JP2007160391A - Rolling roll - Google Patents

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JP2007160391A JP2005363494A JP2005363494A JP2007160391A JP 2007160391 A JP2007160391 A JP 2007160391A JP 2005363494 A JP2005363494 A JP 2005363494A JP 2005363494 A JP2005363494 A JP 2005363494A JP 2007160391 A JP2007160391 A JP 2007160391A
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Seishi Furushima
清史 古島
Shunji Matsumoto
俊二 松本
Ryota Honda
亮太 本田
Kiyoshi Hayashi
清 林
Takashi Honda
崇 本田
Masatsugu Uchida
真継 内田
Seiji Oyama
勢治 大山
Takuya Oosue
卓也 大末
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rolling roll having improved wear resistance by remarkably improving its hardness while maintaining the toughness of the external layer, and exhibiting excellent wear resistance, roughening resistance and recessed flaw resistance by improving its high temperature hardness by a technical means different from the conventional technique. <P>SOLUTION: The external layer for a rolling roll has a structure in which MC carbides are dispersed in 20 to 60% by area ratio, and is characterized in that the Vickers hardness Hv of the matrix at room temperature is 550 to 900, and also, the Vickers hardness Hv of the external layer at room temperature is >1,000. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、熱間および冷間用の圧延ロールに関するものであり、詳しくは耐摩耗性、耐肌荒れ性、耐凹み疵性に優れる外層(圧延使用層)を有するもので、特に熱間薄板圧延機の仕上列のワークロールに好適なものである。   The present invention relates to hot and cold rolling rolls, and in particular, has an outer layer (rolling layer) that is excellent in wear resistance, rough skin resistance, and dent resistance, particularly hot thin plate rolling. It is suitable for work rolls in the finishing row of machines.

圧延ロールの耐摩耗性及び耐肌荒れ性は圧延の生産性を決定する重要な特性である。耐摩耗性が乏しいと、早期にロール表面が摩耗し、被圧延材の寸法精度が損なわれる。また圧延ロールは、被圧延材との接触等により表面が不均一に摩耗し、肌荒れが発生すると、その肌荒れが被圧延材に転写され、被圧延材の表面の外観を損なう。これらを防止するためにロールを頻繁に取り替えなければならず、圧延操業の中断の頻度が増えることによる圧延工場の生産性の低下、ロール表面研削加工に要するコストの増大、さらにロール表面研削量の増大によるロール原単位の低下といった問題が発生する。特に薄板圧延においては、薄板製品の表面品質が厳しく、さらに圧延機の仕上列に使用される圧延ロールには高い耐肌荒れ性が要求される。   The wear resistance and rough surface resistance of the rolling roll are important characteristics that determine the productivity of rolling. If the wear resistance is poor, the roll surface is worn early and the dimensional accuracy of the material to be rolled is impaired. In addition, when the surface of the rolling roll is worn unevenly due to contact with the material to be rolled and rough skin occurs, the rough surface is transferred to the rolled material and the surface appearance of the rolled material is impaired. In order to prevent these problems, the rolls must be replaced frequently, and the rolling mill's productivity is reduced due to the increased frequency of rolling operations, the cost required for roll surface grinding is increased, and the amount of roll surface grinding is reduced. There arises a problem that the roll basic unit decreases due to the increase. In particular, in sheet rolling, the surface quality of sheet products is strict, and a high roll roughness resistance is required for rolling rolls used in finishing rows of rolling mills.

そこで、従来から耐摩耗性および耐肌荒れ性の要求に応えることを目論んだ圧延ロール用外層(圧延使用層)として、Cr、Mo、W、Vなどの合金元素を多量に含んだハイス系合金が使用されている。その組織には、Crを多く含むMC型炭化物(Mは金属元素を示す、以降同様)、Mo及びWを多く含むMC型炭化物やMC型炭化物、およびVを多く含むMC型炭化物などの金属炭化物を含有しているものである。合金元素のうち特にV及びNbはビッカース硬さでHv 2400〜3200程度の極めて高硬度のMC炭化物を形成し、耐摩耗性の向上に著しく寄与する。 Therefore, a high-speed alloy containing a large amount of alloy elements such as Cr, Mo, W, and V has been used as an outer layer for rolling rolls (a layer used for rolling) that has been designed to meet the demands of wear resistance and rough skin resistance. in use. The structure contains M 7 C 3 type carbide containing a large amount of Cr (M represents a metal element, the same applies hereinafter), M 2 C type carbide and M 6 C type carbide containing a lot of Mo and W, and a lot of V. It contains metal carbide such as MC type carbide. Among the alloying elements, V and Nb in particular form MC carbides with extremely high hardness of Vickers hardness of about Hv 2400-3200, and contribute significantly to the improvement of wear resistance.

ここで、薄板圧延機においては、中間ロールまたはバックアップロールを有する多段式ミルが一般的となっている。この多段式ミルは、板形状の制御に優れるものの、圧延中に発生する様々な異物がワークロールと接触する中間ロールまたはバックアップロールとの間に挟まった場合、その異物に集中的に圧延荷重がかかるため、異物を挟んだ部分のワークロールが局部的に凹み、疵が発生する。この凹み疵がワークロールに発生すると、被圧延材に転写され、被圧延材の表面品質を極度に低下させる。また、ワークロールに凹み疵が入ったまま圧延を続行すると、圧延応力によりこの凹み疵の部分からロール内部にクラックが進展し、さらにはワークロールの割損(スポーリング)に至る場合がある。   Here, in the sheet rolling mill, a multi-stage mill having an intermediate roll or a backup roll is common. Although this multi-stage mill is excellent in controlling the plate shape, when various foreign substances generated during rolling are sandwiched between an intermediate roll or backup roll that contacts the work roll, the rolling load is concentrated on the foreign substances. For this reason, the work roll of the part which pinched | interposed the foreign material is dented locally, and wrinkles generate | occur | produce. When this dent wrinkle occurs in the work roll, it is transferred to the material to be rolled, and the surface quality of the material to be rolled is extremely lowered. Further, if rolling is continued with the dents in the work roll, cracks may develop from the dents to the inside of the roll due to rolling stress, and the work roll may be spalled.

また、熱間圧延用ワークロールの表面においては、圧延材と接触している部分での温度は約600℃に上昇すると推定される。このような高温下において、従来のハイス系合金では、ワークロール表面が軟化し、前述の凹み疵がより深くなりやすい。また、ロール表面が600℃を超えると、ロール表面が塑性流動しやすくなる。ロール表面に塑性流動が発生すると、筋状の肌荒れ、ロール表面に生成・付着した黒皮(スケール)膜の帯状の剥離(バンディング)および被圧延材の焼付きなどが発生し、耐肌荒れ性が劣化しやすくなる。さらに、ロール表面は高温になるほど軟化し、耐摩耗性が劣化する。これらの理由から、熱間圧延用ワークロールには、高温時の硬さが高いことが望ましい。   In addition, on the surface of the work roll for hot rolling, the temperature at the portion in contact with the rolled material is estimated to rise to about 600 ° C. Under such a high temperature, in the conventional high-speed alloy, the surface of the work roll is softened, and the above-described dents are likely to become deeper. On the other hand, when the roll surface exceeds 600 ° C., the roll surface tends to plastically flow. When plastic flow occurs on the roll surface, streaky skin roughness occurs, strip-like peeling (banding) of the black skin (scale) film formed and attached to the roll surface, and seizure of the material to be rolled, resulting in rough skin resistance. It becomes easy to deteriorate. Furthermore, the roll surface becomes softer as the temperature increases, and the wear resistance deteriorates. For these reasons, it is desirable that the work roll for hot rolling has a high hardness at high temperatures.

このような課題に対して、従来から圧延ロール用外層の耐凹み疵性、高温時の硬さを改善させるための手段が種々提案されている。   Various means for improving the dent resistance and the hardness at high temperature of the outer layer for rolling rolls have been proposed in the past for such problems.

例えば、特許文献1には、その化学成分が重量%で、C:2.45〜4%、Si:1〜2.5%、Mn:0.6〜2%、Ni:0.3〜1.5%、Cr:6〜8%、Mo:11%を超え15%以下、W:10〜20%、V:5〜10%、Co:12〜16%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、高い硬さと高い摩耗抵抗性を有し、さらに耐凹み疵性に優れた多段式圧延用作業ロールが開示されている。   For example, in Patent Document 1, the chemical composition is expressed in terms of% by weight, C: 2.45 to 4%, Si: 1 to 2.5%, Mn: 0.6 to 2%, Ni: 0.3 to 1.5%, Cr: 6 to 8% , Mo: more than 11% and 15% or less, W: 10-20%, V: 5-10%, Co: 12-16%, the balance consists of Fe and inevitable impurities, high hardness and high wear A work roll for multi-stage rolling that has resistance and is excellent in dent resistance is disclosed.

また特許文献1の〔0014〕には、基地中に炭化物形成元素であるCr,Mo,W,Vを固溶させ高温焼もどしでMC,MC型の炭化物を析出させて硬度を上昇させる。また、Mo及びWの総量は(2Mo+W)の値が30%以上で50%以下の範囲にあるのが好ましく、またMo,W及びCoの総量の好ましい範囲は(2Mo+W+Co)が42%以上で66%以下となる範囲で、これにより焼入温度範囲が広く、そして焼もどし温度も100〜600℃と広い範囲でHRC68以上の高い硬さが得られる。また、MC,MC,MCの他にマルテンサイト、残留オーステナイトの金属組織により、高い硬度と高い摩耗抵抗性ならびに耐凹み疵性を向上させることが記載されている。 In Patent Document 1 [0014], carbides forming elements such as Cr, Mo, W, and V are dissolved in the base and MC and M 6 C type carbides are precipitated by high-temperature tempering to increase the hardness. . Also, the total amount of Mo and W is preferably in the range of (2Mo + W) from 30% to 50%, and the preferable range of the total amount of Mo, W and Co is (2Mo + W + Co) is from 42% to 66%. %, It has a wide quenching temperature range and a high tempering temperature of 100 to 600 ° C. and a high hardness of HRC68 or higher. In addition to MC, M 6 C, and M 7 C 3 , it is described that the martensite and retained austenite metal structures improve high hardness, high wear resistance, and dent resistance.

