JPH06335712A - 耐摩耗耐焼付性熱間圧延用ロール - Google Patents
耐摩耗耐焼付性熱間圧延用ロールInfo
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- JPH06335712A JPH06335712A JP6084150A JP8415094A JPH06335712A JP H06335712 A JPH06335712 A JP H06335712A JP 6084150 A JP6084150 A JP 6084150A JP 8415094 A JP8415094 A JP 8415094A JP H06335712 A JPH06335712 A JP H06335712A
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Landscapes
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱間薄板圧延機の仕上列の後段に用いるワー
クロールに好適な耐摩耗耐焼付性熱間圧延用ロールを提
供する。 【構成】 耐摩耗耐焼付性熱間圧延用ロールは、重量比
でＣ：２．０〜４．０％、Ｓｉ：０．５〜４．０％、Ｍ
ｎ：０．１〜１．５％、Ｎｉ：２．０〜６．０％、Ｃ
ｒ：１．０〜７．０％、Ｖ：２．０〜８．０％、残部は
Ｆｅ及び不純物元素からなる組成を有し、実質的にマル
テンサイト、ベイナイト又はパーライトからなる基地組
織と、面積率で０．５〜５％の黒鉛と、０．２〜１０％
のＭＣ系炭化物と、１０〜４０％のセメンタイトとから
なる金属組織を有する。
クロールに好適な耐摩耗耐焼付性熱間圧延用ロールを提
供する。 【構成】 耐摩耗耐焼付性熱間圧延用ロールは、重量比
でＣ：２．０〜４．０％、Ｓｉ：０．５〜４．０％、Ｍ
ｎ：０．１〜１．５％、Ｎｉ：２．０〜６．０％、Ｃ
ｒ：１．０〜７．０％、Ｖ：２．０〜８．０％、残部は
Ｆｅ及び不純物元素からなる組成を有し、実質的にマル
テンサイト、ベイナイト又はパーライトからなる基地組
織と、面積率で０．５〜５％の黒鉛と、０．２〜１０％
のＭＣ系炭化物と、１０〜４０％のセメンタイトとから
なる金属組織を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は耐摩耗性と耐事故性が必
要である耐摩耗耐焼付性熱間圧延用ロールに関し、特に
熱間薄板圧延機の仕上列の後段に用いるワークロールに
好適な耐摩耗耐焼付性熱間圧延用ロール関する。
要である耐摩耗耐焼付性熱間圧延用ロールに関し、特に
熱間薄板圧延機の仕上列の後段に用いるワークロールに
好適な耐摩耗耐焼付性熱間圧延用ロール関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、熱間薄板圧延機の仕上列後段には
グレン鋳鉄材を外層とするロールが使われていた。一般
にグレンロールは耐焼付性に優れ、絞り圧延事故に遭遇
した際でも、被圧延材が焼付きが少なく、その際のクラ
ックの発生進展も少なかった。しかし耐摩耗性について
は、最近適用が拡がりつつある外層をハイス材としたロ
ールに比べ、かなり劣っている。
グレン鋳鉄材を外層とするロールが使われていた。一般
にグレンロールは耐焼付性に優れ、絞り圧延事故に遭遇
した際でも、被圧延材が焼付きが少なく、その際のクラ
ックの発生進展も少なかった。しかし耐摩耗性について
は、最近適用が拡がりつつある外層をハイス材としたロ
ールに比べ、かなり劣っている。
【０００３】ロールの耐摩耗性を向上させる手段として
はＭＣ系、Ｍ2 Ｃ系等の硬質炭化物を晶出或いは析出さ
せる方法が知られており、また耐焼付性を向上させる手
段としては固体潤滑剤である黒鉛を晶出させる方法が知
られている。しかしながら硬質炭化物を構成する元素で
あるＶ、Ｍｏ、Ｗは白銑化元素であり、黒鉛と共存させ
ることは困難であった。また、Ｖ等を含有したグレンロ
ールを遠心鋳造法で製造した場合、晶出炭化物と溶湯と
の比重差により、例えばＭＣ炭化物は内層側に偏析する
という問題があった。
はＭＣ系、Ｍ2 Ｃ系等の硬質炭化物を晶出或いは析出さ
せる方法が知られており、また耐焼付性を向上させる手
段としては固体潤滑剤である黒鉛を晶出させる方法が知
られている。しかしながら硬質炭化物を構成する元素で
あるＶ、Ｍｏ、Ｗは白銑化元素であり、黒鉛と共存させ
ることは困難であった。また、Ｖ等を含有したグレンロ
ールを遠心鋳造法で製造した場合、晶出炭化物と溶湯と
の比重差により、例えばＭＣ炭化物は内層側に偏析する
という問題があった。
【０００４】このような問題を解決するために、種々の
試みがなされている。中でも特公昭60-23183号は、Ｃ2.
2 〜2.9 ％、Ｓｉ0.8 〜1.5 ％、Ｍｎ0.5 〜1.0 ％、Ｐ
0.1％以下、Ｓ0.1 ％以下、Ｎｉ3.8 〜4.8 ％、Ｃｒ1.7
〜2.5 ％、及びＭｏ0.4 〜1.0 ％を含有し、残部は実
質的にＦｅである鋳鉄からなり、マルテンサイト及び／
又はベイナイトの基地と、面積率10〜30％の炭化物及び
面積率0.5 〜３％の黒鉛からなる組織を有し、かつ硬度
Ｈｓ70〜85であることを特徴とする強靭性及び耐摩耗性
に優れた圧延用ロールを開示している。しかしながら、
上記圧延用ロール材は硬質の炭化物の量が少なく、高耐
摩耗性が期待できない。
試みがなされている。中でも特公昭60-23183号は、Ｃ2.
