JPS5929100B2 - 耐クラツク性の優れたアダマイトロ−ル材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は耐クラツク性を改善したところの新しいアダマ
イトロール材に関する。

周知のように従来のアダマイトロール材は優れたロール
材ではあるがその基地組織がパーライト。

ベイナイト、ソルバイトとそれにマツシブな炭化物から
成っているためクラックの伝播性がよく、従って耐クラ
ツク性が悪いという欠点があった。

本発明はこのような従来アダマイトロール材の欠点を改
善する目的でなされたものであり、特にその耐クラツク
性を改善すべく黒鉛を現出せしめた新規な組織形態を有
するものを提供せんとするものである。

以下本発明を詳述する。

まず本発明のベースのアダマイトロール材の成分限定で
あるが、これはロール材として必要な耐摩耗性、耐肌荒
性、耐クラツク性を配慮したものでその限定理由を述べ
れば次の通りである。

Ｃ：１．５〜２．３％ Ｃは本発明においては従来材のように炭化物を生成させ
て耐摩耗性を付与するほか黒鉛としても析出させる成分
であり、Ｓｉ、Ｃｒに関連するものであるが１．５％以
下では炭化物の生成が少なく耐摩耗性が不足し、一方２
．３％以上では強度低下のためにロール材として適さな
くなるのであり、これらのことから１．５〜２．３％と
限定したのである。

Ｓｉ：０．４〜０．７％ Ｓｉは鋳造性を向上させる作用を有し、良好な鋳造性を
得るためには少なくとも０．４％は必要である。

しかし０．７％以上となると強度低下によってロール材
としては不適となるのであって、これらから０．４〜０
．７％と限定したのである。

Ｍｎ ： ０．６〜０．９％ ＭｎはＳと結合してＳの悪影響を阻止しかつ溶湯の脱酸
作用をするが０．６％以下ではこれらの効果が不十分で
ある。

またＭｎは焼入性向上にも有効であるが一面その量が０
．９％を越えると耐ヒートクラツク性の面で問題を生じ
るようになるのであって、以上のことから０．６〜０．
９％と限定したのである。

Ｎｉ：４．０％以下 Ｎｉは基地を緻密にし、焼入性を向上させるもので、そ
の効果は３．５％以上添加しても上記効果の向上塵が小
さく不経済となるので４％以下としたが、望ましくは０
．５〜３．５％が好適である。

Ｃｒ ： １．０〜３．０％ Ｃｒは適度にマツシブな炭化物を生成させてロール材と
して適度な硬度を得るために必要な元素であるが、１．
０％以下では上記のマツシブな炭化物が少なく硬度不足
となり、一方３％を越えると前記マツシブな炭化物が過
多となって強度の低下を招来するようになるのであって
、以上から１．０〜３．０％と限定したのである。

Ｍｏ：０．９％以下 Ｍｏは基地硬度を高め耐摩耗性を向上させるもので、そ
の効果は０．９％以上としても添加量に比して前記効果
の向上程度が小さく不経済となるので０．９％以下とし
たが、望ましくは０．１〜０．５％が好適である。

以上含有成分の限定について述べたが、ここで通常不純
物として含まれるＰ及びＳについても触れておく。

Ｐは溶湯の流動性を増す作用があり、Ｓは流動性を阻害
する。

また材質に対しては両者共脆弱化を招来するものでいず
れにしても好ましくない不純物であって少ない程望まし
いことはいうまでもないが、あまりに厳しい制限は原材
料の選択等において経済性に問題があることから、この
経済性と影響の程度を考慮すれば両者共０．１％以丁が
好ましい範囲である。

成分組成については上述の通りであるが、このように成
分調整をされ溶製された合金溶湯を鋳造するに際して本
発明では同溶湯に対して接種剤を添加し、鋳造品の組織
に黒鉛を析出させるようにするのであり、この析出黒鉛
がクラックの伝播を吸収阻止するのである。

つまり従来のアダマイトロール材ではクラックはミクロ
組織にみられる炭化物を起点とし、炭化物から炭化物へ
と伝播してゆくのに対して、本発明の黒鉛析出のアダマ
イトロール材ではクラックがパーライト、ベイナイト、
ソルバイト、塊状セメンタイトからなるアダマイト基地
に析出した黒鉛粒に伝播されてくると、その黒鉛が丸く
もろいため、あたかも丸い空洞部にクラックが到達した
のと同様になって、炭化物の様にノツチがないから前記
クラックの伝播は黒鉛部で止まるのである。