特許文献2には、平均粒径:5〜30μmの一次炭化物を、マルテンサイト、ベイナイトもしくはパーライト素地中に面積率:5〜40%で一様に分散せしめるとともに100μmを超える粗大炭化物のない鋼板の熱間圧延用ロールが開示されている。また、一次炭化物がM6CあるいはMCであって、MがMoを主体としさらにFe,Cr,Mn,Ti,Nb,VおよびWのうちの1種または2種以上であることが記載されている。また、一次炭化物がビッカース硬度:1500以上であり、素地がビッカース硬度:500〜1000であって、ロールの平均ビッカース硬度が600〜1000であることが記載されている。 Patent Document 2 discloses a steel plate having a mean particle size of 5 to 30 μm and uniformly dispersed in martensite, bainite or pearlite base at an area ratio of 5 to 40% and having no coarse carbide exceeding 100 μm. A hot rolling roll is disclosed. In addition, it is described that the primary carbide is M 6 C or MC, and M is mainly Mo and is one or more of Fe, Cr, Mn, Ti, Nb, V and W. Yes. Further, it is described that the primary carbide has a Vickers hardness of 1500 or more, the substrate has a Vickers hardness of 500 to 1000, and the roll has an average Vickers hardness of 600 to 1000.

また特許文献2の第2頁右下欄には、熱間における摩耗は、ロール表面が500℃以上になるために、素地の硬さが低下し、すべりによるアブレーシブ(引っ掻き)摩耗を起こす。その際、硬い一次炭化物があると、すべりによるアブレーシブ摩耗を阻止し、この兼合いによって耐摩耗性が支配される。一方、ロール表面は水冷されるから、加熱・冷却の繰返しによる熱疲労によって脆い炭化物に亀裂が入り遂には炭化物が脱落する。炭化物が脱落すると、アブレーシブ摩耗阻止効果が消失して素地の摩耗が進行し、中から新たに現れた炭化物により再びアブレーシブ摩耗が阻止され繰返されることが記載されている。   Further, in the lower right column on page 2 of Patent Document 2, since the roll surface becomes 500 ° C. or higher, the hardness of the substrate is reduced, and abrasive wear due to slippage is caused. At this time, if there is a hard primary carbide, the abrasive wear due to the slip is prevented, and the wear resistance is governed by this balance. On the other hand, since the roll surface is water-cooled, the brittle carbide cracks due to thermal fatigue due to repeated heating and cooling, and the carbides eventually fall off. It is described that when carbides fall off, the abrasive wear prevention effect disappears and the wear of the substrate progresses, and the abrasive wear is again prevented and repeated by the newly appearing carbide.

さらに、炭化物の硬さは高いほどアブレーシブ摩耗阻止効果が大きいこと、炭化物の大きさが大であると熱亀裂が入り易く早期に脱落してしまう。また、炭化物の量が多過ぎると素地が炭化物を充分に保持することができなくなるために不適切であることが記載されている。   Furthermore, the higher the hardness of the carbide, the greater the effect of preventing abrasive wear. If the size of the carbide is large, thermal cracks are likely to occur and fall off early. In addition, it is described that when the amount of the carbide is too large, the base material cannot hold the carbide sufficiently, so that it is inappropriate.

特許文献3には、重量パーセントで、C:1.5〜3.0%、Si:0.3〜2.5%、Mn:0.3〜1.0%、Cr:2.0〜10.0%、Mo:2.0〜8.0%、W:2〜8.0%、V:2.0〜8.0%、Co:3.0〜10.0%、Ni:1.0〜4.0%、Y:1.0〜10.0%を含有し、残部が実質的にFeであることを特徴とする圧延ロール用材が開示されている。   In Patent Document 3, C: 1.5 to 3.0%, Si: 0.3 to 2.5%, Mn: 0.3 to 1.0%, Cr: 2.0 to 10.0%, Mo: 2.0 to 8.0%, W: 2 to 8.0 by weight percent %, V: 2.0 to 8.0%, Co: 3.0 to 10.0%, Ni: 1.0 to 4.0%, Y: 1.0 to 10.0%, the balance being substantially Fe, It is disclosed.

また特許文献3の〔0022〕には、上記成分組成の材料を用いることにより、鋳放し状態の組織において、Cr、Mo、W、Vの含有量を適当に抑えることで硬質の一次炭化物の量を適当に抑制することができると共に、Coを適当に加えることで微細な二次炭化物を析出させて基地を十分に強化することができ、しかもNiの適当量を併せて含有させることで、焼き入れ能の低下を解消することができ、よって熱間圧延での耐摩耗性を十分に高めることができると共に、耐クラック性も十分に向上させ得ることが記載されている。また、その〔図2〕の高温硬度の測定結果には、600℃におけるビッカース硬さがHv600以上であることが開示されている。   In Patent Document 3 [0022], the amount of hard primary carbide is controlled by appropriately suppressing the contents of Cr, Mo, W, and V in the as-cast structure by using the material having the above component composition. By appropriately adding Co, fine secondary carbides can be precipitated to sufficiently strengthen the matrix, and by adding an appropriate amount of Ni together, It is described that it is possible to eliminate the lowering of the insertability, and thus it is possible to sufficiently improve the wear resistance in hot rolling and to sufficiently improve the crack resistance. Further, the measurement result of the high temperature hardness in FIG. 2 discloses that the Vickers hardness at 600 ° C. is Hv 600 or more.

外層をハイス系合金で形成した圧延ロールの製造方法として、遠心鋳造法、連続鋳掛肉盛法および粉末焼結法などが挙げられる。これらの製造方法のうち、製品寸法の自由度および経済性などの観点から遠心鋳造法が最も一般的である。しかしながら、V及びNbを多く含む溶湯を遠心鋳造すると、MC炭化物は遠心分離により内面側に偏析する。このような遠心鋳造製の圧延ロールは種々開示されている。   Examples of a method for producing a rolling roll whose outer layer is formed of a high-speed alloy include a centrifugal casting method, a continuous casting overlay method, and a powder sintering method. Of these manufacturing methods, the centrifugal casting method is the most common from the viewpoints of the degree of freedom of product dimensions and economy. However, when a molten metal containing a large amount of V and Nb is subjected to centrifugal casting, MC carbide segregates on the inner surface side by centrifugal separation. Various centrifugal rolls made by centrifugal casting have been disclosed.

特許文献4には、質量%で、C:1.0〜3.0%、Si:0.1〜3.0%、Mn:0.1〜2.0%、Cr:2.0〜10.0%、Mo:0.1〜10.0%、V:1.0〜10.0%、W:0.1〜10.0%、Mo+W≦10.0%、及び残部Fe及び不純物からなる組成を有する外層と、鋳鉄又は鋳鋼の内層とからなる中実又は中空の遠心鋳造複合ロールを開示している。この文献には、Vが10.0質量%を超えると、遠心鋳造により軽い炭化物は内面側に偏析し、圧延に用いる外層の外表面では炭化物量が少ないことが記載されている。この現象は、溶湯が初晶で粒状炭化物を晶出する場合に発生しやすい。初晶粒状炭化物は比重が6 g/cm3程度と溶湯(比重:7〜8 g/cm3程度)より軽いので、遠心力により内面側に移動する。 In Patent Document 4, in mass%, C: 1.0 to 3.0%, Si: 0.1 to 3.0%, Mn: 0.1 to 2.0%, Cr: 2.0 to 10.0%, Mo: 0.1 to 10.0%, V: 1.0 to 10.0 %, W: 0.1 to 10.0%, Mo + W ≦ 10.0%, and a solid or hollow centrifugal cast composite roll comprising an outer layer having a composition comprising the balance Fe and impurities and an inner layer of cast iron or cast steel. This document describes that when V exceeds 10.0% by mass, light carbide segregates to the inner surface side by centrifugal casting, and the amount of carbide is small on the outer surface of the outer layer used for rolling. This phenomenon is likely to occur when the molten metal is primary and crystallizes granular carbides. The primary grain carbide has a specific gravity of about 6 g / cm 3 and is lighter than the molten metal (specific gravity: about 7 to 8 g / cm 3 ), so it moves to the inner surface side by centrifugal force.

炭化物の比重を大きくすることにより遠心分離による偏析を防止するために、特許文献5には、C:3.5〜5.5%、Si:0.1〜1.5%、Mn:0.1〜1.2%、Cr:4.0〜12.0%、Mo:2.0〜8.0%、V:12.0〜18.0%、残部Fe及び不可避的不純物からなることを特徴とする熱間圧延用工具鋼を提案している。VCは比重が小さいので遠心鋳造により偏析するが、NbはVと比重の大きな複合炭化物(V, Nb)Cを形成するので、遠心分離による炭化物の偏析を防止する。   In order to prevent segregation due to centrifugal separation by increasing the specific gravity of carbide, Patent Document 5 includes C: 3.5 to 5.5%, Si: 0.1 to 1.5%, Mn: 0.1 to 1.2%, Cr: 4.0 to 12.0. %, Mo: 2.0 to 8.0%, V: 12.0 to 18.0%, the balance Fe and unavoidable impurities are proposed. Since VC has a small specific gravity, it segregates by centrifugal casting, but Nb forms composite carbide (V, Nb) C having a large specific gravity with V, thus preventing segregation of carbides due to centrifugal separation.

特開平6−192791号公報JP-A-6-192791 特開平3−404号公報JP-A-3-404 特開2000−254715号公報JP 2000-254715 A 特開平8−60289号公報JP-A-8-60289 特開平9−256108号公報JP-A-9-256108

前記特許文献1〜3は、圧延ロール用外層の耐凹み疵性、高温時の硬さを改善するが、課題解決には不十分な点がある。   Although the said patent documents 1-3 improve the dent resistance and the hardness at the time of high temperature of the outer layer for rolling rolls, there exists an inadequate point for a problem solution.