2 〜2.9 ％、Ｓｉ0.8 〜1.5 ％、Ｍｎ0.5 〜1.0 ％、Ｐ
0.1％以下、Ｓ0.1 ％以下、Ｎｉ3.8 〜4.8 ％、Ｃｒ1.7
〜2.5 ％、及びＭｏ0.4 〜1.0 ％を含有し、残部は実
質的にＦｅである鋳鉄からなり、マルテンサイト及び／
又はベイナイトの基地と、面積率10〜30％の炭化物及び
面積率0.5 〜３％の黒鉛からなる組織を有し、かつ硬度
Ｈｓ70〜85であることを特徴とする強靭性及び耐摩耗性
に優れた圧延用ロールを開示している。しかしながら、
上記圧延用ロール材は硬質の炭化物の量が少なく、高耐
摩耗性が期待できない。
【０００５】また特開昭61-26758号は、複合ロールの外
層として使用されるロール材であって、その化学組成が
重量％でＣ：1.0 〜2.0 ％、Ｓｉ：0.2 〜2.0 ％、Ｍ
ｎ：0.5 〜1.5 ％、Ｎｉ：3.0 ％以下、Ｃｒ：２〜５
％、Ｍｏ：３〜10％、Ｖ：4.0 ％以下、Ｓ：0.1 〜0.6
％、残部実質的にＦｅからなることを特徴とする耐焼付
性に優れた複合ロールを開示している。このロールにお
いてはＭｎＳ等により耐焼付性の改善が試みられている
が、黒鉛の方がＭｎＳよりも耐焼付性の改善に効果があ
ることが分かった。
層として使用されるロール材であって、その化学組成が
重量％でＣ：1.0 〜2.0 ％、Ｓｉ：0.2 〜2.0 ％、Ｍ
ｎ：0.5 〜1.5 ％、Ｎｉ：3.0 ％以下、Ｃｒ：２〜５
％、Ｍｏ：３〜10％、Ｖ：4.0 ％以下、Ｓ：0.1 〜0.6
％、残部実質的にＦｅからなることを特徴とする耐焼付
性に優れた複合ロールを開示している。このロールにお
いてはＭｎＳ等により耐焼付性の改善が試みられている
が、黒鉛の方がＭｎＳよりも耐焼付性の改善に効果があ
ることが分かった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上述の
問題点を解消し、高耐摩耗性を有するとともに、耐焼付
性に優れた熱間圧延用ロールを提供することにある。
問題点を解消し、高耐摩耗性を有するとともに、耐焼付
性に優れた熱間圧延用ロールを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために、耐焼付性に優れたグレン鋳鉄材に硬
質炭化物を晶出させる方法を見出した。
を解決するために、耐焼付性に優れたグレン鋳鉄材に硬
質炭化物を晶出させる方法を見出した。
【０００８】本発明の耐摩耗耐焼付性熱間圧延用ロール
は、化学成分が重量比でＣ：２．０〜４．０％、Ｓｉ：
０．５〜４．０％、Ｍｎ：０．１〜１．５％、Ｎｉ：
２．０〜６．０％、Ｃｒ：１．０〜７．０％、Ｖ：２．
０〜８．０％、残部はＦｅ及び不純物元素からなり、基
地組織と、面積率で０．５〜５％の黒鉛と０．２〜１０
％のＭＣ系炭化物と１０〜４０％のセメンタイトとから
なる金属組織を有することを特徴とする。
は、化学成分が重量比でＣ：２．０〜４．０％、Ｓｉ：
０．５〜４．０％、Ｍｎ：０．１〜１．５％、Ｎｉ：
２．０〜６．０％、Ｃｒ：１．０〜７．０％、Ｖ：２．
０〜８．０％、残部はＦｅ及び不純物元素からなり、基
地組織と、面積率で０．５〜５％の黒鉛と０．２〜１０
％のＭＣ系炭化物と１０〜４０％のセメンタイトとから
なる金属組織を有することを特徴とする。
【０００９】本発明の以下詳細に説明する。 〔１〕耐摩耗耐焼付性熱間圧延用ロール (a) 金属組織 本発明のロールの材質が具備すべき金属組織は以下の通
りである。
りである。
【００１０】(1) 耐焼付性は黒鉛量に応じて向上する。
黒鉛量が面積比で０．５％未満では耐焼付性向上の効果
が少なく、黒鉛量が５％を超えると機械的性質が著しく
低下する。このため必要とされる黒鉛量は０．５〜５％
であり、好ましい黒鉛量は２〜４％である。なお、黒鉛
粒子の粒径は５〜５０μｍである。
黒鉛量が面積比で０．５％未満では耐焼付性向上の効果
が少なく、黒鉛量が５％を超えると機械的性質が著しく
低下する。このため必要とされる黒鉛量は０．５〜５％
であり、好ましい黒鉛量は２〜４％である。なお、黒鉛
粒子の粒径は５〜５０μｍである。
【００１１】(2) 耐摩耗性を向上させるためには、硬質
な炭化物を分散させる必要がある。特に硬質な炭化物で
あるＭＣ系炭化物は面積率で０．２〜１０％含有する必
要がある。硬質炭化物の面積率が０．２％以下では耐摩
耗性が十分でない。また黒鉛との共存関係により、面積
率で１０％を超えて硬質炭化物を含有させるのは製造上
困難である。好ましいＭＣ系炭化物の面積率は４〜８％
である。
な炭化物を分散させる必要がある。特に硬質な炭化物で
あるＭＣ系炭化物は面積率で０．２〜１０％含有する必
