CN104641013A - 热轧用辊外层材料以及热轧用复合辊 - Google Patents

热轧用辊外层材料以及热轧用复合辊 Download PDF

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Abstract

本发明提供耐磨性、耐热冲击性以及耐表面粗糙性均优秀的热轧用辊外层材料以及热轧用复合辊。以质量%表示,外层材料的组成含有C:2.4%~3.5%、Si:1.2%~2.4%、Mn:0.2%~2.0%、Cr:0.8%~2.1%、Mo:0.3%~1.1%、Ni:3.0%~6.0%、V:1.0%~2.2%、Nb:0.1%~0.5%、REM:0.0005%~0.1%、Al:0.003%~0.05%,并且C、Cr、V、Nb、REM、Al的含量满足Cr+0.2≤C-(0.24×V+0.13×Nb)≤3.0、0.01≤REM/Al≤3.2(这里,C、Cr、V、Nb、REM、Al表示各元素的含量(以质量%表示)),剩余部分为由Fe以及不可避免的杂质构成的组成。

Description

热轧用辊外层材料以及热轧用复合辊
技术领域
本发明涉及热轧用复合辊(hot rolling mill roll),尤其是涉及耐磨性(wear resistance)、耐热冲击性(heat shock resistance)以及耐表面粗糙性(surface deterioration resistance)优秀且优选用于钢板的热轧精轧机的热轧用辊外层材料以及热轧用复合辊。
背景技术
近年,钢板、钢管的热轧技术的进步显著,与此相伴,强烈要求所使用的热轧用辊的特性、特别是耐磨性的提高。针对这样的耐磨性提高的要求,开发出一种外层组成(surface layer)为与高速工具钢(high-speed tool steel)组成类似的组成并析出硬质碳化物从而使耐磨性格外提高的高性能辊(以下,也称为高速系辊(high-speed steel roll)),并使其实用化。
另一方面,在钢板的最终轧制机座容易发生被轧制件的减径轧制事故(cobble),并且辊的表面纹理图案容易转印至钢板。因此,安装含有石墨而耐热冲击性优秀且辊表面纹理也比较漂亮的Ni灰铸铁(nickelgrain cast iron)辊,来进行热轧。然而,现有的Ni灰铸铁辊的耐磨性较差,因此存在辊寿命较短的问题。
另一方面,耐磨性优秀的高速系辊因减径事故、热粘(sticking)的产生而生成粗大的热冲击裂缝等,从而从耐事故性的观点考虑存在问题。因此,在减径轧制事故的产生频率较高的钢板的热轧最终加工后段机座中,无法稳定地使用高速系辊,依然使用大量的Ni灰铸铁辊。
针对这样的问题,例如,在专利文献1中提出一种向Ni灰铸铁添加1.0~5.0重量%的V来提高耐磨性的热轧用辊。另外,在专利文献2中提出一种向Ni灰铸铁添加2.0~8.0重量%的V且以面积率表示除0.5~5%的石墨之外还出现0.2~10%的MC型碳化物来提高耐磨性的热轧用辊。
另外,在专利文献3中,提出一种通过在组织中具有高硬度复合碳化物与石墨的高速系铸铁材料中使结晶出的石墨微细化来兼得耐磨性与耐表面粗糙性的轧制用辊外层材料。并且,在专利文献4中,提出一种将Cr、V、Nb的总含量限制在3重量%以下且以面积率表示结晶出2%以上的石墨而抑制表面粗糙的产生的耐磨性热轧用辊。
另外,在专利文献5、专利文献6、专利文献7中,提出一种复合添加V与Nb改善MC型碳化物的形态并控制Cr量与有效C量从而提高耐磨性、耐热粘性、耐表面粗糙性以及耐热冲击性的情况。并且,在专利文献8中,提出一种除上述组成限定之外还控制石墨组织来进一步改善耐热冲击性的热轧用辊外层材料。
专利文献1:日本特开平01-287248号公报
专利文献2:日本特开平06-335712号公报
专利文献3:日本特开平11-229072号公报
专利文献4:日本特开2001-181780号公报
专利文献5:日本特开2003-73767号公报
专利文献6:日本特开2003-342669号公报
专利文献7:日本特开2004-162104号公报
专利文献8:日本特开2004-323961号公报