特許文献1は、多量のMoおよびWを含ませることにより多量のMC炭化物を形成するとともに、多量のCoを含ませることにより基地の硬さを増加させることで耐摩耗性および耐凹み疵性を向上させる。しかしながら、多量のMC炭化物および基地硬さの増加はいずれも靭性を低下させるため、適用されるロール用途は極めて制限される。 Patent Document 1 discloses that a large amount of M 6 C carbide is formed by including a large amount of Mo and W, and that the hardness of the base is increased by including a large amount of Co to improve wear resistance and dent resistance. Improve sexiness. However, a large amount of M 6 C carbide and an increase in matrix hardness both reduce toughness, so the applied roll application is extremely limited.

特許文献2は、Moを主体とする炭化物を特徴とするが、Moを主体とする炭化物の安定的なものとしてはMCおよびMCであり、MCには一部しか固溶しない。すなわち、Moを主体とするMC炭化物を得ることは冶金学に困難である。 Patent Document 2 is characterized by carbides mainly composed of Mo, but stable carbides mainly composed of Mo are M 6 C and M 2 C, and only a part of them is dissolved in MC. That is, it is difficult for metallurgy to obtain MC carbide mainly composed of Mo.

また、多量のMC炭化物はネットワーク状に分散しやすく、靭性を低下させる。さらに、多量のMCを得ることを目論みMoを多量に添加した場合、基地中に含まれるMoも増加し靭性を低下させる。加えて、ロール全体の破壊靭性の観点から、基地のビッカース硬さを1000以下、かつロール全体の平均ビッカース硬さを1000以下に限定しているため、得られる耐摩耗性向上の効果が制限される。 In addition, a large amount of M 6 C carbide is easily dispersed in the form of a network and lowers toughness. In addition, when a large amount of M 6 C is added to add a large amount of Mo, the amount of Mo contained in the base increases and the toughness decreases. In addition, from the viewpoint of the fracture toughness of the entire roll, the base Vickers hardness is limited to 1000 or less, and the average Vickers hardness of the entire roll is limited to 1000 or less, so the effect of improving the obtained wear resistance is limited. The

特許文献3は、Yを含有するが、Yは希土類金属であり、極めて高価である。また、Yは一部基地中に固溶すると共に鉄およびその他の金属と金属間化合物を形成して基地を硬くするが、金属間化合物は基地の靭性を低下させる。   Patent Document 3 contains Y, but Y is a rare earth metal and is extremely expensive. Y partially dissolves in the matrix and forms an intermetallic compound with iron and other metals to harden the matrix, but the intermetallic compound decreases the toughness of the matrix.

これらの特許文献にみられるように、MC炭化物を増加させることは靭性の低下を招きやすい。一方、MC炭化物は、MC炭化物に比べ高硬度であり、粒状に分散しやすく、多量に含ませても靭性の低下が少ない。しかしながら、多量のMC炭化物を得ることを目論み、溶湯中に多量にV及びNbを添加すると溶湯中より初晶でMC炭化物を生じ、ロール外層にMC炭化物を均一含ませることや均質な分散を得ることが極めて困難である。 As seen in these patent documents, increasing the M 6 C carbide tends to cause a decrease in toughness. On the other hand, MC carbide has higher hardness than M 6 C carbide, is easily dispersed in a granular form, and there is little decrease in toughness even if it is contained in a large amount. However, with the aim of obtaining a large amount of MC carbide, when a large amount of V and Nb is added to the molten metal, MC carbide is formed in the primary crystal from the molten metal, and the MC outer layer is uniformly contained and obtains a uniform dispersion. Is extremely difficult.

特許文献4、5に記載されているように、遠心鋳造法において過剰にV及びNbを添加するとMC炭化物が内面側に偏析し、実際に使用されるロール表面側に得られるMC炭化物は制限される。   As described in Patent Documents 4 and 5, if V and Nb are added excessively in the centrifugal casting method, MC carbide segregates on the inner surface side, and the MC carbide obtained on the roll surface side actually used is limited. The

本発明は、外層の靭性を具備しつつ硬さを大幅に向上させることで耐摩耗性を向上させるとともに、さらに高温硬さを従来技術と異なる技術的手段で向上させることで、優れた耐摩耗性、耐肌荒れ性、耐凹み疵性を発揮する圧延ロールを提供することを目的とする。   The present invention improves the wear resistance by significantly improving the hardness while having the toughness of the outer layer, and further improves the high temperature hardness by a technical means different from the conventional technique, thereby providing excellent wear resistance. An object of the present invention is to provide a rolling roll that exhibits high resistance, rough skin resistance, and dent resistance.

本発明者らは、室温における外層のビッカース硬さがHv1000以上、600℃における外層のビッカース硬さがHv500以上を安定して得られるのに望ましいMC炭化物の分散形態及び化学成分を検討した。   The inventors of the present invention have studied the dispersion form and chemical composition of MC carbide that are desirable for stably obtaining a Vickers hardness of the outer layer at room temperature of Hv1000 or higher and a Vickers hardness of the outer layer at 600 ° C. of Hv500 or higher.

すなわち、外層材として炭化物の種類、量、分布形態および基地硬さの異なる種々の試験片を用意し、室温におけるビッカース硬さを測定しその相関を調査した。その結果、MC炭化物が面積率で20%以上になると、室温におけるビッカース硬さがHv1000以上の極めて高硬度が得やすく、耐摩耗性及び耐肌荒れ性に優れ、特に耐凹み疵性の改善に有効であることがわかった。   That is, various test pieces having different types, amounts, distribution forms, and base hardnesses of carbides were prepared as outer layer materials, Vickers hardness at room temperature was measured, and the correlation was investigated. As a result, when MC carbide has an area ratio of 20% or more, Vickers hardness at room temperature is very high with Hv1000 or more, excellent wear resistance and rough skin resistance, especially effective in improving dent resistance I found out that

このとき、ビッカース圧痕部およびその周辺部の断面組織を確認したところ、MC炭化物が面積率で20%以上と密に存在するものは、MC炭化物同士が近接化し、粒状のMC炭化物が塑性流動の抑止効果を得ることができる。   At this time, when the cross-sectional structure of the Vickers indentation part and its peripheral part was confirmed, MC carbides that are densely present with an area ratio of 20% or more are close to each other, and the granular MC carbides are in plastic flow. A deterrent effect can be obtained.

また、前記外層試験片の高温におけるビッカース硬さを測定しその相関を調査した。その結果、いずれの試験片もビッカース硬さは温度上昇に従い低下するが、MC炭化物が面積率で20%以上になると、600℃におけるビッカース硬さがHv500以上の高硬度が得やすく、耐摩耗性に優れ、特に熱間圧延時の耐肌荒れ性改善に有効であることがわかった。   Further, the Vickers hardness of the outer layer test piece at a high temperature was measured and the correlation was investigated. As a result, the Vickers hardness of all specimens decreases as the temperature rises, but when MC carbide reaches 20% or more in area ratio, it is easy to obtain a high hardness with a Vickers hardness at 600 ° C of Hv500 or more and wear resistance. In particular, it was found to be effective in improving the rough skin resistance during hot rolling.

また、MC炭化物が面積率で20%以上の外層試験片について、靭性の評価の一つである破壊靭性値KICの測定を行なった結果、基地のビッカース硬さがHv550〜900において従来のハイス系外層材に比して同等以上の靭性が確保できることを確認した。   In addition, as a result of measuring the fracture toughness value KIC, which is one of the toughness evaluations, for the outer layer specimens with an MC area ratio of 20% or more in MC carbide, the base Vickers hardness is Hv550-900 and the conventional high-speed type It was confirmed that toughness equal to or higher than that of the outer layer material can be secured.

すなわち、第1の本発明の圧延ロールは、圧延ロール用外層が面積率でMC炭化物が20〜60%分散した組織を有し、室温における基地のビッカース硬さがHv 550〜900、かつ室温における外層のビッカース硬さがHv1000を超えることを特徴とする。   That is, the rolling roll according to the first aspect of the present invention has a structure in which the outer layer for the rolling roll has an area ratio and MC carbide is dispersed by 20 to 60%, the Vickers hardness of the base at room temperature is Hv 550 to 900, and at room temperature The outer layer has a Vickers hardness exceeding Hv1000.

第2の本発明の圧延ロールは、圧延ロール用外層が面積率でMC炭化物が20〜60%分散した組織を有し、室温における基地のビッカース硬さがHv 550〜900、かつ600℃における外層のビッカース硬さがHv500を超えることを特徴とする。   The rolling roll according to the second aspect of the present invention has a structure in which the outer layer for the rolling roll has an area ratio and MC carbide is dispersed in an amount of 20 to 60%, the Vickers hardness of the base at room temperature is Hv 550 to 900, and the outer layer at 600 ° C. The Vickers hardness of Hv500 exceeds 500.

第3の本発明の圧延ロールは、圧延ロール用外層が面積率でMC炭化物が20〜60%分散した組織を有し、室温における基地のビッカース硬さがHv 550〜900、室温における外層のビッカース硬さがHv1000を超え、かつ600℃における外層のビッカース硬さがHv500を超えることを特徴とする。   The rolling roll of the third aspect of the present invention has a structure in which the outer layer for the rolling roll has an area ratio and 20 to 60% of MC carbides are dispersed, the Vickers hardness of the base at room temperature is Hv 550 to 900, and the outer layer Vickers at room temperature. It is characterized in that the hardness exceeds Hv1000 and the Vickers hardness of the outer layer at 600 ° C. exceeds Hv500.

前記第1〜3の本発明の圧延ロールは望ましい形態として、前記外層の組織において、円相当直径が15μm以上のMC炭化物を含まない領域の最大内接円直径が150μmを超えないことを特徴とする。   The rolling rolls according to the first to third aspects of the present invention are preferably characterized in that, in the outer layer structure, the maximum inscribed circle diameter of a region not including MC carbide having an equivalent circle diameter of 15 μm or more does not exceed 150 μm. To do.

前記外層の組織において、円相当直径が15μm以上のMC炭化物間の平均距離が10〜40μmであることを特徴とする。   In the outer layer structure, an average distance between MC carbides having an equivalent circle diameter of 15 μm or more is 10 to 40 μm.

前記外層の組織において、MC炭化物の平均円相当直径が10〜50μmであることを特徴とする。   In the structure of the outer layer, the MC carbide has an average equivalent circular diameter of 10 to 50 μm.