要がある。硬質炭化物の面積率が０．２％以下では耐摩
耗性が十分でない。また黒鉛との共存関係により、面積
率で１０％を超えて硬質炭化物を含有させるのは製造上
困難である。好ましいＭＣ系炭化物の面積率は４〜８％
である。
【００１２】(3) 軟質な炭化物であるセメンタイトは耐
摩耗性の効果が少なく、可能な限り晶出量を減らしたい
が、セメンタイトは黒鉛とほぼ同時期に晶出するため実
質的にセメンタイトの晶出なしに黒鉛を晶出させること
は不可能である。セメンタイトの最少晶出量は面積率で
１０％であり、また４０％を超えると靱性が低下する。
好ましいセメンタイトの面積率は１〜３０％である。
摩耗性の効果が少なく、可能な限り晶出量を減らしたい
が、セメンタイトは黒鉛とほぼ同時期に晶出するため実
質的にセメンタイトの晶出なしに黒鉛を晶出させること
は不可能である。セメンタイトの最少晶出量は面積率で
１０％であり、また４０％を超えると靱性が低下する。
好ましいセメンタイトの面積率は１〜３０％である。
【００１３】(4) さらにＭＣ系炭化物以外にＭ2 Ｃ系、
Ｍ6 Ｃ系、Ｍ7 Ｃ3 系炭化物の１種以上を面積率で０．
２〜１０％含有してもよい。ＭＣ系炭化物以外の炭化物
の面積率が０．２％未満では効果が十分に認められず、
またＭｏ、Ｗの添加量より最大晶出量は１０％である。
Ｍ6 Ｃ系、Ｍ7 Ｃ3 系炭化物の１種以上を面積率で０．
２〜１０％含有してもよい。ＭＣ系炭化物以外の炭化物
の面積率が０．２％未満では効果が十分に認められず、
またＭｏ、Ｗの添加量より最大晶出量は１０％である。
【００１４】(5) ロールの基地組織は、実質的にマルテ
ンサイト、ベイナイト又はパーライトからなるのが好ま
しい。
ンサイト、ベイナイト又はパーライトからなるのが好ま
しい。
【００１５】(b) 組成 上記(1) 〜(5) を満たす金属組織とするため、本発明の
ロールの各成分及びその含有量を以下の通りとする。
ロールの各成分及びその含有量を以下の通りとする。
【００１６】Ｃ：２．０〜４．０重量％ Ｃは、同時に含有されるＣｒ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗと結合して
硬質の炭化物を生成し、耐摩耗性の向上に寄与するとと
もに、黒鉛を晶出して耐焼付性を付与するのに必要な元
素である。Ｃが２．０重量％未満では硬質の炭化物量が
不足するとともに黒鉛が晶出せず、４．０重量％を超え
るとセメンタイトや硬質の炭化物が多くなりすぎ靱性が
低下する。Ｃの含有量は、好ましくは2.5 〜3.5 重量％
であり、より好ましくは2.8 〜3.2 重量％である。
硬質の炭化物を生成し、耐摩耗性の向上に寄与するとと
もに、黒鉛を晶出して耐焼付性を付与するのに必要な元
素である。Ｃが２．０重量％未満では硬質の炭化物量が
不足するとともに黒鉛が晶出せず、４．０重量％を超え
るとセメンタイトや硬質の炭化物が多くなりすぎ靱性が
低下する。Ｃの含有量は、好ましくは2.5 〜3.5 重量％
であり、より好ましくは2.8 〜3.2 重量％である。
【００１７】Ｓｉ：０．５〜４．０重量％ Ｓｉは黒鉛化促進元素であるため、０．５重量％以上必
要である。しかし４．０重量％を超えると基地が脆化し
靱性が低下する。また黒鉛を晶出させるためには、この
範囲内の含有総Ｓｉ量のうち０．１重量％以上を接種で
添加する必要がある。接種するＳｉの量は好ましくは全
Ｓｉの0.1 〜0.8 重量％とする。なお、ロール中のＳｉ
の全含有量は、好ましくは0.8 〜3.5 重量％であり、よ
り好ましくは1.5 〜2.5 重量％である。
要である。しかし４．０重量％を超えると基地が脆化し
靱性が低下する。また黒鉛を晶出させるためには、この
範囲内の含有総Ｓｉ量のうち０．１重量％以上を接種で
添加する必要がある。接種するＳｉの量は好ましくは全
Ｓｉの0.1 〜0.8 重量％とする。なお、ロール中のＳｉ
の全含有量は、好ましくは0.8 〜3.5 重量％であり、よ
り好ましくは1.5 〜2.5 重量％である。
【００１８】Ｍｎ：０．１〜１．５重量％ Ｍｎは溶湯の脱酸や不純物であるＳの固定に効果があ
り、０．１重量％以上必要である。しかし、１．５重量
％を超えると残留オーステナイトを生じやすくなり安定
して硬さを維持できない。Ｍｎの含有量は、好ましくは
0.2 〜1.0 重量％であり、より好ましくは0.3 〜0.6 重
量％である。
り、０．１重量％以上必要である。しかし、１．５重量
％を超えると残留オーステナイトを生じやすくなり安定
して硬さを維持できない。Ｍｎの含有量は、好ましくは
0.2 〜1.0 重量％であり、より好ましくは0.3 〜0.6 重