然而,最近,从轧制成品的品质提高与高效的生产的观点考虑,实施轧制速度的增加、连续轧制量的增加等,热轧用辊的使用环境越来越苛刻。而且,对轧制成品的表面品质的要求越来越严格,与此相对,依靠上述记载的现有技术无法同时满足耐磨性、耐热冲击性以及耐表面粗糙性。
发明内容
本发明能够有利地解决上述现有技术问题,其目的在于提出耐磨性、耐热冲击性以及耐表面粗糙性均优秀的热轧用辊外层材料以及热轧用复合辊。
本发明的发明人们为了实现上述课题,对影响热轧用辊的耐磨性、耐热冲击性以及耐表面粗糙性的各种重要因素深入地进行了研究。
其结果是,发现如下重大现象:在向含有Cr、V以及Nb的Ni灰铸铁复合添加REM与Al的情况下,耐磨性、耐热冲击性以及耐表面粗糙性根据上述添加量的比例而变化,特别是对耐热冲击性的影响较大。
图1表示热冲击试验结果。热冲击试验是从改变REM与Al的含量并对其熔炼而成的环状试料选取25mm厚的板状试验片,使用圆板状的对方材料(材质:S45C,大小:)在图3所示的结构的试验机实施的。通过高频加热线圈加热到830℃,并以100kgf的载荷将以150rpm旋转的圆板状的对方材料(材质:S45C,大小:)压接于25mm厚的板状试验片10秒钟,快速加热板状试验片,在除去载荷的同时进行水冷,对板状试验片实施热冲击。试验后,实施浸透探伤试验,在显影液渗透较多的3处位置切断来观察剖面,测定裂缝的最大深度,并将其设为裂缝深度。
得到如下见解:如图1所示,在REM与Al的质量比REM/Al不足0.01时,热冲击裂缝深度较大,在REM/Al处于0.01~3.2的范围内时,热冲击裂缝深度较小在2.5mm以下,若REM/Al超过3.2则热冲击裂缝深度增大。
并且,若与V、Nb结合的剩余部分的C量即有效C量(=C-(0.24×V+0.13×Nb))不为(Cr+0.2)%以上,则出现的石墨量不足,从而耐热冲击性降低(热冲击裂缝变深)。另一方面,还发现如下情况:若超过3.0%则石墨量过度,从而耐磨性降低。
本发明是基于上述见解并进一步进行研究而完成的。
即,在本发明中,
〔1〕涉及一种热轧用辊外层材料,其用于热轧用复合辊的外层,上述辊外层材料的特征在于,以质量%表示,含有C:2.4%~3.5%、Si:1.2%~2.4%、Mn:0.2%~2.0%、Cr:0.8%~2.1%、Mo:0.3%~1.1%、Ni:3.0%~6.0%、V:1.0%~2.2%、Nb:0.1%~0.5%、REM:0.0005%~0.1%、Al:0.003%~0.05%,并且C、Cr、V、Nb、REM、Al的含量满足下述(1)式以及(2)式,且剩余部分为由Fe以及不可避免的杂质构成的组成。
其中
Cr+0.2≤C-(0.24×V+0.13×Nb)≤3.0              …(1)
0.01≤REM/Al≤3.2                          …(2)
此处,C、Cr、V、Nb、REM、Al表示各元素的含量,以质量%表示,
〔2〕根据〔1〕所记载的热轧用辊外层材料,其特征在于,除上述组成之外,以质量%表示,还含有B:0.001%~0.05%。
〔3〕根据〔1〕或〔2〕所记载的热轧用辊外层材料,其特征在于,除上述组成之外,以质量%表示,还含有从Ca:0.04%以下、Ti:0.03%以下中选择的1种或2种。
〔4〕根据〔1〕~〔3〕中任一项所记载的热轧用辊外层材料,其特征在于,除上述组成之外,以质量%表示,还含有从Co:2.0%以下、W:2.0%以下中选择的1种或2种。
〔5〕涉及一种热轧用复合辊,其将外层与内层熔敷一体化而构成,耐磨性、耐热冲击性以及耐表面粗糙性优秀,上述热轧用复合辊的特征在于,以质量%表示,上述外层含有C:2.4%~3.5%、Si:1.2%~2.4%、Mn:0.2%~2.0%、Cr:0.8%~2.1%、Mo:0.3%~1.1%、Ni:3.0%~6.0%、V:1.0%~2.2%、Nb:0.1%~0.5%、REM:0.0005%~0.1%、Al:0.003%~0.05%,并且C、Cr、V、Nb、REM、Al的含量满足下述(1)式以及(2)式,且剩余部分具有由Fe以及不可避免的杂质构成的组成。
其中