前記外層の組織において、円相当直径が15μm以上のMC炭化物間の平均距離Bと、MC炭化物の平均円相当直径Aとの比(B/A)が2以下であることを特徴とする。   In the structure of the outer layer, a ratio (B / A) between an average distance B between MC carbides having an equivalent circle diameter of 15 μm or more and an average equivalent circle diameter A of MC carbides is 2 or less.

前記外層において、面積率で円相当直径が1μm以上のMC、MC及びMC炭化物が総量で0〜5%分散していることを特徴とする。 In the outer layer, M 2 C, M 6 C, and M 7 C 3 carbides having an area ratio and an equivalent circle diameter of 1 μm or more are dispersed in a total amount of 0 to 5%.

また、第4の本発明の圧延ロールは、圧延ロール用外層が面積率でMC炭化物が20〜60%分散した組織を有し、質量%で、C:2.5〜9%、Si:0.1〜3.5%、Mn:0.1〜3.5%、及びV:11〜40%を含有し、残部Fe及び不可避的不純物元素からなる組成を有し、室温における外層のビッカース硬さがHv1000を超えることを特徴とする。   The rolling roll according to the fourth aspect of the present invention has a structure in which the outer layer for the rolling roll has an area ratio and MC carbide is dispersed in an amount of 20 to 60%, and in mass%, C: 2.5 to 9%, Si: 0.1 to 3.5. %, Mn: 0.1 to 3.5%, and V: 11 to 40%, the composition is composed of the balance Fe and inevitable impurity elements, and the Vickers hardness of the outer layer at room temperature exceeds Hv1000 .

第5の本発明の圧延ロールは、圧延ロール用外層が面積率でMC炭化物が20〜60%分散した組織を有し、質量%で、C:2.5〜9%、Si:0.1〜3.5%、Mn:0.1〜3.5%、及びV:11〜40%を含有し、残部Fe及び不可避的不純物元素からなる組成を有し、600℃における外層のビッカース硬さがHv500を超えることを特徴とする。   The rolling roll of the fifth aspect of the present invention has a structure in which the outer layer for the rolling roll has an area ratio and MC carbide is dispersed in an amount of 20 to 60%, and in mass%, C: 2.5 to 9%, Si: 0.1 to 3.5%, It contains Mn: 0.1 to 3.5%, and V: 11 to 40%, has a composition composed of the balance Fe and inevitable impurity elements, and has a Vickers hardness of the outer layer at 600 ° C. exceeding Hv500.

第6の本発明の圧延ロールは、圧延ロール用外層が面積率でMC炭化物が20〜60%分散した組織を有し、質量%で、C:2.5〜9%、Si:0.1〜3.5%、Mn:0.1〜3.5%、及びV:11〜40%を含有し、残部Fe及び不可避的不純物元素からなる組成を有し、室温における外層のビッカース硬さがHv1000を超え、かつ600℃における外層のビッカース硬さがHv500を超えることを特徴とする。   The rolling roll of the sixth aspect of the present invention has a structure in which the outer layer for the rolling roll has an area ratio and MC carbide is dispersed in an amount of 20 to 60%, and in mass%, C: 2.5 to 9%, Si: 0.1 to 3.5%, Containing Mn: 0.1-3.5%, and V: 11-40%, having the composition of the balance Fe and inevitable impurity elements, the Vickers hardness of the outer layer at room temperature exceeds Hv1000, and the outer layer at 600 ° C. Vickers hardness exceeds Hv500.

前記第4〜6の本発明の圧延ロールにおいて、前記外層がさらに質量%で、Cr:1〜15%、Mo:0.5〜20%及びW:1〜40%からなる群から選ばれた少なくとも一種を含有することを特徴とする。   In the rolling rolls of the fourth to sixth aspects of the present invention, the outer layer is further mass%, and is at least one selected from the group consisting of Cr: 1-15%, Mo: 0.5-20%, and W: 1-40%. It is characterized by containing.

前記外層において、Vの少なくとも一部が、下記式(1) を満たす量のNbで置換することを特徴とする。
11%≦V%+0.55×Nb%≦40%(質量%)・・・(1)
In the outer layer, at least a part of V is substituted with an amount of Nb satisfying the following formula (1).
11% ≦ V% + 0.55 × Nb% ≦ 40% (mass%) (1)

前記外層において、さらに下記式(2) を満たすことを特徴とする。
0≦C%−0.2×(V%+0.55×Nb%)≦2%(質量%)・・・(2)
The outer layer further satisfies the following formula (2).
0 ≦ C% −0.2 × (V% + 0.55 × Nb%) ≦ 2% (mass%) (2)

前記外層がさらに質量%で、2%以下のNi及び/又は10%以下のCoを含有することを特徴とする。   The outer layer may further contain 2% by mass of Ni and / or 10% or less of Co by mass%.

前記外層がさらに質量%で、0.5%以下のTi及び/又は0.5%以下のAlを含有することを特徴とする。   The outer layer further contains 0.5% by mass of Ti and / or 0.5% or less of Al.

前記外層が遠心鋳造法で形成されてなることを特徴とする。
める。
The outer layer is formed by a centrifugal casting method.
I will.

[1] 圧延ロール用外層の組織及び特性
(1) 室温における基地の硬さ
基地は主にFe及び合金元素からなり、熱処理による変態や極微細な炭化物の析出により硬さが変化する。室温における基地の硬さがビッカース硬さでHv 550未満では、ロール外層の耐摩耗性が不十分である。またHv 550未満では、室温における外層のビッカース硬さがHv1000以上もしくは600℃における外層のビッカース硬さHv500以上を安定して得ることが困難である。耐摩耗性向上の観点から基地は硬いほうが望ましいが、Hv 900を超えると、基地の靭性が低下する。基地のより好ましいビッカース硬さはHv 650〜850であり、さらに好ましくはHv 650〜750である。
[1] Structure and properties of outer layer for rolling roll
(1) Base hardness at room temperature The base is mainly composed of Fe and alloy elements, and the hardness changes due to transformation by heat treatment and precipitation of ultrafine carbides. If the hardness of the base at room temperature is Vickers hardness of less than Hv 550, the wear resistance of the outer layer of the roll is insufficient. If it is less than Hv 550, it is difficult to stably obtain a Vickers hardness of the outer layer at room temperature of Hv1000 or higher, or a Vickers hardness of the outer layer at 600 ° C. of Hv500 or higher. From the viewpoint of improving wear resistance, it is desirable that the base is hard, but if it exceeds Hv 900, the toughness of the base decreases. More preferable Vickers hardness of the base is Hv 650 to 850, and more preferably Hv 650 to 750.

(2) 室温における外層の硬さ
本発明のロール外層は室温におけるビッカース硬さがHv1000以上である。室温におけるビッカース硬さがHv1000未満では、耐凹み疵性の改善効果が不十分である。一方、基地硬さの制約とMC炭化物量の制約により、得られる硬さには限界があるとともに、過度に硬くすると靭性が低下する。より好ましい室温における外層のビッカース硬さは、Hv1000〜1300であり、さらに好ましくはHv1000〜1150である。
(2) Hardness of outer layer at room temperature The outer layer of the roll of the present invention has a Vickers hardness of Hv1000 or more at room temperature. When the Vickers hardness at room temperature is less than Hv1000, the effect of improving the dent resistance is insufficient. On the other hand, there is a limit to the hardness that can be obtained due to the restriction of the base hardness and the restriction of the amount of MC carbide, and the toughness decreases if it is excessively hard. More preferably, the Vickers hardness of the outer layer at room temperature is Hv1000 to 1300, and more preferably Hv1000 to 1150.

(3) 600℃における外層の硬さ
本発明のロール外層は600℃におけるビッカース硬さがHv500以上である。600℃におけるビッカース硬さがHv500未満では、特に熱間圧延における耐肌荒れ性の改善効果が不十分である。一方、基地硬さの制約とMC炭化物量の制約及び高温における基地の軟化により、得られる硬さには限界があるとともに、過度に硬くすると靭性が低下する。より好ましい600℃における外層のビッカース硬さは、Hv500〜800であり、さらに好ましくはHv600〜800である。
(3) Hardness of outer layer at 600 ° C. The outer layer of the roll of the present invention has a Vickers hardness at 600 ° C. of Hv500 or more. When the Vickers hardness at 600 ° C. is less than Hv 500, the effect of improving the rough skin resistance particularly in hot rolling is insufficient. On the other hand, there is a limit to the hardness that can be obtained due to the restriction of the base hardness, the restriction of the amount of MC carbide, and the softening of the base at a high temperature, and if it is excessively hard, the toughness decreases. More preferably, the Vickers hardness of the outer layer at 600 ° C. is Hv 500 to 800, and more preferably Hv 600 to 800.

(4) MC炭化物
粒状炭化物であるMC炭化物は、他の炭化物(M2C、M6C及びM7C3炭化物等)に比べると高硬度であり、耐摩耗性の向上に寄与するとともに室温におけるビッカース硬さの上昇に寄与し、耐凹み疵性の改善に効果を発揮する。またMC炭化物は高温で安定であり、例えば600℃といった高温におけるビッカース硬さ上昇に寄与し、特に熱間圧延における耐肌荒れ性の改善にも優れた効果を発揮する。MC炭化物が面積率で20%未満では、室温及び600℃における外層のビッカース硬さが不足しやすく、耐摩耗性、耐凹み疵性及び耐肌荒れ性の改善効果が不十分である。一方、MC炭化物が面積率で60%を超えると、前記効果が飽和するとともに、ロール外層の靭性が著しく低下する。その上、隣り合う粒状炭化物同士の間隔が狭く、クラックが伝播しやすくなるため、耐熱亀裂性が劣化する。従って、MC炭化物は面積率で20〜60%である。好ましい面積率は30〜50%である。
(4) MC carbide MC carbide, which is granular carbide, has higher hardness than other carbides (M 2 C, M 6 C, M 7 C 3 carbide, etc.), contributes to improved wear resistance and room temperature. This contributes to an increase in Vickers hardness and improves dent resistance. MC carbide is stable at high temperatures, contributes to an increase in Vickers hardness at a high temperature of, for example, 600 ° C., and exhibits an excellent effect in improving the roughness resistance particularly in hot rolling. When the MC carbide is less than 20% in area ratio, the Vickers hardness of the outer layer at room temperature and 600 ° C. tends to be insufficient, and the effect of improving the wear resistance, dent resistance and rough skin resistance is insufficient. On the other hand, when the MC carbide exceeds 60% in area ratio, the above-mentioned effect is saturated and the toughness of the outer roll layer is remarkably lowered. In addition, since the interval between adjacent granular carbides is narrow and cracks are easily propagated, the thermal crack resistance is deteriorated. Therefore, MC carbide is 20 to 60% in area ratio. A preferred area ratio is 30 to 50%.