量％である。
【００１９】Ｎｉ：２．０〜６．０重量％ Ｎｉは黒鉛の晶出及び基地組織の焼入れ性向上のため有
効であるが、本発明材は鋳造後の焼入を特に必要としな
いため、２．０重量％必要である。また６．０重量％を
超えるとオーステナイトが安定化しすぎ、ベイナイト或
いはマルテンサイトに変態しにくくなる。Ｎｉの含有量
は、好ましくは3.0 〜5.0 重量％であり、より好ましく
は4.0 〜5.0 重量％である。
効であるが、本発明材は鋳造後の焼入を特に必要としな
いため、２．０重量％必要である。また６．０重量％を
超えるとオーステナイトが安定化しすぎ、ベイナイト或
いはマルテンサイトに変態しにくくなる。Ｎｉの含有量
は、好ましくは3.0 〜5.0 重量％であり、より好ましく
は4.0 〜5.0 重量％である。
【００２０】Ｃｒ：１．０〜７．０重量％ Ｃｒは基地をベイナイト或いはマルテンサイトにして硬
さを保持し、耐摩耗性を維持するのに有効な元素であ
り、１．０重量％以上必要である。しかし、過剰になる
と、黒鉛の晶出を阻害したり基地組織の靭性を低下させ
たりするばかりでなく、Ｃｒ系炭化物（Ｍ7 Ｃ3 系、Ｍ
23Ｃ6 系）を形成する。この炭化物は硬さがＭＣ系又は
ＭＣ系炭化物に比べて低いため、耐摩耗性向上効果が期
待できず、かつ脆くなる。このためＣｒの上限は７．０
重量％とする。Ｃｒの含有量は、好ましくは1.0 〜5.0
重量％であり、より好ましくは1.5 〜3.0 重量％であ
る。
さを保持し、耐摩耗性を維持するのに有効な元素であ
り、１．０重量％以上必要である。しかし、過剰になる
と、黒鉛の晶出を阻害したり基地組織の靭性を低下させ
たりするばかりでなく、Ｃｒ系炭化物（Ｍ7 Ｃ3 系、Ｍ
23Ｃ6 系）を形成する。この炭化物は硬さがＭＣ系又は
ＭＣ系炭化物に比べて低いため、耐摩耗性向上効果が期
待できず、かつ脆くなる。このためＣｒの上限は７．０
重量％とする。Ｃｒの含有量は、好ましくは1.0 〜5.0
重量％であり、より好ましくは1.5 〜3.0 重量％であ
る。
【００２１】Ｖ：２．０〜８．０重量％ ＶはＣと結合してＭＣ系炭化物を生成する。このＭＣ系
炭化物の硬さはＨｖ２５００〜３０００であり、炭化物
の中で最も硬い。このため、Ｖは耐摩耗性の向上に最も
効果のある必須元素であるが、過剰になると黒鉛の晶出
を阻害する。そのためＶの含有量は２．０〜８．０重量
％とする。Ｖの含有量は、好ましくは2.0 〜6.0 重量％
であり、より好ましくは3.0 〜6.0 重量％である。
炭化物の硬さはＨｖ２５００〜３０００であり、炭化物
の中で最も硬い。このため、Ｖは耐摩耗性の向上に最も
効果のある必須元素であるが、過剰になると黒鉛の晶出
を阻害する。そのためＶの含有量は２．０〜８．０重量
％とする。Ｖの含有量は、好ましくは2.0 〜6.0 重量％
であり、より好ましくは3.0 〜6.0 重量％である。
【００２２】Ｍｏ：０．３〜４．０重量％ 本発明のロールは上記必須元素の他にＭｏを含有するこ
とができる。ＭｏはＣと結合して硬質のＭ6 Ｃ系、Ｍ2
Ｃ系炭化物を生成し、かつ基地組織中にも固溶して基地
を強化するので、耐摩耗性向上に有効な元素である。反
面、白銑化元素であるので過剰になると黒鉛の晶出を阻
害する。このため、好ましいＭｏの含有量は０．３〜
４．０重量％である。より好ましいＭｏの含有量は0.5
〜2.0 重量％である。
とができる。ＭｏはＣと結合して硬質のＭ6 Ｃ系、Ｍ2
Ｃ系炭化物を生成し、かつ基地組織中にも固溶して基地
を強化するので、耐摩耗性向上に有効な元素である。反
面、白銑化元素であるので過剰になると黒鉛の晶出を阻
害する。このため、好ましいＭｏの含有量は０．３〜
４．０重量％である。より好ましいＭｏの含有量は0.5
〜2.0 重量％である。
【００２３】Ｗ：０．３〜４．０重量％ 本発明のロールは上記必須元素の他にＷを含有すること
ができる。ＷはＭｏと同様、Ｃと結合して硬質のＭ6 Ｃ
系、Ｍ2 Ｃ系炭化物を生成し、かつ基地組織中にも固溶
して基地を強化するので、耐摩耗性向上に有効な元素で
ある。反面、白銑化元素であるので過剰になると黒鉛の
晶出を阻害する。このため、好ましいＷの含有量は０．
３〜４．０重量％である。より好ましいＷの含有量は0.
5 〜2.0重量％である。
ができる。ＷはＭｏと同様、Ｃと結合して硬質のＭ6 Ｃ
系、Ｍ2 Ｃ系炭化物を生成し、かつ基地組織中にも固溶
して基地を強化するので、耐摩耗性向上に有効な元素で
ある。反面、白銑化元素であるので過剰になると黒鉛の
晶出を阻害する。このため、好ましいＷの含有量は０．
３〜４．０重量％である。より好ましいＷの含有量は0.