Cr+0.2≤C-(0.24×V+0.13×Nb)≤3.0                  …(1)
0.01≤REM/Al≤3.2                      …(2)
此处,C、Cr、V、Nb、REM、Al表示各元素的含量,以质量%表示。
〔6〕根据〔5〕所记载的热轧用复合辊,其特征在于,除上述组成之外,以质量%表示,上述外层还含有B:0.001%~0.05%。
〔7〕根据〔5〕或〔6〕所记载的热轧用复合辊,其特征在于,除上述组成之外,以质量%表示,上述外层还含有从Ca:0.04%以下、Ti:0.03%以下中选择的1种或2种。
〔8〕根据〔5〕~〔7〕中任一项所记载的热轧用复合辊,其特征在于,除上述组成之外,以质量%表示,上述外层还含有从Co:2.0%以下、W:2.0%以下中选择的1种或2种。
根据本发明,作为钢板的热轧的后段轧制机座用辊,能够廉价地制造兼备优秀的耐磨性、耐热冲击性以及耐表面粗糙性的复合辊,而在工业上起到显著的效果。另外,本发明的复合辊能够在钢板的热轧中作为减径事故多发的后段轧制机座用辊而稳定地使用。另外,本发明的复合辊也可以应用为要求优秀的耐磨性以及耐表面粗糙性的型钢轧制用辊或者钢管轧制用辊。
附图说明
图1是表示热冲击裂缝深度与REM/Al的关系的图。
图2是表示磨损试验的概要的简要说明图。
图3是表示热冲击试验的梗概的简要说明图。
具体实施方式
首先,对本发明的热轧用复合辊的外层(外层材料)的组成限定理由进行说明。此外,在本说明书中,组成的质量%简记作%。
C:2.4%~3.4%
C是用于与V、Nb、Cr、Mo结合提高辊的耐磨性的硬质碳化物的形成所需要的元素,并且是为了结晶出石墨来确保耐热冲击性所需要的元素,在本发明中需要含有2.4%以上。另一方面,若含有超过3.4%则共晶碳化物大量出现而使耐热冲击特性恶化,并且石墨粗大化,从而耐表面粗糙性降低。因此,C限定在2.4%~3.4%的范围。此外,优选为2.8%~3.3%。
Si:1.2%~2.4%
Si是增加C的活性而使石墨容易结晶出的元素,具有提高耐热冲击特性的效果。在本发明中,为获得该效果,需要含有1.2%以上。另一方面,若含有超过2.4%,则辊的耐磨性与耐表面粗糙性显著降低。由此,Si限定在1.2%~2.4%的范围。
Mn:0.2%~2.0%
Mn对将溶钢中的S固定为MnS而使阻碍耐磨性的S无害、稳定化是有效的。另外,还具有提高淬火性增加硬度的效果。为了获得这样的效果,需要含有0.2%以上。然而,若含有超过2.0%,则在凝固界面发生偏析,从而使材料脆化。因此,Mn限定在0.2%~2.0%的范围。此外,优选为0.3%~1.0%。
Cr:0.8%~2.1%
Cr是增加共晶碳化物并使其硬质化的元素,具有抑制辊轧制时的碳化物破坏从而提高耐磨性的效果。为了获得这样的效果,需要含有0.8%以上。另一方面,若超过2.1%,则共晶碳化物增加,从而耐表面粗糙性降低,并且石墨量减少,从而耐热冲击性也降低。因此,Cr限定在0.8%~2.1%。此外,优选为1.2%~2.0%。
Mo:0.3~1.1%
Mo不会使共晶碳化物过度增加,具有强化碳化物、基体的作用,具有维持优秀的耐表面粗糙性并提高耐磨性的效果。特别是与Nb复合而含有Mo,由此强化硬质的MC型碳化物,发挥出显著提高耐磨性的重要效果。为了获得这样的效果,需要含有0.3%以上。另一方面,若含有超过1.1%,则共晶碳化物较硬且变脆,从而耐热冲击性与耐表面粗糙性恶化。为了确保本发明的优秀的耐热冲击性与耐表面粗糙性,Mo限定在0.3%~1.1%。此外,优选为0.4%~1.0%。
Ni:3.0%~7.0%
Ni具有提高淬火性的效果,是为了使基体组织成为硬质的马氏体或贝氏体,而确保轧制用辊所需要的肖氏硬度(Hs76~88)而添加的。这样的效果可以通过含有3.0%以上而实现。然而,若含有超过7.0%,则奥氏体显著稳定化,从而在基体组织中软质的残留奥氏体量增加,因此无法获得所需要的硬度,并且耐磨性也降低。因此,Ni限定在3.0%~7.0%的范围。此外,优选为3.0%~5.0%。
V:1.2%~2.2%