(5) MC炭化物の大きさ
MC炭化物(粒状炭化物)の平均円相当直径は10〜50μmであるのが好ましい。熱間圧延時にロールは高熱の圧延鋼板と接触し、表面から10μm程度まで基地が軟化するので、MC炭化物の平均円相当直径が10μm未満では、基地がMC炭化物を十分に支持できず、ロールの耐摩耗性及び耐肌荒れ性の改善効果が不十分である。一方、平均円相当直径が50μmを超えると、耐肌荒れ性の改善効果が飽和するとともに、靭性が低下する。MC炭化物の平均円相当直径はより好ましくは10〜40μmであり、最も好ましくは15〜30μmである。
(5) Size of MC carbide
The average equivalent circle diameter of MC carbide (granular carbide) is preferably 10 to 50 μm. During hot rolling, the roll comes into contact with the hot rolled steel plate and the base softens to about 10 μm from the surface, so if the average equivalent circle diameter of MC carbide is less than 10 μm, the base cannot sufficiently support the MC carbide, The effect of improving wear resistance and rough skin resistance is insufficient. On the other hand, when the average equivalent circle diameter exceeds 50 μm, the effect of improving the rough skin resistance is saturated and the toughness is lowered. The average equivalent circle diameter of MC carbide is more preferably 10 to 40 μm, and most preferably 15 to 30 μm.

図1に示すように、MC炭化物1の円相当直径は、MC炭化物1と等しい面積の円10の直径をD10と定義する。MC炭化物1の面積をSとすると、D10=2×(S/π)1/2である。MC炭化物の平均円相当直径はD10の平均値である。 As shown in FIG. 1, the equivalent circle diameter of MC carbide 1 defines the diameter of circle 10 having the same area as MC carbide 1 as D 10 . When the area of MC carbide 1 is S, D 10 = 2 × (S / π) 1/2. The average equivalent-circle diameter of MC carbide is an average of D 10.

(6) MC炭化物間の平均距離
本発明のロール外層の組織において、円相当直径が15μm以上のMC炭化物間の平均距離は10〜40μmであるのが好ましい。平均MC炭化物間距離が10μm未満であると、MC炭化物の偏在が多すぎ、MC炭化物の多い部分と少ない部分で摩耗差によるミクロ的な凹凸が生じ、耐肌荒れ性が低い。一方、平均MC炭化物間距離が40μm超であると、MC炭化物の分布のばらつきが無視できないほど大きく、耐焼付き性の向上が見られない。円相当直径が15μm以上のMC炭化物間の平均距離は20〜30μmであるのがより好ましい。
(6) Average distance between MC carbides In the structure of the outer layer of the roll of the present invention, the average distance between MC carbides having an equivalent circle diameter of 15 μm or more is preferably 10 to 40 μm. When the average distance between MC carbides is less than 10 μm, the MC carbides are unevenly distributed, microscopic unevenness due to wear difference occurs between the parts with a lot of MC carbides and the parts with little MC carbides, and the rough skin resistance is low. On the other hand, when the average distance between MC carbides is more than 40 μm, variation in MC carbide distribution is so large that it cannot be ignored, and no improvement in seizure resistance is observed. The average distance between MC carbides having an equivalent circle diameter of 15 μm or more is more preferably 20 to 30 μm.

MC炭化物間の平均距離の求め方を、ロール外層の組織を概略的に示す図2により説明する。この組織は、円相当直径で15μm以上のMC炭化物(白色)1aと、円相当直径が15μm未満のMC炭化物(黒色)1bとを含有する。2は基地(M2C、M6C及びM7C3炭化物を含有する)を示す。この組織に任意の直線Lを引くと、MC炭化物1a1,1a2,1a3・・・1anが交差し、これらのMC炭化物間の距離L1,L2,L3・・・Lnが計測される。従って、円相当直径が15μm以上のMC炭化物間の平均距離は、[Σ(L1+L2+・・・・+Ln)]/nにより求まる。 The method for obtaining the average distance between MC carbides will be described with reference to FIG. 2 schematically showing the structure of the outer layer of the roll. This structure contains MC carbide (white) 1a having an equivalent circle diameter of 15 μm or more and MC carbide (black) 1b having an equivalent circle diameter of less than 15 μm. 2 indicates a base (containing M 2 C, M 6 C and M 7 C 3 carbides). When an arbitrary straight line L is drawn in this structure, MC carbides 1 a1 , 1 a2 , 1 a3 ... 1 an intersect, and the distances L 1 , L 2 , L 3. It is measured. Therefore, the average distance between MC carbides having an equivalent circle diameter of 15 μm or more is determined by [Σ (L 1 + L 2 +... + Ln)] / n.

(7) 平均MC炭化物間距離/平均円相当直径
本発明のロール外層の組織において、円相当直径が15μm以上のMC炭化物間の平均距離Bと、MC炭化物の平均円相当直径Aとの比(B/A)は2以下であるのが好ましい。多量のMC炭化物を含有する本発明のロール外層では、MC炭化物が凝集しやすい。MC炭化物が凝集すると、MC炭化物の多い部分と少ない部分で摩耗差によるミクロ的な凹凸が生じ、耐肌荒れ性が損なわれる。B/A比はMC炭化物の凝集の程度を示す。B/Aが2を超えると、MC炭化物が凝集しすぎている。より好ましいB/A比は1.5以下である。
(7) Average distance between MC carbides / average equivalent circle diameter In the structure of the outer layer of the roll of the present invention, the ratio between the average distance B between MC carbides having an equivalent circle diameter of 15 μm or more and the average equivalent circle diameter A of MC carbide ( B / A) is preferably 2 or less. In the outer roll layer of the present invention containing a large amount of MC carbide, MC carbide tends to aggregate. When MC carbide aggregates, micro unevenness due to a difference in wear occurs between a portion with a large amount of MC carbide and a portion with a small amount of MC carbide, thereby impairing rough skin resistance. The B / A ratio indicates the degree of aggregation of MC carbide. When B / A exceeds 2, MC carbides are agglomerated too much. A more preferable B / A ratio is 1.5 or less.

(8) MC炭化物を含まない領域の最大内接円直径
本発明のロール外層の組織において、円相当直径が15μm以上のMC炭化物を含まない領域の最大内接円直径は150μmを超えないのが好ましい。最大内接円直径が150μm超であると、MC炭化物の分布のばらつきが無視できないほど大きい。最大内接円直径は120μm以下であるのがより好ましく、80μm以下であるのがより好ましい。
(8) Maximum inscribed circle diameter of the region not including MC carbide In the structure of the outer layer of the roll of the present invention, the maximum inscribed circle diameter of the region not including MC carbide having an equivalent circle diameter of 15 μm or more does not exceed 150 μm. preferable. If the maximum inscribed circle diameter is more than 150 μm, the dispersion of MC carbide distribution is so large that it cannot be ignored. The maximum inscribed circle diameter is more preferably 120 μm or less, and more preferably 80 μm or less.

円相当直径が15μm以上のMC炭化物を含まない領域の最大内接円直径は図3に示すように求める。図示の視野では、円相当直径が15μm以上のMC炭化物1a1,1a2,1a3,1a4に内接する円20の直径はD20である。同様にして、他のMC炭化物群に内接する円の直径を求める。この操作を任意の複数の視野について行い、最大の内接円直径D20maxを決める。 The maximum inscribed circle diameter of the region not including MC carbide having an equivalent circle diameter of 15 μm or more is obtained as shown in FIG. In the illustrated field, the diameter of the circle equivalent diameter of more than 15 [mu] m MC carbides 1 a1, 1 a2, 1 a3 , circle 20 inscribed in 1 a4 is D 20. Similarly, the diameter of a circle inscribed in another MC carbide group is obtained. This operation is performed for a plurality of arbitrary fields of view, and the maximum inscribed circle diameter D 20 max is determined.

(9) 非粒状炭化物
本発明のロール外層には、円相当直径が1μm以上の非粒状炭化物(M2C、M6C、及びM7C3炭化物)が合計面積率で0〜5%分散していても良い。非粒状炭化物の合計面積率が5%を超えると、非粒状炭化物が粗大化してロールの耐肌荒れ性及び靭性を損なうだけでなく、網目状に晶出した非粒状炭化物に沿ってクラックが進展することにより耐熱亀裂性が低下する。非粒状炭化物の合計面積率は少なければ少ないほど良い。円相当直径が1μm以上のM2C、M6C、及びM7C3炭化物の合計面積率はより好ましくは0〜3%であり、さらに好ましくは0〜1%である。なおMC、M2C、M6C、及びM7C3炭化物以外の炭化物を微量含んでも良い。
(9) Non-granular carbide Non-granular carbide (M 2 C, M 6 C, and M 7 C 3 carbide) having an equivalent circle diameter of 1 μm or more is dispersed in the roll outer layer of the present invention in a total area ratio of 0 to 5%. You may do it. If the total area ratio of non-granular carbides exceeds 5%, the non-granular carbides coarsen and impair the surface roughness and toughness of the roll, and cracks develop along the non-granular carbides crystallized in a network. As a result, the thermal cracking resistance decreases. The smaller the total area ratio of non-particulate carbide, the better. The total area ratio of M 2 C, M 6 C, and M 7 C 3 carbide having an equivalent circle diameter of 1 μm or more is more preferably 0 to 3%, and still more preferably 0 to 1%. A small amount of carbides other than MC, M 2 C, M 6 C, and M 7 C 3 carbides may be included.