5 〜2.0重量％である。
【００２４】Ｃｏ：１．０〜１０．０重量％ 本発明のロールは上記必須元素の他にＣｏを含有するこ
とができる。Ｃｏは基地組織の強化に有効な元素である
が、過剰になると靱性を低下させる。そのため、Ｃｏの
含有量は１．０〜１０．０重量％とする。またＣｏには
セメンタイトを不安定化し、黒鉛を晶出し易くする効果
もある。より好ましいＣｏの含有量は3.0 〜7.0 重量％
である。
とができる。Ｃｏは基地組織の強化に有効な元素である
が、過剰になると靱性を低下させる。そのため、Ｃｏの
含有量は１．０〜１０．０重量％とする。またＣｏには
セメンタイトを不安定化し、黒鉛を晶出し易くする効果
もある。より好ましいＣｏの含有量は3.0 〜7.0 重量％
である。
【００２５】Ｎｂ：１．０〜１０．０重量％ 本発明のロールは上記必須元素の他にＮｂを含有するこ
とができる。ＮｂはＶと同様にＣと結合してＭＣ系炭化
物を生成する。上記のようにＭＣ系炭化物は炭化物の中
で最も硬いので、Ｎｂは耐摩耗性の向上に最も効果のあ
る元素であるが、過剰になると黒鉛の晶出を阻害する。
そのためＮｂの含有量は１．０〜１０．０重量％とす
る。より好ましいＮｂの含有量は2.0 〜6.0 重量％であ
る。
とができる。ＮｂはＶと同様にＣと結合してＭＣ系炭化
物を生成する。上記のようにＭＣ系炭化物は炭化物の中
で最も硬いので、Ｎｂは耐摩耗性の向上に最も効果のあ
る元素であるが、過剰になると黒鉛の晶出を阻害する。
そのためＮｂの含有量は１．０〜１０．０重量％とす
る。より好ましいＮｂの含有量は2.0 〜6.0 重量％であ
る。
【００２６】Ｔｉ：０．０１〜２．０重量％ 本発明のロールは上記必須元素の他にＴｉを含有するこ
とができる。Ｔｉは黒鉛化阻害元素であるＮ及びＯと結
合し酸窒化物を形成する。Ｔｉは含有量０．０１重量％
未満では効果を期待できず、また含まれているＮ及びＯ
の量からＴｉは２．０重量％で十分である。より好まし
いＴｉの含有量は0.05〜0.5 重量％である。
とができる。Ｔｉは黒鉛化阻害元素であるＮ及びＯと結
合し酸窒化物を形成する。Ｔｉは含有量０．０１重量％
未満では効果を期待できず、また含まれているＮ及びＯ
の量からＴｉは２．０重量％で十分である。より好まし
いＴｉの含有量は0.05〜0.5 重量％である。
【００２７】Ｂ：０．００２〜０．２重量％ 本発明のロールは上記必須元素の他にＢを含有すること
ができる。Ｂは炭化物を微細化する効果があり、０．０
０２重量％未満ではその効果が十分に発揮されず、０．
２重量％を超えると炭化物が不安定になる。そのため好
ましいＢの含有量は０．００２〜０．２重量％である。
より好ましいＢの含有量は0.01〜0.05重量％である。
ができる。Ｂは炭化物を微細化する効果があり、０．０
０２重量％未満ではその効果が十分に発揮されず、０．
２重量％を超えると炭化物が不安定になる。そのため好
ましいＢの含有量は０．００２〜０．２重量％である。
より好ましいＢの含有量は0.01〜0.05重量％である。
【００２８】Ｃｕ：０．０２〜１．０重量％ 本発明のロールは上記必須元素の他にＣｕを含有するこ
とができる。ＣｕはＣｏと同様、セメンタイトを不安定
化し、黒鉛を晶出させ易くする効果がある。その含有量
は０．０２重量％未満では効果が十分でなく、１．０重
量％を超えると靱性を低下させる。そのため好ましいＣ
ｕの含有量は０．０２〜１．０重量％である。より好ま
しいＣｕの含有量は0.1 〜0.5 重量％である。
とができる。ＣｕはＣｏと同様、セメンタイトを不安定
化し、黒鉛を晶出させ易くする効果がある。その含有量
は０．０２重量％未満では効果が十分でなく、１．０重
量％を超えると靱性を低下させる。そのため好ましいＣ
ｕの含有量は０．０２〜１．０重量％である。より好ま
しいＣｕの含有量は0.1 〜0.5 重量％である。
【００２９】上記元素以外は、不純物を除いて残部は実
質的にＦｅである。不純物として主な元素はＰ及びＳで
あるが、Ｐは靱性低下防止のため０．１重量％以下、Ｓ
も同様理由により０．０８重量％以下であるのが望まし
い。
質的にＦｅである。不純物として主な元素はＰ及びＳで
あるが、Ｐは靱性低下防止のため０．１重量％以下、Ｓ
も同様理由により０．０８重量％以下であるのが望まし
い。
【００３０】〔２〕耐摩耗耐焼付性熱間圧延用複合ロー
ル 複合ロールとする場合、上記金属組織及び組成を有する
鉄基合金は外層を形成し、外層に金属的に接合する軸材
は鋼製であれば、鋳鋼及び鍛鋼のいずれでもよい。その
引張強さは55kg／mm2 以上、伸びは1.0 ％以上である必
要がある。これは圧延用ロールとして用いた場合に大き
な圧下力がかかるとともに、圧延中の撓みを補正するた
めに軸の両端部に曲げ力をかけるので、それらに対する
耐久力を有する必要があるからである。また、軸は上記
鉄基合金からなる外層と強固に接合している必要がある
ので、両者の境界部の接合強さは外層と軸のうちの弱い
方の機械的強度と同等以上でなければならない。
ル 複合ロールとする場合、上記金属組織及び組成を有する