V是具有形成硬质的MC型碳化物而提高耐磨性的效果的元素。在本发明中,为了获得一定等级以上的耐磨性,需要含有1.2%以上。另一方面,若超过2.2%,则硬质的MC型碳化物在轧制面凸化,产生辊的表面粗糙。并且,还产生耐热冲击性恶化等弊端。因此,V限定在1.2%~2.2%的范围。此外,优选为1.4%~2.1%。
Nb:0.1%~0.8%
Nb是具有固溶于MC型碳化物而强化碳化物的作用的元素。特别是与规定范围的Cr、Mo、V复合而含有Nb,由此显著强化碳化物,从而具有显著提高耐磨性的重要效果。另外,在仅含有V的条件下,MC型碳化物生长成羽毛状(feathery),组织粗大化,从而诱发辊的表面粗糙。然而,通过复合含有Nb与V,由此能够抑制MC型碳化物的羽毛状化。而且通过复合添加Al、REM以及/或Ti,由此碳化物微小分散,从而能够抑制表面粗糙。为了获得这样的效果,需要含有0.1%以上。另一方面,若含有超过0.8%,则MC型碳化物粗大化为树枝状(dendritic),反而产生表面粗糙。另外,若通过离心铸造法(centrifugalcasting)来制造,则发生MC型碳化物的偏析。由此,Nb限定在0.1%~0.8%的范围。此外,优选为0.2%~0.6%。
REM:0.0005%~0.1%
REM是与Al在特定的范围内含有由此对提高耐热冲击性、耐表面粗糙性以及耐磨性极其重要的元素。REM单体具有圆化石墨形状从而提高耐磨性的作用。另外,REM的比重为6~8,与Fe接近,因此还具有难以引起重力偏析的优点。为了获得REM的这种效果,需要含有0.0005%以上。另一方面,若含有超过0.1%,则不仅上述特性提高效果消失,还抑制结晶出石墨而使耐热冲击特性与耐表面粗糙性恶化。因此,REM限定在0.0005%~0.1%的范围。此外,优选为0.001%~0.06%。这里,本发明的REM指稀土类元素、稀土(元素符号:Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu),但在本发明中也可以添加上述2种以上的混合物(Ce与La为主要成分)的混合稀土金属(misch metal)来使用。此外,对REM的含量而言,分别提取上述稀土较困难或花费较高的成本,因此仅分析Ce而使用其2倍的值。
Al:0.003%~0.05%
Al是与REM以特定的配合比含有由此对提高耐热冲击特性、耐表面粗糙性以及耐磨性极其重要的元素。Al单体具有使石墨形状成为细长地伸展的片状从而提高耐热冲击特性的作用。为了获得Al的这样的效果,需要含有0.003%以上。另一方面,若含有超过0.05%,则石墨粗大化,从而带来耐热冲击特性、耐磨性以及耐表面粗糙性恶化之类的重大负面影响。另外,铸造性降低,产生多孔、微孔。因此,Al限定在0.003%~0.05%的范围。此外,优选为0.005%~0.050%。
B:0.001%~0.05%
B具有使石墨微小分散的作用,特别是若在REM、Al复合共存下含有0.001%以上,则发挥出提高耐热冲击特性的效果。另一方面,若含有超过0.05%,则耐热冲击特性与耐磨性显著降低。因此,B限定在0.001%~0.05%的范围。此外,优选为0.001%~0.04%。
从Ti:0.03%以下、Ca:从0.04%以下中选择的1种或2种
Ti、Ca均具有能够使MC型碳化物圆化生长而提高耐表面粗糙性的作用。上述作用在Ti:0.03%以下以及Ca:0.04%以下时有效发挥。另一方面,若Ti超过0.03%则石墨形状变化,从而使耐热冲击性与耐表面粗糙性降低。另外,在通过离心铸造法制造辊外层的情况下,促进MC型碳化物的偏析。另外,若Ca超过0.04%,则耐热冲击性降低。并且,在通过离心铸造法制造辊外层的情况下,促进石墨与MC型碳化物的偏析。优选为Ti:0.001%~0.01%、Ca:0.0002%~0.03%。
从Co:2%以下、W:2%以下中选择的1种或2种
Co固溶于基体金属,具有强化基体的效果。然而,即便含有超过2%,该效果也达到饱和,因此限定在2%以下。另外,W具有增加碳化物从而提高耐磨性的效果,优选含有少量。然而,若超过2%则耐热冲击性以及耐表面粗糙性降低,因此限定在2%以下。优选为Co:0.1%~1.5%、W:0.1%~1.5%。
另外,在本发明中,在设置为上述成分范围内的基础上,还要将各成分的含量调整为满足下式(1)~(2):