[2] 圧延ロール用外層の組成(質量%)
(1) 必須成分
(a) C:2.5〜9%
Cは、主にV,Nb等の合金元素と結合し、MC炭化物を形成することにより耐摩耗性を向上させる必須元素である。合金元素と結合しないCは主に基地中に固溶するか極微細に析出し、基地を強化する。Cが2.5%未満ではMC炭化物の量が不足し、十分な耐摩耗性が得られない。一方、Cが9%を超えると、炭化物が過多となり、ロール外層の耐熱亀裂性が劣化する。C含有量は好ましくは3.5〜9%であり、より好ましくは4.5〜9%である。
[2] Composition of outer layer for rolling roll (mass%)
(1) Essential ingredients
(a) C: 2.5-9%
C is an indispensable element that improves wear resistance mainly by bonding with alloy elements such as V and Nb to form MC carbide. C that does not bind to alloying elements mainly dissolves in the matrix or precipitates very finely, strengthening the matrix. If C is less than 2.5%, the amount of MC carbide is insufficient and sufficient wear resistance cannot be obtained. On the other hand, if C exceeds 9%, the amount of carbide becomes excessive and the heat crack resistance of the outer layer of the roll deteriorates. The C content is preferably 3.5 to 9%, more preferably 4.5 to 9%.

(b) Si:0.1〜3.5%
Siは溶湯中で脱酸剤として作用する。Siが0.1%未満では脱酸効果が不足し、鋳造欠陥を生じやすい。一方、Siが3.5%を超えるとロール外層は脆化する。Si含有量は好ましくは0.2〜2.5%であり、より好ましくは0.2〜1.5%である。
(b) Si: 0.1-3.5%
Si acts as a deoxidizer in the molten metal. If Si is less than 0.1%, the deoxidation effect is insufficient and casting defects are likely to occur. On the other hand, when Si exceeds 3.5%, the outer layer of the roll becomes brittle. The Si content is preferably 0.2 to 2.5%, more preferably 0.2 to 1.5%.

(c) Mn:0.1〜3.5%
Mnは溶湯の脱酸や不純物であるSをMnSとして固定する作用を有する。Mn
が0.1%未満であると、これらの効果が不十分である。一方、Mnが3.5%を超えると残留オーステナイトを生じやすくなり、硬さを安定的に維持できず、耐摩耗性が劣化しやすくなる。Mn含有量は好ましくは0.2〜2.5%であり、より好ましくは0.2〜1.5%である。
(c) Mn: 0.1-3.5%
Mn has an action of deoxidizing the molten metal and fixing S, which is an impurity, as MnS. Mn
When the content is less than 0.1%, these effects are insufficient. On the other hand, if Mn exceeds 3.5%, retained austenite tends to be generated, the hardness cannot be stably maintained, and the wear resistance is likely to deteriorate. The Mn content is preferably 0.2 to 2.5%, more preferably 0.2 to 1.5%.

(d) V:11〜40%
Vは主にCと結合し、MC炭化物を形成する元素である。ロール外層に多量のMC炭化物を含ませるために、11〜40%のVが必要である。Vが11%未満では、MC炭化物が不足し、十分な耐摩耗性が得られない。一方、Vが40%超であると、MC炭化物が過剰となり、ロール外層の靭性が劣化する。V含有量は好ましくは15〜40%以下であり、より好ましくは18〜40%である。
(d) V: 11-40%
V is an element mainly bonded to C to form MC carbide. In order to include a large amount of MC carbide in the outer layer of the roll, 11 to 40% of V is necessary. If V is less than 11%, MC carbide is insufficient and sufficient wear resistance cannot be obtained. On the other hand, when V is more than 40%, MC carbide becomes excessive and the toughness of the outer roll layer deteriorates. The V content is preferably 15 to 40% or less, more preferably 18 to 40%.

(e) Nb
NbはMC炭化物を形成する点でVと同様の作用を有する。原子量の比より、質量%で0.55×Nb%とV%とが等価である。従って、下記式(1) を満たす量のNbでVの一部又は全部を置換しても良い。
11%≦V%+0.55×Nb%≦40%(質量%)・・・(1)
(V%+0.55×Nb%)のより好ましい範囲は、質量%で、15〜40%であり、最も好ましい範囲は18〜40%である。
(e) Nb
Nb has the same action as V in that it forms MC carbides. From the atomic weight ratio, 0.55 × Nb% and V% are equivalent in mass%. Therefore, a part or all of V may be substituted with an amount of Nb satisfying the following formula (1).
11% ≦ V% + 0.55 × Nb% ≦ 40% (mass%) (1)
A more preferable range of (V% + 0.55 × Nb%) is 15% to 40% by mass%, and the most preferable range is 18 to 40%.

またNbはC及びVと、下記式(2)を満たすのが好ましい。
0≦C%−0.2×(V%+0.55×Nb%)≦2%(質量%)・・・(2)
[C%−0.2×(V%+0.55×Nb%)]の値が0未満であると、MC炭化物が十分に得られず、基地中にV及びNbが過剰となり、十分な硬さ及び耐摩耗性が得られない。一方、[C%−0.2×(V%+0.55×Nb%)]の値が2%を超えると、M2C、M6C、及びM7C3炭化物等の非粒状炭化物が網目状に晶出し、ロール外層の耐熱亀裂性が劣化する。
Nb preferably satisfies C and V and the following formula (2).
0 ≦ C% −0.2 × (V% + 0.55 × Nb%) ≦ 2% (mass%) (2)
When the value of [C% −0.2 × (V% + 0.55 × Nb%)] is less than 0, MC carbide is not sufficiently obtained, V and Nb are excessive in the base, and sufficient hardness and Abrasion resistance cannot be obtained. On the other hand, when the value of [C% −0.2 × (V% + 0.55 × Nb%)] exceeds 2%, non-particulate carbides such as M 2 C, M 6 C, and M 7 C 3 carbides are network-like. The crystallization of the outer layer of the roll deteriorates.

(2) 任意成分
圧延ロールの用途及び使用方法に応じて、外層は以下の元素を適宜含有しても良い。
(2) Optional components The outer layer may appropriately contain the following elements depending on the use and usage of the rolling roll.

(a) Cr:1〜15%
Crは基地に固溶して焼入性を高めるだけでなく、一部はCと結合して極微細な炭化物として析出し、基地を強化する。Crが1%未満では、基地強化の効果が十分に得られない。一方、Crが15%を超えると、M7C3炭化物等のMC炭化物以外の炭化物が網目状に晶出し、ロール外層の耐熱亀裂性が劣化する。より好ましいCr含有量は3〜9%である。
(a) Cr: 1-15%
Cr not only improves the hardenability by dissolving in the matrix, but part of it combines with C and precipitates as ultrafine carbide, strengthening the matrix. If Cr is less than 1%, the effect of strengthening the base cannot be obtained sufficiently. On the other hand, when Cr exceeds 15%, carbides other than MC carbide such as M 7 C 3 carbide crystallize in a network shape, and heat crack resistance of the outer layer of the roll deteriorates. A more preferable Cr content is 3 to 9%.

(b) Mo:0.5〜20%
Moは基地に固溶して焼入性を高めるだけでなく、一部はCと結合して極微細な炭化物として析出し、基地を強化する。またMoの一部は粒状炭化物を形成する。Moが0.5%未満では、基地強化の効果が十分に得られない。一方、Moが20%を超えるとM2CやM6C等の非粒状炭化物が網目状に晶出し、ロール外層の耐熱亀裂性が劣化する。Mo含有量はより好ましくは2.5〜20%であり、特に2.5〜10%である。
(b) Mo: 0.5-20%
Mo not only improves the hardenability by dissolving in the matrix, but partly bonds with C and precipitates as ultrafine carbide, strengthening the matrix. Part of Mo forms granular carbides. If Mo is less than 0.5%, the effect of strengthening the base cannot be obtained sufficiently. On the other hand, when Mo exceeds 20%, non-particulate carbides such as M 2 C and M 6 C crystallize in a network shape, and the heat crack resistance of the outer layer of the roll deteriorates. The Mo content is more preferably 2.5 to 20%, particularly 2.5 to 10%.

(c) W:1〜40%
Wは基地部に固溶して焼入性を高め、一部はCと結合して極微細な炭化物として析出し、基地を強化する。またWの一部は粒状炭化物を形成する。Wが1%未満であると、基地強化の効果が十分に得られない。一方、Wが40%を超えるとM6CやM2C等の非粒状炭化物が網目状に晶出し、ロール外層の耐熱亀裂性が劣化する。W含有量はより好ましくは5〜40%であり、特に5〜20%である。
(c) W: 1-40%
W dissolves in the base part to improve hardenability, and part of it combines with C to precipitate as ultrafine carbides, strengthening the base. Part of W forms granular carbides. If W is less than 1%, the effect of strengthening the base cannot be obtained sufficiently. On the other hand, when W exceeds 40%, non-particulate carbides such as M 6 C and M 2 C crystallize in a network shape, and the heat crack resistance of the outer layer of the roll deteriorates. The W content is more preferably 5 to 40%, particularly 5 to 20%.

本発明のロール外層に十分な耐摩耗性を付与するために、基地の強化元素であるCr、Mo及びWの少なくとも一種を含有するのが好ましい。   In order to give sufficient abrasion resistance to the outer layer of the roll of the present invention, it is preferable to contain at least one of Cr, Mo and W which are base strengthening elements.

(d) Ni:2%以下
Niは基地に固溶し、基地の焼入れ性を向上させるのに有効である。Niが2%を超えると、基地のオーステナイトが安定化するため、基地の硬化効果が不十分である。
(d) Ni: 2% or less
Ni dissolves in the base and is effective in improving the hardenability of the base. When Ni exceeds 2%, the austenite of the base is stabilized, and the hardening effect of the base is insufficient.

(e) Co:10%以下
Coは基地に固溶し、基地強化の効果がある。またCoを含有すると、高温でも基地の硬さを維持できる。Coが10%を超えると、ロール外層の靭性が低下する。Coは高価であるので、経済性及び使用条件を考慮し、その含有量を決定するのが望ましい。
(e) Co: 10% or less
Co dissolves in the base and has the effect of strengthening the base. If Co is contained, the hardness of the base can be maintained even at high temperatures. When Co exceeds 10%, the toughness of the outer roll layer is lowered. Since Co is expensive, it is desirable to determine its content in consideration of economy and use conditions.

