅ及び
不可避的な不純物からなることを特徴とする高硬度、耐
摩耗材料。２、請求項１記載の高硬度、耐摩耗材料において、Ｍｏ
とＷの間には１６≦２Ｍｏ＋Ｗ≦１９の関係を有するこ
とを特徴とする高硬度、耐摩耗材料。３、請求項１記載の高硬度、耐摩耗材料において、Ｍｎ
、Ｎｉ、Ｃｏの間には３．５≦１０（Ｍｎ＋Ｎｉ）−Ｃ
ｏ≦３９の関係を有することを特徴とする高硬度、耐摩
耗材料。４、重量％で、Ｃ０．８〜１％、Ｓｉ０．６〜１．５％
、Ｍｎ０．６〜１．５％、Ｎｉ０．５〜３％、Ｃｒ３〜
４．５％、Ｍｏ７．５〜８．５％、Ｗ１〜１．５％、Ｖ
０．８〜１．５％、Ｃｏ６〜７．５％、残部がＦｅ及び
不可避的な不純物からなり、基地組織がマルテンサイト
中にＭ＿６Ｃ型、ＭＣ型、Ｍ＿７Ｃ＿３型、Ｍ＿２＿３
Ｃ＿６型の炭化物と残留オーステナイトをもつた金属組
織からなることを特徴とする高硬度、耐摩耗材料。５、重量％で、Ｃ０．８〜１％、Ｓｉ０．６〜１．５％
、Ｍｎ０．６〜１．５％、Ｎｉ０．５〜３％、Ｃｒ３〜
４．５％、Ｍｏ７．５〜８．５％、Ｗ１〜１．５％、Ｖ
０．８〜１．５％、Ｃｏ６〜７．５％、残部がＦｅ及び
不可避的な不純物からなり、熱処理が施されたことを特
徴とする圧延用焼入ロール。６、重量％で、Ｃ０．８〜１％、Ｓｉ０．６〜１．５％
、Ｍｎ０．６〜１．５％、Ｎｉ０．５〜３％、Ｃｒ５〜
４．５％、Ｍｏ７．５〜８．５％、Ｗ１〜１．５％、Ｖ
０．８〜１．５％、Ｃｏ６〜７．５％、残部がＦｅ及び
不可避的な不純物からなり、熱処理が施された一体品で
あることを特徴とする圧延用焼入ロール。７、重量％で、Ｃ０．８〜１％、Ｓｉ０．６〜１．５％
、Ｍｎ０．６〜１．５％、Ｎｉ０．５〜３％、Ｃｒ３〜
４．５％、Ｍｏ７．５〜８．５％、Ｗ１〜１．５％、Ｖ
０．８〜１．５％、Ｃｏ６〜７．５％、残部がＦｅ及び
不可避的な不純物からなる高硬度、耐摩耗材料を、強靭
な鋼芯材の表面層に用い、熱処理が施された複合品であ
ることを特徴とする圧延用焼入ロール。８、請求項７記載の圧延用焼入ロールにおいて、表面硬
さＨＲＣ６５．３以上、芯材の強さが８０ｋｇ／ｍｍ＾
２以上であることを特徴とする圧延用焼入ロール。９、請求項５〜８のいずれか１項に記載の圧延用焼入ロ
ールを、４重式圧延機における上、下一対の作業ロール
と補強ロールのうちの一本以上に用いたことを特徴とす
る４重式圧延機。１０、請求項５〜８のいずれか１項に記載の圧延用焼入
ロールを、一対の作業ロールと中間ロール及び補強ロー
ルのうちの１本以上に用いたことを特徴とする多段式圧
延機。１１、請求項５〜８のいずれか、項に記載の圧延用焼入
ロールを、６重式圧延機における上、下一対の作業ロー
ルと補強ロール及び両者の間の中間ロールのうちの一体
以上に用い、該中間ロールを軸方向に移動可能としたこ
とを特徴とする６重式圧延機。１２、請求項５〜８のいずれか１項に記載の圧延用焼入
ロールを、６重式圧延機における上、下一対の作業ロー
ルと補強ロール及び両者の間の中間ロールのうちの１本
以上に用い、該中間ロールを軸方向に移動及びロールペ
ンディング作用が行なえるようにしたことを特徴とする
６重式圧延機。１５、請求項６記載の圧延用焼入ロールの製造法におい
て、鋼塊を製造する工程、１１５０〜１２３０℃で拡散
焼鈍後、１０５０〜１１５０℃で熱間拘束鍛造を行なう
工程、更に１０７５〜１２２０℃で焼入後、５００〜６
５０℃の高温焼もどしを行なう工程からなる一体品とし
ての圧延用焼入ロールの製造法。１４、請求項７又は８記載の圧延用焼入ロールの製造法
において、重量％で、Ｃ０．８〜１％、Ｓｉ０．６〜１
．５％、Ｍｎ０．６〜１．５％、Ｎｉ０．５〜３％、Ｃ
ｒ３〜４．５％、Ｍｏ７．５〜８．５％、Ｗ１〜１．５
％、Ｖ０．８〜１．５％、Ｃｏ６〜７．５％、残部がＦ
ｅ及び不可避的な不純物からなる高硬度、耐摩耗材料を
消耗電極としてエレクトロスラグ再溶解法により溶融さ
せて、鋼芯材の外層部を肉盛して表面層を製造する工程
、拡散焼鈍後機械加工を行なつた後、熱処理を施す工程
からなる複合品としての圧延用焼入ロールの製造法。