鉄基合金は外層を形成し、外層に金属的に接合する軸材
は鋼製であれば、鋳鋼及び鍛鋼のいずれでもよい。その
引張強さは55kg／mm2 以上、伸びは1.0 ％以上である必
要がある。これは圧延用ロールとして用いた場合に大き
な圧下力がかかるとともに、圧延中の撓みを補正するた
めに軸の両端部に曲げ力をかけるので、それらに対する
耐久力を有する必要があるからである。また、軸は上記
鉄基合金からなる外層と強固に接合している必要がある
ので、両者の境界部の接合強さは外層と軸のうちの弱い
方の機械的強度と同等以上でなければならない。
【００３１】〔３〕耐摩耗耐焼付性熱間圧延用ロールの
製造方法 本発明のロールは、外層をグレン鋳鉄材で製造する場
合、遠心力鋳造法或いは連続肉盛鋳造法により製造する
ことができる。いずれの場合も鋳造に際して、上記組成
の溶湯にＳｉ含有接種剤を用いて接種する必要がある。
接種するＳｉの量は０．１重量％以上必要であるが、
０．５重量％を越えると接種剤が溶湯に均一に溶けにく
くなり、鋳造組織にむらが生じやすくなる。
製造方法 本発明のロールは、外層をグレン鋳鉄材で製造する場
合、遠心力鋳造法或いは連続肉盛鋳造法により製造する
ことができる。いずれの場合も鋳造に際して、上記組成
の溶湯にＳｉ含有接種剤を用いて接種する必要がある。
接種するＳｉの量は０．１重量％以上必要であるが、
０．５重量％を越えると接種剤が溶湯に均一に溶けにく
くなり、鋳造組織にむらが生じやすくなる。
【００３２】例えば遠心力鋳造法の場合、回転する鋳型
内の溶湯７中に、Ｓｉ含有接種剤を注入する。Ｓｉ含有
接種剤としては、Ｆｅ−Ｓｉ、Ｃａ−Ｓｉ等が挙げられ
る。接種剤中のＳｉの含有量は３０〜８０重量％であ
る。
内の溶湯７中に、Ｓｉ含有接種剤を注入する。Ｓｉ含有
接種剤としては、Ｆｅ−Ｓｉ、Ｃａ−Ｓｉ等が挙げられ
る。接種剤中のＳｉの含有量は３０〜８０重量％であ
る。
【００３３】本発明のロールはＮｉを多く含むため焼入
性が良い。従って鋳造後の熱処理時に特に焼入を必要と
しない。残留オーステナイトの分解と歪取りのために５
００℃以下の熱処理を施せば良い。
性が良い。従って鋳造後の熱処理時に特に焼入を必要と
しない。残留オーステナイトの分解と歪取りのために５
００℃以下の熱処理を施せば良い。
【００３４】
【実施例】本発明を以下の実施例により詳細に説明する
が、本発明はそれらの実施例に限定されるものではな
い。
が、本発明はそれらの実施例に限定されるものではな
い。
【００３５】実施例１ 表１に示す化学成分（本発明材１）の１６００℃に加熱
した溶湯を、前もってＦｅ−Ｓｉ接種剤をＳｉ量で０．
２重量％入れた直径１００mm、深さ１５０mmの砂型へ鋳
込温度１５００℃で鋳込んだ。このようにして得た試験
材を、４００℃で１０時間加熱し、徐冷することによ
り、残留オーステナイトの分解と歪取りを行なった。
した溶湯を、前もってＦｅ−Ｓｉ接種剤をＳｉ量で０．
２重量％入れた直径１００mm、深さ１５０mmの砂型へ鋳
込温度１５００℃で鋳込んだ。このようにして得た試験
材を、４００℃で１０時間加熱し、徐冷することによ
り、残留オーステナイトの分解と歪取りを行なった。
【００３６】試験材の底面から４０mmの位置より試験片
を切り出し、組織構成要素の面積率を画像解析装置（日
本アビオニクス（株）製）により測定した結果、面積率
で黒鉛が２．７％、ＶＣ炭化物（ＭＣ系炭化物）が５．
５％、セメンタイトが３７％であった。
を切り出し、組織構成要素の面積率を画像解析装置（日
本アビオニクス（株）製）により測定した結果、面積率
で黒鉛が２．７％、ＶＣ炭化物（ＭＣ系炭化物）が５．
５％、セメンタイトが３７％であった。
【００３７】 表１ Ｃ Ｓｉ Ｍｎ Ｎｉ Ｃｒ Ｍｏ Ｖ Ｗ 本発明材１ 3.0 2.0 0.5 4.0 2.0 1.0 5.0 1.0 グレン材 3.1 1.0 0.7 4.5 1.8 0.3 - - ハイス材 2.1 0.8 0.4 0.5 6.2 3.5 5.9 2.2
【００３８】実施例２ 実施例１の試験材から外径６０mm、内径４０mm、幅４０
mmの小型スリーブロール試験片を作製し、図１に示す圧
延試験機で摩耗試験を、図２に示す摩擦熱衝撃試験機で
焼付試験を行なった。比較のため、表１に示す従来のグ
レン鋳鉄ロール試験片とハイス系ロール試験片について
も、同様に試験を行なった。
mmの小型スリーブロール試験片を作製し、図１に示す圧
延試験機で摩耗試験を、図２に示す摩擦熱衝撃試験機で
焼付試験を行なった。比較のため、表１に示す従来のグ
レン鋳鉄ロール試験片とハイス系ロール試験片について
も、同様に試験を行なった。
【００３９】圧延試験機は、圧延機11と、圧延機11に組
み込まれた上ロール12及び下ロール13と、圧延材Ｓを予
熱する加熱炉14と、圧延材Ｓを冷却する冷却水槽15と、
圧延中に一定のテンションを与える巻取機16と、テンシ
ョンを調節するテンションコントローラ17とからなる。
圧延試験条件は次の通りである。
み込まれた上ロール12及び下ロール13と、圧延材Ｓを予