(f) Ti:0.5%以下
Tiは溶湯中で脱酸剤として作用するほか、Nと結合して窒化物を形成し、粒状炭化物の核となり、粒状炭化物を微細にする効果がある。また一部はCと結合して粒状炭化物となる。Tiの添加効果は0.5%以下で十分である。
(f) Ti: 0.5% or less
In addition to acting as a deoxidizer in the molten metal, Ti combines with N to form nitrides, which serve as the core of granular carbides and has the effect of making the granular carbides fine. Some of them combine with C to form granular carbides. A Ti addition effect of 0.5% or less is sufficient.

(g) Al:0.5%以下
Alは溶湯中で脱酸剤として作用するほか、粒状炭化物を微細にする効果がある。Alが0.5%を超えると、外層の焼入れ性が悪化し、十分な基地硬さが得られなくなる。
(g) Al: 0.5% or less
In addition to acting as a deoxidizer in the molten metal, Al has the effect of making the particulate carbide fine. If Al exceeds 0.5%, the hardenability of the outer layer deteriorates, and sufficient base hardness cannot be obtained.

[3] 遠心鋳造法
本発明の圧延ロール用外層を製造するには、まず初晶MC炭化物を晶出する化学組成に調整した溶湯を円筒形鋳型に鋳込み、遠心鋳造する。遠心鋳造によるMC炭化物の遠心分離を利用する本発明では、溶湯組成はロール外層の組成と異なる。[2] に記載の外層組成を得るためには、溶湯組成は、質量%で、C:2.2〜6.0%、Si:0.1〜3.5%、Mn:0.1〜3.5%、及びV:8〜22%を含有し、残部Fe及び不可避的不純物元素からなる。NbはVの少なくとも一部を置換し、かつMC炭化物として遠心鋳造により遠心分離するので、溶湯に、下記式(3) を満たす量のNbを添加することができる。
8%≦V%+0.55×Nb%≦22%(質量%)・・・(3)
[3] Centrifugal Casting To produce the outer layer for a rolling roll of the present invention, first, a molten metal adjusted to a chemical composition for crystallizing primary MC carbide is cast into a cylindrical mold and centrifugally cast. In the present invention that utilizes centrifugal separation of MC carbide by centrifugal casting, the molten metal composition is different from the composition of the outer roll layer. In order to obtain the outer layer composition described in [2], the molten metal composition is in mass%, C: 2.2 to 6.0%, Si: 0.1 to 3.5%, Mn: 0.1 to 3.5%, and V: 8 to 22% It consists of the balance Fe and unavoidable impurity elements. Since Nb replaces at least a part of V and is centrifuged as MC carbide by centrifugal casting, an amount of Nb satisfying the following formula (3) can be added to the molten metal.
8% ≦ V% + 0.55 × Nb% ≦ 22% (mass%) (3)

好ましくは、溶湯組成は、質量%で、C:2.5〜6.0%、Si:0.2〜1.5%、Mn:0.2〜1.5%、及びV:10〜22%を含有し、Nbを10%≦V%+0.55×Nb%≦22%(質量%)を満たす量だけ含有しても良い。   Preferably, the molten metal composition contains, by mass%, C: 2.5-6.0%, Si: 0.2-1.5%, Mn: 0.2-1.5%, and V: 10-22%, and Nb 10% ≦ V% You may contain only the quantity which satisfy | fills + 0.55xNb% <= 22% (mass%).

任意元素であるCr、Mo、Ni、Co及びAlはほとんど遠心分離しないので、溶湯中の含有量はロール外層における含有量と同じでよい。W及びTiは、その一部が初晶MC炭化物に固溶するため、若干遠心分離される。   Since optional elements Cr, Mo, Ni, Co and Al are hardly centrifuged, the content in the molten metal may be the same as the content in the outer layer of the roll. Since some of W and Ti are dissolved in the primary crystal MC carbide, they are slightly centrifuged.

図4(a) に示すように、鋳型41内での遠心鋳造の際、溶湯42中で比重の小さな初晶MC炭化物43は中空部44に接するロールの内側に移動する。その結果、図4(b) 及び図4(c) に示すように、MC炭化物が濃化した内周層40aと、MC炭化物が乏しい外周層40bと、MC炭化物の面積率が変化する濃度傾斜層40c(中間層40cと同義。すなわち、これは内周層40aと外周層40bとの間にある層なので図面上、便宜的に中間層40cとした)とからなる円筒体40が得られる。次いで円筒体40から外周層40bの全て及び濃度傾斜層40cの少なくとも一部を切削等により除去し、MC炭化物が濃化した部分(主として内周層40a)を圧延ロール用外層とする。   As shown in FIG. 4 (a), during the centrifugal casting in the mold 41, the primary crystal MC carbide 43 having a small specific gravity moves in the molten metal 42 to the inside of the roll in contact with the hollow portion 44. As a result, as shown in FIGS. 4 (b) and 4 (c), the inner peripheral layer 40a enriched in MC carbide, the outer peripheral layer 40b poor in MC carbide, and the concentration gradient in which the area ratio of MC carbide changes. A cylindrical body 40 composed of a layer 40c (synonymous with the intermediate layer 40c. That is, since this is a layer between the inner peripheral layer 40a and the outer peripheral layer 40b, it is referred to as an intermediate layer 40c for convenience in the drawing) is obtained. Next, all of the outer peripheral layer 40b and at least a part of the concentration gradient layer 40c are removed from the cylindrical body 40 by cutting or the like, and the portion where MC carbide is concentrated (mainly the inner peripheral layer 40a) is used as the outer layer for the rolling roll.

外周層40b及び濃度傾斜層40cの厚さは、溶湯の組成及び遠心鋳造条件により決まるので、予測可能である。濃度傾斜層40cは全て除去する必要がある訳ではないので、濃度傾斜層40cのどの深さまで除去するかを予め設定する。勿論、確実に高耐摩耗性を得るために、内周層40aの一部までも除去して良い。例えば図4(c) に示すように、完全に除去すべき外周層40bの厚さDout、及び少なくとも部分的に除去すべき濃度傾斜層40cの除去深さDim、さらに必要に応じて部分的に除去すべき内周層40aの除去深さDinが、実験的に又はシミュレーションにより溶湯の組成及び遠心鋳造条件により決まると、Dout+Dim(+Din)の深さだけ円筒体40を切削することにより露出する内周層40a(又は内周層40a+濃度傾斜層40cの一部)が所望の厚さ(外層の目標厚さ)Dtを有するように、円筒体40の肉厚Do[=Dt+Dout+Dim(+Din)]を予め設定することができる。既存の鋳型41を用いて外層の目標厚さDtより大きい肉厚Doを有する円筒体40を遠心鋳造法により形成すれば、Dout+Dim(+Din)の深さだけ円筒体40を切削することにより、容易かつ低コストで厚さDtのロール外層を得ることができる。   The thicknesses of the outer peripheral layer 40b and the concentration gradient layer 40c are determined by the composition of the molten metal and the centrifugal casting conditions, and can be predicted. Since it is not necessary to remove all of the concentration gradient layer 40c, the depth of the concentration gradient layer 40c to be removed is set in advance. Of course, part of the inner circumferential layer 40a may be removed in order to ensure high wear resistance. For example, as shown in FIG. 4 (c), the thickness Dout of the outer peripheral layer 40b to be completely removed, the removal depth Dim of the concentration gradient layer 40c to be at least partially removed, and, if necessary, partially When the removal depth Din of the inner circumferential layer 40a to be removed is determined experimentally or by simulation based on the composition of the molten metal and the centrifugal casting conditions, the inner depth 40a exposed by cutting the cylindrical body 40 by a depth of Dout + Dim (+ Din). Thickness Do [= Dt + Dout + Dim (+ Din)] of cylindrical body 40 is set so that peripheral layer 40a (or a part of inner peripheral layer 40a + concentration gradient layer 40c) has a desired thickness (target thickness of outer layer) Dt. It can be set in advance. If the cylindrical body 40 having a thickness Do larger than the target thickness Dt of the outer layer is formed by the centrifugal casting method using the existing mold 41, it is easy to cut the cylindrical body 40 by a depth of Dout + Dim (+ Din). In addition, a roll outer layer having a thickness of Dt can be obtained at low cost.

本発明の方法において、前記溶湯組成及び遠心鋳造条件により予測される前記MC炭化物の分布から、MC炭化物の面積率が20%以上となる深さを予測し、その深さの分だけ、前記円筒体を前記外層の目標外径より大きな外径に作製するのが好ましい。   In the method of the present invention, from the distribution of the MC carbide predicted by the molten metal composition and centrifugal casting conditions, the depth at which the MC carbide area ratio is 20% or more is predicted, and the cylinder is increased by the depth. The body is preferably made to have an outer diameter larger than the target outer diameter of the outer layer.

[4] 内層材
本発明の外層を有する圧延ロールにおいて、外層との健全な溶着を得るため、内層を外層より靭性の高い合金で形成するのが好ましい。具体的には、内層用合金は、球状黒鉛鋳鉄、片状黒鉛鋳鉄等の鋳鉄や、黒鉛鋼が好ましい。複合圧延ロールにおいて、外層と内層の間に中間層を設けてもよい。具体的には中間層はアダマイト系材料等により形成することができる。圧延ロールは、本発明の外層を有する限り中実でも中空でもよい。また本発明の外層からなるスリーブを軸材に嵌合してもよい。
[4] Inner layer material In the rolling roll having the outer layer of the present invention, in order to obtain sound welding with the outer layer, the inner layer is preferably formed of an alloy having higher toughness than the outer layer. Specifically, the inner layer alloy is preferably cast iron such as spheroidal graphite cast iron or flake graphite cast iron, or graphite steel. In the composite rolling roll, an intermediate layer may be provided between the outer layer and the inner layer. Specifically, the intermediate layer can be formed of an adamite material or the like. The rolling roll may be solid or hollow as long as it has the outer layer of the present invention. Moreover, you may fit the sleeve which consists of an outer layer of this invention to a shaft material.

