JPS6033894B2 - 熱間搬送ロ−ル用耐摩耗性合金 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、熱間搬送ロール材として好適な耐摩耗性等に
すぐれた合金に関する。

赤熱鋼材等を移送する所員胃熱間搬送ロールは、高温材
料との接触による焼付きや冷却水による腐食が生じにく
く、かつ耐摩耗性にすぐれたものであることが必要であ
る。

従来、この搬送ロール用合金として、主に５Ｃｒ−０．
７Ｍｏ−０．３的−Ｆｅ系合金が用いられているが、昨
今のラィ：／スピードアップ、その他の操業条件の苛酷
化とともに、耐摩耗性や耐食性の不足をきたし、十分な
耐久性を保証することが困難になってきた。

この対策として、例えば、低炭素１３Ｃｒ系合金を使用
することも考えられるが、この合金は耐摩耗性、耐食性
の良好な反面、耐焼付性に欠けるため、熱間搬送ロール
用合金としての実用に耐えることができない。熱間搬送
ロール材として耐食性、耐焼付性にすぐれ、かつ高度の
耐摩耗性を具備した新たな合金の開発が要請される所以
である。本発明は上記要請に応える新たな合金を提供す
るもので、その特徴とするところは、ＣＩ．４〜２．５
％、Ｓｉ２．０％以下、Ｍｎ２．０％以下、Ｃｒ８．３
〜２０．４％、残部実質的にＦｅから成る合金鋼、また
はＣＩ．４〜２．５％、Ｓｉ２．０％以下、Ｍｎ２．０
％以下、Ｃｒ８．３〜２０．４％、およびＮｉｌ．０％
以下、ＷＯ．５〜１．５％、Ｍｏｌ〜５％、ＶＯ．５〜
７％から選ばれる１種もしくは２種以上、残部実質的に
Ｆｅからなる合金鋼であって、Ｃｒ含有量とＣ含有量と
につき、その比〔Ｃｒ（％）／Ｃ（％）〕を５〜１０と
し、かつ下式〔１〕：Ｋ＝１２．３ｘＣ（％）十０．５
５ｘＣｒ（％）−１５．２．・‐〔１〕にて算出される
Ｋの値が１０〜２１（％）となるごと〈に調整された化
学成分組成を有する点にあり、かかる成分組成の特定に
よって、熱間搬送ロール用合金として必要な諸特性、と
りわけ耐摩耗性を著しく高め、苛酷化する操業条件下に
おいても、すぐれた耐久性を保証することを可能にした
。

以下、本発明について詳しく説明する。なお、本明細書
における成分組成割合（％）はすべて重量％である。第
１図は、後記実施例における各種成分組成のＣｒ−Ｆｅ
系合金に関し、その耐摩耗性（摩耗試験における摩耗減
量）と〔Ｃｒ（％）／Ｃ（％）〕の関係を示したグラフ
であり、第２図は、同じＣｒ−Ｆｅ系合金の耐摩耗性を
、〔１〕式のＫ値との関係で示したグラフである。

各図中、「＠」印は、〔Ｃｒ（％）／Ｃ（％）〕および
Ｋ値ともに本発明の規定を満たすものである。なお、付
番１１は従来合金（５Ｃｒ−０．７Ｍｏ−０．３５Ｃ−
Ｆｅ）である。図から明らかなように、耐摩耗性は、〔
Ｃｒ（％）／Ｃ（％）〕および〔１〕式のＫ値と強い相
関を有することが認められ、本発明に従って、〔Ｃｒ（
％）／Ｃ（％）〕を５〜１０とし、かつＫ値を１０〜２
１（％）に調節することによって、従来合金を凌駕する
高い耐摩耗性が得られることがわかる。また、これらの
条件を満たすことにより、熱間搬送ロールに必要な耐食
性および耐競付性も同時に与えられる。本発明合金の構
成成分元素のそれぞれの含有量限定理由は次のとおりで
ある。

Ｃ：１．４〜２．５％ ＣはＣｒ炭化物の形成により耐摩耗性の向上に寄与する
。

このための含有量は少くとも１．４％を必要とするが、
あまり多くなると、靭性を損うので、２．５％を上限と
する。この合耐摩耗性向上効果は、Ｃ含有量を、Ｃｒ（
％）／Ｃ（％）の比が５〜１０となるように、Ｃｒ含有
量との相関において定めることにより、最も効果的に発
揮される。Ｓｉ：２．０％以下Ｓｉは合金熔製時の脱酸
剤として欠かせぬ元素であるが、２．０％をこえると鞠
性に悪影響を与えるので、２．０％を上限とする。

Ｍｎ：２．０％以下 Ｍｎは合金溶湯の脱酸・脱硫に必要な元素であり、２．
０％以下含有される。

Ｃｒ：８．３〜２０．４％ Ｃｒは耐摩耗性、耐食性、並びに耐暁付性の向上に有効
な元素であり、これら諸特性を確保するには少くとも８
．３％を必要とする。

含有量の増加とともに、その効果も向上するが、約２０
．４％をこえると、効果はほぼ飽和するので、２０．４
％を上限とする。このＣｒ含有量は、前記のように、Ｃ
ｒ（％）／Ｃ（％）の比が５〜１０となるように定めら
れるとき、顕著な耐摩耗性向上効果が得られる。この場
合、ＣｒとＣの含有量の関数である前記〔１〕式のＫ値
が１０〜２１（％）となることが必要である。Ｎｉ：１
．０％以下 Ｎｉは靭性の向上、糠入性の改善に有効な元素であるが
、多量の添加は経済性を損うので、１．０％を上限とす
る。