熱する加熱炉14と、圧延材Ｓを冷却する冷却水槽15と、
圧延中に一定のテンションを与える巻取機16と、テンシ
ョンを調節するテンションコントローラ17とからなる。
圧延試験条件は次の通りである。
【００４０】 圧延材料：ＳＵＳ３０４ 圧下率：２５％ 圧延速度：１５０ｍ／ｍｉｎ 圧延材温度：９００
℃ 圧延距離：３００ｍ／回 ロール冷却：水冷 ロール数：４重式
℃ 圧延距離：３００ｍ／回 ロール冷却：水冷 ロール数：４重式
【００４１】摩擦熱衝撃試験機は、ラック28に重り29を
落下させることによりピニオン20を回動させ、試験材21
に噛み込み材22を強く接触させるものである。
落下させることによりピニオン20を回動させ、試験材21
に噛み込み材22を強く接触させるものである。
【００４２】試験結果を表２に示す。本発明のロールの
摩耗量はグレン鋳鉄ロールの約１／２、ハイス系ロール
の約２倍である。本発明のロールの焼付面積率は、表２
のように、グレン鋳鉄ロールとほぼ同等、ハイス系ロー
ルの約６０％である。これらの結果より、本発明のロー
ルは、耐焼付性が従来のグレン鋳鉄ロールと同等で、耐
摩耗性が２倍という優れた性能を発揮することが明らか
となった。
摩耗量はグレン鋳鉄ロールの約１／２、ハイス系ロール
の約２倍である。本発明のロールの焼付面積率は、表２
のように、グレン鋳鉄ロールとほぼ同等、ハイス系ロー
ルの約６０％である。これらの結果より、本発明のロー
ルは、耐焼付性が従来のグレン鋳鉄ロールと同等で、耐
摩耗性が２倍という優れた性能を発揮することが明らか
となった。
【００４３】 表２ 黒鉛面積率 ＭＣ面積率 炭化物面積率 焼付面積率 摩耗量 材質 （％） （％） （％） （％） （μｍ） 本発明材１ ２．８ ５．７ ２８．６ ３９ １３ グレン ２．５ − ３８．６ ３８ ２７ ハイス − ７．３ ２０．７ ６３ ７
【００４４】実施例３ 表１の本発明材１に示す化学成分の溶湯を使用して、遠
心力鋳造法により外径５００mm、胴長１８００mmのロー
ルを製作した。溶解温度は１５８０℃、鋳込温度は１３
５０℃である。接種は、Ｆｅ−Ｓｉ接種剤（Ｓｉ量：
０．３重量％）を用い、取鍋内で行なった。鋳込は接種
５分後に行なった。製作したロールの胴上部、中央部、
下部それぞれの位置において、表面から深さ方向に５m
m、２５mm、５０mmの位置から試験片を切り出し、化学
分析と組織観察を行なった。
心力鋳造法により外径５００mm、胴長１８００mmのロー
ルを製作した。溶解温度は１５８０℃、鋳込温度は１３
５０℃である。接種は、Ｆｅ−Ｓｉ接種剤（Ｓｉ量：
０．３重量％）を用い、取鍋内で行なった。鋳込は接種
５分後に行なった。製作したロールの胴上部、中央部、
下部それぞれの位置において、表面から深さ方向に５m
m、２５mm、５０mmの位置から試験片を切り出し、化学
分析と組織観察を行なった。
【００４５】分析結果を表３に示す。Ｗ、Ｖ等の偏析も
殆どなく良好なロールとなっている。金属組織を観察し
た結果は、面積率で黒鉛が２．０〜３．０％、ＶＣ炭化
物（ＭＣ系炭化物）が５．０〜６．０％、セメンタイト
が２０〜２５％であった。この結果は実施例１とほぼ同
様であり、耐摩耗性、耐焼付性共に良好な性能を有して
いる。
殆どなく良好なロールとなっている。金属組織を観察し
た結果は、面積率で黒鉛が２．０〜３．０％、ＶＣ炭化
物（ＭＣ系炭化物）が５．０〜６．０％、セメンタイト
が２０〜２５％であった。この結果は実施例１とほぼ同
様であり、耐摩耗性、耐焼付性共に良好な性能を有して
いる。
【００４６】 表３ Ｃ Ｓｉ Ｍｎ Ｎｉ Ｃｒ Ｍｏ Ｖ Ｗ 上 5mm 3.04 1.90 0.48 4.70 1.85 1.09 4.44 1.10 部 25mm 3.00 1.87 0.46 4.67 2.01 1.08 4.55 1.07 50mm 2.98 1.88 0.47 4.68 1.95 1.09 4.87 1.07 中 5mm 2.89 1.86 0.48 4.48 1.84 1.06 4.35 1.11 央 25mm 3.01 1.78 0.47 4.59 1.87 1.09 4.26 1.08 50mm 2.99 1.88 0.47 4.67 1.91 1.05 4.77 1.07 下 5mm 3.02 1.94 0.49 4.46 1.87 0.99 4.45 1.12 部 25mm 2.96 1.91 0.51 4.47 1.92 0.97 4.50 1.08 50mm 2.95 1.89 0.46 4.65 1.91 1.03 4.52 1.06
【００４７】
【発明の効果】本発明の熱間圧延用ロールは、黒鉛と硬
質炭化物の共存により、耐摩耗性と耐焼付性を合わせ持
つ。この耐摩耗耐焼付性熱間圧延用ロールは特に熱間薄
板圧延機の仕上列後段において優れた性能を発揮し、圧
延工場における生産性の向上に寄与する。
質炭化物の共存により、耐摩耗性と耐焼付性を合わせ持
つ。この耐摩耗耐焼付性熱間圧延用ロールは特に熱間薄
板圧延機の仕上列後段において優れた性能を発揮し、圧
延工場における生産性の向上に寄与する。