Cr+0.2≤C-(0.24×V+0.13×Nb)≤3.0              …(1)
0.01≤REM/Al≤3.2                        …(2)
(这里,C、V、Nb、Cr、REM、Al表示各元素的含量(以质量%表示))。
由此,成为兼备优秀的耐磨性、耐热冲击性以及耐表面粗糙性的热轧作业用辊外层(外层材料)。
Cr+0.2≤C-(0.24×V+0.13×Nb)≤3.0               …(1)
在有效C量不足Cr+0.2的条件下,会抑制石墨的结晶,从而耐热冲击性与耐表面粗糙性降低。另一方面,若有效C量超过3.0%则共晶碳化物与石墨过度增加,从而耐热冲击性与耐表面粗糙性降低。
0.01≤REM/Al≤3.2                       …(2)
若REM与Al分别单独含有,则出现耐热冲击性降低或耐磨性降低之类的负面影响。然而,在共存的情况下,具有相互中和负面影响的作用,由此需要复合添加。在REM/Al不足0.01的条件下,耐表面粗糙性与耐磨性降低。若REM/Al超过3.2则耐热冲击性与耐表面粗糙性降低。在本发明的特定成分系中,设置为0.01≤REM/Al≤3.2,由此能够获得兼备优秀的耐热冲击性、耐表面粗糙性以及耐磨性的辊材料。此外,更优选为0.05~3.0。
在本发明中,辊外层材料的制造方法不特别限定。然而,从制造成本的观点考虑,优选通过离心铸造法使上述组成的熔融金属成为规定的尺寸形状的辊外层材料。在该情况下,优选在辊外层材料的凝固中途或完全凝固后,停止铸型的旋转,静置铸造内层材料,而形成复合辊。由此辊外层材料的内表面侧再熔化,从而形成外层与内层熔敷一体化的复合辊。
优选静置铸造的内层使用铸造性与机械性优秀的球状石墨铸铁、虫状石墨铸铁或石墨钢等。另外,在外层与内层之间也可以设置由石墨钢、高碳钢构成的中间层。在通过离心铸造法制造辊的情况下,中间层可以接着外层的离心铸造进一步进行离心铸造。
此外,以上的说明主要以钢板的热轧用辊为对象进行了说明。然而,本发明并不限定于钢板的热轧用复合辊,即便应用于带口径的钢管轧制用复合辊,当然也不存在任何问题。此外,在制造钢管轧制用的套筒辊(sleeve roll)的情况下,也可以在离心铸造外层之后,以球状石墨铸铁、高碳钢为内层材料进行离心铸造。
实施例
熔化具有表1所示的组成的熔融金属,以Ca-Si的形式接种(inoculation)0.15%量的Si,之后,通过离心铸造法铸造出环状试料(外径:壁厚:80mm)。此外,浇注温度为1450℃,离心力以重力倍数表示为160G。铸造后,在400℃~480℃对试料实施回火处理。回火后的硬度为Hs77~83。此外,以公知的Ni灰铸铁为现有例,在430℃进行回火处理,而成为Hs78~80的硬度。
从上述环状试料选取试验片,并进行组织观察、磨损试验以及热冲击试验。
(1)组织观察
从环状试料选取组织观察用试验片,并在研磨至镜面之后观察石墨组织,另外,在以硝酸酒精溶液腐蚀之后观察碳化物组织。首先,利用100倍的光学显微镜来观察石墨的有无,并通过目视来调查石墨与碳化物组织的偏析状况。通过目视判断确认到约超过30%的组织的明确的量的变化或形状的变化的情况为“有”偏析,无法鉴定偏析的情况为“无”偏析。
(2)磨损试验
从环状试料选取试验片(大小:10mm厚),以对方材料(材质:S45C,大小:20mm厚)与试验片这2圆盘滑动磨损的方式(图2)来实施磨损试验。边使试验片以720rpm的转速旋转边将对方材料加热至830℃,并对试验片进行水冷,改变其冷却水量来使试验片表面温度为440℃。试验片与对方材料的滑动率为8%,以载荷100kgf(980N)压接并滚动160分钟。在该试验中,每40分钟更换对方材料来进行试验。试验后,测定试验片的磨损减量(磨损量)。各试料的耐磨性的评价通过比较各试料的磨损量除以现有例的磨损量得到的磨损比,而以与现有例相比的优劣来进行。
并且,通过目视来观察试验片表面的表面粗糙状况,凹凸状的表面粗糙明显的情况(大致相当于15~20μmRzJIS以上(RzJIS:十点平均粗糙度))为“有”表面粗糙,除此以外为“无”表面粗糙。此外,RzJIS、Ra是依据JIS B 0601-2001的值。