なお前述の接種剤は通常用いられているＦｅ−８ｉ、Ｃ
ａ−８ｉ、純Ｓｉ、Ｚｒ−８ｉ等の使用が可能であり、
接種量は溶湯に対してＳｉ純分で０．２〜０．５％（重
量％）が好ましく良好な結果を得ている。

なお、前記接種量は０．２％以下の添加では、黒鉛が析
出しないし、０．５％以上の添加では添加した程効果が
あがらない。

次に本発明の実施例について述べる。

下記第１表は本発明実施例及び比較合金（含有成分は本
発明の成分組成範囲に入るが接種を行わない合金）の化
学成分を示すもので、いずれも第５図、第６図に示す形
状寸法のＢＹブ冶ラックＡＳＴＭ規格）として鋳造した
。

（第５図が正面図、第６図が側面図）第１表の硬度（Ｈ
８）は同ブロック（鋳放し）について試験した結果であ
る。

なお上記供試材の溶製は５０ｋｇ高周波溶解炉を用い、
接種はＣａ−８ｉ （５０−５０）を溶湯に対する０、
５％量を取鍋において添加した。

（Ｓｉ純分で０．２５％添加） 第１〜第４図は前記供試材のミクロ組織写真であり、第
１図は試料ＡＬＩ、第２図は試料／１６．２、第３図は
試料Ａ６３（以上本発明実施例）、第４図は試料／１６
．４（比較合金）の組織を示すものである。

第１〜第３図の本発明合金の組織は、アダマイト基地組
織にいずれも黒鉛の析出が見られるが第４図の比較合金
の組織においては黒鉛はでていない。

なお上記の組織試験及び次に述べる熱割試験の試験片は
前記第１図において破線で示した部分から採取したもの
を用いた。

下記第２表は上述のようにＢＹブロックから採取した試
験片（３０φ×２５１）について熱割試験を行った結果
を示す。

同試験は各試料の耐クラツク性を比較するために行った
もので次のような熱割条件下でクラック発生までの加熱
水冷の繰返し回数を求めたものである。

熱割条件 高周波規制装置 線状電圧・・・・・・２１０Ｖ 陽極電流・・・・・
・ ０．９Ａ陽極電圧・・・・・・５ＫＶ 格子電流
・・・・・・６５ｍＡ加熱時間・・・・・・４０秒（４
０秒後に７００°Ｃに達する）水冷時間・・・・・・２
０秒 （支）試験は各層の試料３本ずつに ついて行い、第２表の繰返し 回数は各々上記３本の平均を 以って示した。

上記第２表から明らかなように、本発明実施例は比較合
金（従来材）と比較して極めて優れた耐クラツク性を有
しており、／１６．３は扁４試料に比しＣ量が相当多い
にもかかわらず繰返し数２倍以上、／１６２は４４とＣ
量がほぼ同じであるが繰返し数３倍以上である。

應１は應４に比しＣ量の少ない合金で靭性に優れている
ものではあるが、本発明における黒鉛析出の効果が加わ
って実に優れた耐クラツク性を有していることが判る。

本発明は以上の通りであって、既述のように成分を特定
したアダマイトロール材に接種を施し、アダマイト基地
に黒鉛を析出させるという容易な手段によって、前記第
２表に見る如く非常に耐クラツク性を向上させた合金で
あって、アダマイトロール材としては極めて優れたもの
であり、本発明によって従来材に比し寿命及び安全性の
優れたロールの製造が可能となるのであり、ひいては圧
延材等の品質、製産性の向上にも寄与することになるの
であって、本発明の工業的価値は著大である。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明実施例のミクロ組織写真、第４図は
比較材のミクロ組織写真である。 第５図及び第６図は本発明実施例及び比較材の供試材と
して鋳込んだＢＹブロックの寸法形状を示すもので第５
図が正面図、第６図が側面図であり、両図において破線
で示した部分は、同ブロックから組織試験、熱割れ試験
用の試験片を採取した位置を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 化学組成が重量％でＣ１，５〜２．３％、Ｓｉ０、
   ４〜０．７％−Ｍｎ ０．６〜０．９％−Ｎｉ４．Ｏ％
   以ド、Ｃｒ１．Ｏ〜３．０％−Ｍｏ０．９％以下、残部
   実質的にＦｅからなり、かつその組織がアダマイト基地
   に黒鉛が析出してなることを特徴とする耐クラツク性の
   優れたアダマイトロール材。