Ｍｏ：１〜５％ Ｍｏは焼入れ硬化能の向上に有効である。

ただし、含有量が１％に満たないとその効果は十分でな
く、一方５％をこえると、轍性の著しい低下を招くので
、１〜５％とする。Ｗ：０．５〜１．５％ Ｗは耐摩耗性の改善をもたらす。

このためには少くとも０．５％の含有が望まれるが、あ
まり多くなると、腕化を伴なうので１．５％を上限とす
る。Ｖ：０．５〜７％Ｖは結晶粒の微細化により靭一性
の向上をもたらす。ただし、含有量が０．５％に満たな
いと、その効果は十分でない。一方、多量に添加しても
、それほど効果は高められず、経済性の面で不利となる
ので、７％を上限とする。上記Ｎｉ、Ｍｏ、ＷおよびＶ
の各元素は、単独添加によりそれぞれの効果をもたらす
が、２種以上を同時添加することによってそれらの複合
効果を得ることができる。

本発明合金は、上記諸元素のほかに、本発明の目的に反
しない限り、種々の合金元素を含有することができる。
なお、合金溶製工程で不可避的に混入するＰ、Ｓ、その
他の不純物元素は、通常この種の合金に許容される範囲
内であれば存在してもかまわない。次に、実施例を挙げ
て本発明合金について具体的に説明する。

実施例 各種成分組成を有するＣｒ−Ｆｅ系合金を溶製し、各合
金について、耐摩耗性、耐食性、並びに耐脇付性を測定
した。

第１表に各合金の成分組成および〔Ｃｒ（％）／Ｃ（％
）〕、Ｋ値を示す。供試材Ｎｏ．１〜１０は本発明合金
、Ｎｏ．１１〜１６は比較材である。比較材のうちＮｏ
．１１は従来のロール用合金として用いられている広ｒ
−０．７Ｍｏ−０．３に−Ｆｅ合金である。第２表に各
合金の耐摩耗性、耐食性および耐焼付性の試験結果を示
す。また、第１図および第２図は、各合金の耐摩耗性を
〔Ｃｒ（％）／Ｃ（％）〕およびＫ値との関係でそれぞ
れ示したものである。

図中、各点の付番は供試材Ｎｏ．を示す。なお、各試験
材は次のとおりである。〔Ａ〕 耐摩耗試験 試験片（１仇側め×４仇肋〆）を周速度３の／砂にて回
転させ、その周面に押圧部材（ＳＳ４１製）を３ｋｇの
圧力にて１時間押圧摺後ごせたときの摩耗による試験片
の重量減少量を測定する。

〔Ｂ〕 耐焼付性 上記〔Ａ〕と同様の試験後、立体顕微鏡（倍率３０）に
て試験片外表面を観察し、焼付きの有無を調べた。

〔Ｃ〕 耐食性 試験片（１仇眺め×４仇岬そ）を入工海水中に１０日間
浸債後、その重量変化にて耐食性を評価した。

第１表 供試材化学成分組成（ｗｔ多）等第２表 測定
結果 表中、耐食性および耐焼付性の欄の「０」は良好、「△
」はやや不良、「×」は不良の各評価を意味する。

前記試験結果から明らかなように、本発明合金は、耐摩
耗性、耐食性および耐焼付性のいづれも良好である。

特に耐摩耗性については、同じ摩耗試験条件での摩耗減
量が、従来合金（Ｎｏ．１１）の約半分以下であり、卓
越した耐摩耗性を有することが判る。以上のように、本
発明合金は、耐摩耗性、耐食性、耐競付性をそなえ、と
りわけ耐摩耗性にすぐれるので、熱間搬送ロール材とし
て使用することにより、従来材をはかるにしのぐ耐久性
を保証することができる。

また、本発明合金は、熱間搬送ロールのみならず、上言
己諸特性が要求される各種装置部材としても適用するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＣｒ−Ｆｅ系合金の耐摩耗性と〔Ｃｒ（％）／
Ｃ（％）〕の関係を示すグラフ、第２図はＣｒ−Ｆｅ系
合金の耐摩耗性とＫ値の関係を示すグラフである。 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Ｃ１．４〜２．５％、Ｓｉ２．０％以下、Ｍｎ２．
   ０％以下、Ｃｒ８．３〜２０．４％、残部実質的にＦｅ
   からなり、Ｃｒ含有量とＣ含有量との比〔Ｃｒ（％）／
   Ｃ（％）〕が５〜１０であり、かつ下式〔I〕：Ｋ＝１
   ２．３×Ｃ（％）＋０．５５×Ｃｒ（％）−１５．２…
   〔I〕にて算出されるＫ値が１０〜２１（％）であるこ
   とを特徴とする熱間搬送ロール用耐摩耗性合金。 ２ Ｃ１．４〜２．５％、Ｓｉ２．０％以下、Ｍｎ２．
   ０％以下、Ｃｒ８．３〜２０．４％、およびＮｉ１．０
   ％以下、Ｗ０．５〜１．５％、Ｍｏ１〜５％、Ｖ０．５
   〜７％から選ばれる１種もしくは２種以上、残部実質的
   にＦｅからなり、Ｃｒ含有量とＣ含有量との比〔Ｃｒ（
   ％）／Ｃ（％）〕が５〜１０であり、かつ下式〔I〕：
   Ｋ＝１２．３×Ｃ（％）＋０．５５×Ｃｒ（％）−１５
   ．２…〔I〕にて算出されるＫ値が１０〜２１（％）で
   あることを特徴とする熱間搬送ロール用耐摩耗性合金。