(3)热冲击试验
从环状试料选取25mm厚的板状试验片,使用圆板状的对方材料(材质:S45C,大小:)来在图3所示的结构的试验机实施。
通过高频加热线圈加热至830℃,并以100kgf的载荷使以150rpm旋转的圆板状的对方材料(材质:S45C,大小:)压接于25mm厚的板状试验片10秒钟,快速加热板状试验片,在除去载荷的同时进行水冷,对板状试验片施加热冲击。试验后,实施浸透探伤试验,在显影液的渗透较多的3处位置切断来观察剖面,测定裂缝的最大深度,并将其作为裂缝深度,通过与作为现有例的NiG的比较评价耐热冲击性。
获得的结果如表2所示。
对本发明例而言,耐磨性均优秀,且裂缝深度浅的耐热冲击性优秀,并且不产生偏析、表面粗糙,具有极其优秀的作为轧制用辊的特性。
另一方面,对脱离本发明的范围的比较例而言,耐磨性、耐热冲击性以及耐表面粗糙性中的至少一个以上显著降低。
[表1]
[表2]
[表2]

Claims (8)

1.一种热轧用辊外层材料,其用于热轧用复合辊的外层,
所述辊外层材料的特征在于,
以质量%表示,含有C:2.4%~3.5%、Si:1.2%~2.4%、Mn:0.2%~2.0%、Cr:0.8%~2.1%、Mo:0.3%~1.1%、Ni:3.0%~6.0%、V:1.0%~2.2%、Nb:0.1%~0.5%、REM:0.0005%~0.1%、Al:0.003%~0.05%,并且C、Cr、V、Nb、REM、Al的含量满足下述(1)式以及(2)式,且剩余部分为由Fe以及不可避免的杂质构成的组成,
其中:
Cr+0.2≤C-(0.24×V+0.13×Nb)≤3.0    …(1)
0.01≤REM/Al≤3.2    …(2)
此处,C、Cr、V、Nb、REM、Al表示各元素的含量,以质量%表示。
2.根据权利要求1所述的热轧用辊外层材料,其特征在于,
除所述组成之外,以质量%表示,还含有B:0.001%~0.05%。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的热轧用辊外层材料,其特征在于,
除所述组成之外,以质量%表示,还含有从Ca:0.04%以下和Ti:0.03%以下中选择的1种或2种。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的热轧用辊外层材料,其特征在于,
除所述组成之外,以质量%表示,还含有从Co:2.0%以下和W:2.0%以下中选择的1种或2种。
5.一种热轧用复合辊,其将外层与内层熔敷一体化而构成,耐磨性、耐热冲击性以及耐表面粗糙性优秀,
所述热轧用复合辊的特征在于,
以质量%表示,所述外层含有C:2.4%~3.5%、Si:1.2%~2.4%、Mn:0.2%~2.0%、Cr:0.8%~2.1%、Mo:0.3%~1.1%、Ni:3.0%~6.0%、V:1.0%~2.2%、Nb:0.1%~0.5%、REM:0.0005%~0.1%、Al:0.003%~0.05%,并且C、Cr、V、Nb、REM、Al的含量满足下述(1)式以及(2)式,且剩余部分具有由Fe以及不可避免的杂质构成的组成,
其中,
Cr+0.2≤C-(0.24×V+0.13×Nb)≤3.0    …(1)
0.01≤REM/Al≤3.2    …(2)
此处,C、Cr、V、Nb、REM、Al表示各元素的含量,以质量%表示。
6.根据权利要求5所述的热轧用复合辊,其特征在于,
除所述组成之外,以质量%表示,所述外层还含有B:0.001%~0.05%。
7.根据权利要求5或权利要求6所述的热轧用复合辊,其特征在于,
除所述组成之外,以质量%表示,所述外层还含有从Ca:0.04%以下和Ti:0.03%以下中选择的1种或2种。
8.根据权利要求5~7中任一项所述的热轧用复合辊,其特征在于,
除所述组成之外,以质量%表示,所述外层还含有从Co:2.0%以下和W:2.0%以下中选择的1种或2种。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105217265A (zh) * 2015-10-23 2016-01-06 辽宁科技大学 一种胶带输送机的耐磨滚筒