【図１】実施例２に用いた圧延試験機の説明図である。
【図２】実施例２に用いた摩擦熱衝撃試験機の説明図で
ある。
ある。
１１：圧延試験機 １２：上試験ロール １３：下試験ロール １４：加熱炉 １５：冷却水槽 １６：巻取機 １７：テンション調節機 ２０：ピニオン ２１：試験材 ２２：噛み込み材 ２８：ラック ２９：重り Ｓ：圧延材
Claims (4)
- 【請求項１】 化学成分が重量比でＣ：２．０〜４．０
％、Ｓｉ：０．５〜４．０％、Ｍｎ：０．１〜１．５
％、Ｎｉ：２．０〜６．０％、Ｃｒ：１．０〜７．０
％、Ｖ：２．０〜８．０％、残部はＦｅ及び不純物元素
からなり、基地組織と０．５〜５面積％の黒鉛と０．２
〜１０面積％のＭＣ系炭化物と１０〜４０面積％のセメ
ンタイトとからなる金属組織を有することを特徴とする
耐摩耗耐焼付性熱間圧延用ロール。 - 【請求項２】 請求項１に記載の耐摩耗耐焼付性熱間圧
延用ロールにおいて、前記金属組織がＭＣ系炭化物以外
にＭ2 Ｃ系、Ｍ6 Ｃ系、Ｍ7 Ｃ3 系炭化物の１種以上を
面積率で０．２〜１０％含有することを特徴とする耐摩
耗耐焼付性熱間圧延用ロール。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載の耐摩耗耐焼付性
熱間圧延用ロールにおいて、前記基地組織が実質的にマ
ルテンサイト、ベイナイト又はパーライトからなること
を特徴とする耐摩耗耐焼付性熱間圧延用ロール。 - 【請求項４】 請求項１〜４のいずれか１つに記載の耐
摩耗耐焼付性熱間圧延用ロールにおいて、前記化学成分
が重量比でさらにＭｏ：０．３〜４．０％、Ｗ：０．３
〜４．０％、Ｃｏ：１．０〜１０．０％、Ｎｂ：１．０
〜１０．０％、Ｔｉ：０．０１〜２．０％、Ｂ：０．０
０２〜０．２％、Ｃｕ：０．０２〜１．０％の１種以上
を含むことを特徴とする耐摩耗耐焼付性熱間圧延用ロー
ル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08415094A JP3307501B2 (ja) | 1993-03-31 | 1994-03-30 | 耐摩耗耐焼付性熱間圧延用ロール |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-97080 | 1993-03-31 | ||
| JP9708093 | 1993-03-31 | ||
| JP08415094A JP3307501B2 (ja) | 1993-03-31 | 1994-03-30 | 耐摩耗耐焼付性熱間圧延用ロール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06335712A true JPH06335712A (ja) | 1994-12-06 |
| JP3307501B2 JP3307501B2 (ja) | 2002-07-24 |
Family
ID=26425217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08415094A Expired - Lifetime JP3307501B2 (ja) | 1993-03-31 | 1994-03-30 | 耐摩耗耐焼付性熱間圧延用ロール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3307501B2 (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5738734A (en) * | 1995-03-07 | 1998-04-14 | Kawasaki Steel Corporation | Centrifugal cast roll shell material |
| JP2005169426A (ja) * | 2003-12-09 | 2005-06-30 | Hitachi Metals Ltd | 圧延用複合ロール |
| JP2005169427A (ja) * | 2003-12-09 | 2005-06-30 | Hitachi Metals Ltd | 圧延用ロールの外層材および圧延用ロール |
| JP2005177808A (ja) * | 2003-12-19 | 2005-07-07 | Hitachi Metals Ltd | 圧延用ロールの外層材および圧延用ロール |
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| JP2010279989A (ja) * | 2009-06-08 | 2010-12-16 | Kubota Corp | 圧延用ロール及びその製造方法 |
| WO2013077377A1 (ja) | 2011-11-21 | 2013-05-30 | 日立金属株式会社 | 遠心鋳造製複合圧延ロール及びその製造方法 |
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