CN107254640A (zh) * 2017-04-23 2017-10-17 唐世群 一种高频振动电机底座制备工艺
CN110290880A (zh) * 2017-02-08 2019-09-27 日立金属株式会社 轧制用复合辊及其制造方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018047444A1 (ja) * 2016-09-07 2018-03-15 Jfeスチール株式会社 熱間圧延用ロール外層材および熱間圧延用複合ロール
JP6313844B1 (ja) * 2016-12-28 2018-04-18 株式会社クボタ 圧延用複合ロール
RU2659536C1 (ru) * 2017-12-05 2018-07-02 Юлия Алексеевна Щепочкина Чугун
EP3821992B1 (en) * 2018-08-08 2023-01-18 Hitachi Metals, Ltd. Centrifugal cast composite roll for rolling and manufacturing method therefor
CN113661019B (zh) * 2019-04-03 2022-09-13 日铁轧辊株式会社 通过离心铸造法制造的轧制用复合辊及其制造方法
EP4019155A4 (en) * 2019-10-16 2023-08-16 Proterial, Ltd. CENTRIFUGAL CAST COMPOSITE ROLLER FOR USE IN HOT ROLLING
ES2921973B2 (es) * 2021-02-23 2023-03-17 Fundiciones Balaguer S A Procedimiento de obtención de un cilindro para molinería y producto obtenido

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003073767A (ja) * 2001-08-31 2003-03-12 Kawasaki Steel Corp 熱間圧延用ロール外層材および熱間圧延用複合ロール
JP2004068142A (ja) * 2001-11-28 2004-03-04 Jfe Steel Kk 熱間圧延用ロール外層材および熱間圧延用複合ロール
CN101530863A (zh) * 2009-04-28 2009-09-16 江苏环立板带轧辊有限公司 一种合金铸钢轧辊及其制备方法
CN101831590A (zh) * 2009-03-10 2010-09-15 江苏东冶轧辊有限公司 高硼低合金高速钢轧辊及其制造方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH076030B2 (ja) 1988-05-13 1995-01-25 住友金属工業株式会社 圧延用ロール
JP3307501B2 (ja) 1993-03-31 2002-07-24 日立金属株式会社 耐摩耗耐焼付性熱間圧延用ロール
JP3766202B2 (ja) 1998-02-13 2006-04-12 株式会社クボタ 耐肌荒れ性にすぐれる黒鉛晶出ハイス系鋳鉄材
JP3343538B2 (ja) 1999-12-20 2002-11-11 虹技株式会社 圧延ロール
JP3412590B2 (ja) * 2000-01-17 2003-06-03 関東特殊製鋼株式会社 圧延用ロール
JP2001279367A (ja) * 2000-03-29 2001-10-10 Nippon Steel Corp 遠心鋳造製熱間圧延用ロール
JP3949872B2 (ja) * 2000-05-12 2007-07-25 株式会社クボタ 圧延用ロール外層
JP3859958B2 (ja) * 2000-11-20 2006-12-20 日鉄住金ロールズ株式会社 遠心鋳造製圧延用複合ロールの外層材
JP4254075B2 (ja) * 2001-04-27 2009-04-15 Jfeスチール株式会社 熱間圧延用ロールの製造方法
JP3925308B2 (ja) * 2002-05-29 2007-06-06 Jfeスチール株式会社 熱間圧延用ロール外層材および熱間圧延用複合ロール
JP4123903B2 (ja) 2002-11-12 2008-07-23 Jfeスチール株式会社 熱間圧延用ロール外層材および熱間圧延用複合ロール
JP4311073B2 (ja) 2003-04-28 2009-08-12 Jfeスチール株式会社 熱間圧延用ロール外層材および熱間圧延用複合ロール
JP2005068462A (ja) * 2003-08-21 2005-03-17 Hitachi Metals Ltd 圧延用ロールの外層材およびそれを用いた圧延用ロール
JP4381210B2 (ja) * 2004-04-06 2009-12-09 株式会社クボタ 高耐摩耗性ロール材及び高耐摩耗性複合ロール
JP4428214B2 (ja) 2004-11-30 2010-03-10 Jfeスチール株式会社 熱間圧延用高Cr系ロール外層材および熱間圧延用高Cr系複合ロール
JP4778863B2 (ja) * 2006-08-28 2011-09-21 日鉄住金ロールズ株式会社 遠心鋳造製圧延用複合ロ−ルの外層材
JP5703718B2 (ja) 2010-11-29 2015-04-22 Jfeスチール株式会社 熱間圧延用遠心鋳造製ロール外層材および複合ロール
CN103074539B (zh) * 2013-01-07 2014-12-17 鞍钢重型机械有限责任公司 一种离心复合高镍铌耐磨铸铁轧辊及其铸造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003073767A (ja) * 2001-08-31 2003-03-12 Kawasaki Steel Corp 熱間圧延用ロール外層材および熱間圧延用複合ロール
JP2004068142A (ja) * 2001-11-28 2004-03-04 Jfe Steel Kk 熱間圧延用ロール外層材および熱間圧延用複合ロール
CN101831590A (zh) * 2009-03-10 2010-09-15 江苏东冶轧辊有限公司 高硼低合金高速钢轧辊及其制造方法
CN101530863A (zh) * 2009-04-28 2009-09-16 江苏环立板带轧辊有限公司 一种合金铸钢轧辊及其制备方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105217265A (zh) * 2015-10-23 2016-01-06 辽宁科技大学 一种胶带输送机的耐磨滚筒
CN110290880A (zh) * 2017-02-08 2019-09-27 日立金属株式会社 轧制用复合辊及其制造方法
CN107254640A (zh) * 2017-04-23 2017-10-17 唐世群 一种高频振动电机底座制备工艺

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Publication number Publication date
KR20150043446A (ko) 2015-04-22
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EP2896709A1 (en) 2015-07-22
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US9573176B2 (en) 2017-02-21
KR101671228B1 (ko) 2016-11-01
JP5862526B2 (ja) 2016-02-16

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