本発明の圧延ロールは、熱間および冷間の圧延用ワークロール、特に熱間薄板圧延機の仕上列に用いられるワークロールで、優れた耐摩耗性及び耐肌荒れ性を発揮し、圧延の生産性の向上やロール原単位の向上に寄与する。また本発明の方法により、従来と同じ遠心鋳造装置を用いて、MC炭化物を多量かつ均一に分散できるために、優れた耐摩耗性、耐肌荒れ性及び耐焼付き性を有する圧延ロール用外層を低コストで製造することができる。   The rolling roll of the present invention is a work roll for hot and cold rolling, particularly a work roll used in a finishing row of a hot sheet rolling mill, and exhibits excellent wear resistance and rough skin resistance, and is produced by rolling. This contributes to improving the properties and roll basic unit. In addition, since the MC carbide can be dispersed in a large amount and uniformly using the same centrifugal casting apparatus as in the past by the method of the present invention, the outer layer for rolling rolls having excellent wear resistance, rough skin resistance and seizure resistance is reduced. Can be manufactured at cost.

本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。   The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto.

表1に示す化学組成(質量%)に調整した溶湯を遠心鋳造用鋳型内で遠心鋳造し、円筒体を作製した。No.1〜5は本発明例、No.6〜8は比較例、No.9およびNo.10は従来例である。ただし比較例のNo.6のみ静置鋳造法を用いた。   The molten metal adjusted to the chemical composition (mass%) shown in Table 1 was centrifugally cast in a centrifugal casting mold to produce a cylindrical body. Nos. 1 to 5 are examples of the present invention, Nos. 6 to 8 are comparative examples, and Nos. 9 and 10 are conventional examples. However, the static casting method was used only for No. 6 of the comparative example.

得られた円筒体のうち、No.1及びNo.3並びにNo.10の円筒体について、円筒体の半径方向断面における元素分布及びMC炭化物分布を測定した。なお、元素分布及びMC炭化物分布は、円筒体の半径方向に採取した棒状の試験片を10mm間隔で切断し複数個の試料を採取した。そして各々の試料の成分分析およびMC炭化物面積率を測定した。その結果を図5〜図10に示す。   Among the obtained cylinders, the element distribution and MC carbide distribution in the radial cross section of the cylinders were measured for the cylinders No. 1, No. 3 and No. 10. The element distribution and MC carbide distribution were obtained by cutting a rod-shaped test piece collected in the radial direction of the cylindrical body at intervals of 10 mm and collecting a plurality of samples. And the component analysis and MC carbide | carbonized_material area rate of each sample were measured. The results are shown in FIGS.

図5に示すように、本発明例No.1の円筒体では、Vは外周層ではほぼ5質量%と少なかったが、内周層では25質量%以上と多く、またWも外周層ではほぼ10〜15質量%と少なかったが、内周層では20〜25質量%と多かった。Cも、外周層ではほぼ2.5質量%と少なかったが、内周層では5質量%以上と多かった。その他の元素(Cr,Mo)については、外周層〜内周層で濃度分布はほとんどなかった。   As shown in FIG. 5, in the cylindrical body of Example No. 1 of the present invention, V was as small as 5% by mass in the outer peripheral layer, but was as large as 25% by mass or more in the inner peripheral layer, and W was also substantially in the outer peripheral layer. Although it was as small as 10-15 mass%, it was as large as 20-25 mass% in the inner peripheral layer. C was as low as 2.5% by mass in the outer peripheral layer, but was as high as 5% by mass or more in the inner peripheral layer. Regarding other elements (Cr, Mo), there was almost no concentration distribution in the outer peripheral layer to the inner peripheral layer.

図6に示すように、MC炭化物の面積率分布もVの濃度分布とほぼ同じ傾向を示した。すなわち、MC炭化物の面積率は外周層ではほぼ4〜8面積%と乏しかったが、内周層ではほぼ35面積%以上と多かった。従って、例えば外周層の全部及び濃度傾斜層の大部分を含む深さ(図中線分Aで示す)まで円筒体を切削し、35面積%以上のMC炭化物を含有する部分を圧延ロール用外層とした。   As shown in FIG. 6, the area ratio distribution of MC carbide showed the same tendency as the V concentration distribution. That is, the area ratio of MC carbide was as low as about 4 to 8% by area in the outer peripheral layer, but was as high as about 35% by area or more in the inner peripheral layer. Therefore, for example, the cylindrical body is cut to a depth (indicated by line A in the figure) including the entire outer peripheral layer and most of the concentration gradient layer, and the portion containing 35% or more area of MC carbide is the outer layer for rolling rolls. It was.

図7に示すように、本発明例No.3の円筒体では、Vは外周層ではほぼ6質量%以下と少なかったが、内周層では15質量%以上と多く、またC,Nb及びWも外周層ではほぼ5質量%以下と少なかったが、内周層では8質量%以上と僅かに多かった。Moについては、外周層〜内周層で濃度分布はほとんどなかった。   As shown in FIG. 7, in the cylindrical body of Invention Example No. 3, V was as small as about 6% by mass or less in the outer peripheral layer, but as much as 15% by mass or more in the inner peripheral layer, and C, Nb and W In the outer peripheral layer, the amount was almost as low as 5% by mass or less, but in the inner peripheral layer, it was slightly higher as 8% by mass or more. As for Mo, there was almost no concentration distribution in the outer peripheral layer to the inner peripheral layer.

図8に示すように、MC炭化物の面積率は外周層ではほぼ4面積%以下と乏しかったが、内周層ではほぼ25面積%以上と多かった。従って、例えば外周層の全部及び濃度傾斜層の大部分を含む深さ(図中線分A’で示す)まで円筒体を切削し、25面積%以上のMC炭化物を含有する部分を圧延ロール用外層とした。   As shown in FIG. 8, the area ratio of MC carbide was as low as about 4 area% or less in the outer peripheral layer, but was as high as about 25 area% or more in the inner peripheral layer. Therefore, for example, the cylindrical body is cut to a depth (indicated by a line segment A ′ in the figure) including the entire outer peripheral layer and most of the concentration gradient layer, and a portion containing 25% or more area MC carbide is used for a rolling roll. The outer layer was used.

従来例No.10の円筒体では、図9及び図10に示すように、外周層と内周層との間で元素の濃度分布はほとんどなかった。MC炭化物はどの深さでもほぼ8面積%以下であった。   In the cylindrical body of Conventional Example No. 10, as shown in FIGS. 9 and 10, there was almost no element concentration distribution between the outer peripheral layer and the inner peripheral layer. MC carbide was less than 8 area% at any depth.

本発明例No.1及びNo.3の円筒体と同様に、他の実施例の円筒体についてもMC炭化物が濃化した部分が露出するまで切削等で除去し、圧延ロール用遠心鋳造外層を作製した。   In the same way as the cylindrical bodies of Example No. 1 and No. 3 of the present invention, the cylindrical bodies of other examples were also removed by cutting or the like until the portion where the MC carbides were concentrated was exposed, and the centrifugal cast outer layer for the roll was formed. Produced.

得られたロール外層の組成を表2に示す。各ロール外層に対して、1000〜1200℃での焼入れ、及び500〜600℃での3回の焼戻しからなる熱処理を行った。ただし従来例のNo.9のロール外層に対しては、400〜500℃での残留オーステナイト分解兼歪取り熱処理を行った。ここで、表2中の式(1)は[V%+0.55×Nb%]の値、また式(2)は[C%−0.2×(V%+0.55×Nb%)]の値である。   Table 2 shows the composition of the obtained outer roll layer. Each roll outer layer was subjected to heat treatment comprising quenching at 1000 to 1200 ° C. and three tempering at 500 to 600 ° C. However, the No. 9 roll outer layer of the conventional example was subjected to residual austenite decomposition and strain relief heat treatment at 400 to 500 ° C. Here, formula (1) in Table 2 is the value of [V% + 0.55 x Nb%], and formula (2) is the value of [C%-0.2 x (V% + 0.55 x Nb%)]. It is.

各ロール外層から切り出した試験片に対して、MC炭化物の面積率(%)、円相当直径が1μm以上のM2C、M6C及びM7C3の合計面積率AA(%)、MC炭化物の平均円相当直径A(μm)、円相当直径が15μm以上のMC炭化物間の平均距離B(μm)、円相当直径が15μm以上のMC炭化物を含まない領域の内接円直径の最大値BB(μm)、室温における基地のビッカース硬さ(Hv)、室温における外層のビッカース硬さ(Hv)、600℃における外層のビッカース硬さ(Hv)、摩耗量(μm)、表面粗さRz(μm)、及び破壊靭性値KIC(kg/mm3/2)を以下の方法により測定した。測定結果を表3に示す。 For the specimen cut out from each roll outer layer, MC carbide area ratio (%), total area ratio AA (%) of M 2 C, M 6 C and M 7 C 3 with equivalent circle diameter of 1 μm or more, MC The average circle equivalent diameter A (μm) of carbides, the average distance B (μm) between MC carbides with equivalent circle diameters of 15 μm or more, and the maximum value of the inscribed circle diameter in the region not containing MC carbides with equivalent circle diameters of 15 μm or more BB (μm), Vickers hardness of base at room temperature (Hv), Vickers hardness of outer layer at room temperature (Hv), Vickers hardness of outer layer at 600 ° C (Hv), Amount of wear (μm), Surface roughness Rz ( μm) and fracture toughness value KIC (kg / mm 3/2 ) were measured by the following methods. Table 3 shows the measurement results.

(1) MC炭化物の面積率
各試験片を鏡面研磨し、重クロム酸カリウム水溶液で電解腐食することによりMC炭化物を黒色に腐食させた後、画像解析装置(日本アビオニクス株式会社製SPICCA-II)を使用して、それぞれ試験片の0.23mm×0.25mmの部分に相当する20個の任意の視野で、MC炭化物の面積率(%)を測定し、測定値を平均した。
(1) Area ratio of MC carbide Each specimen was mirror-polished and electrolytically corroded with potassium dichromate aqueous solution to corrode MC carbide to black, and then an image analyzer (SPICCA-II manufactured by Nippon Avionics Co., Ltd.) Was used to measure the area ratio (%) of MC carbide in 20 arbitrary fields of view corresponding to a 0.23 mm × 0.25 mm portion of the test piece, and the measured values were averaged.

(2) 非粒状炭化物(M2C、M6C及びM7C3)の合計面積率AA
各試験片を鏡面研磨し、村上試薬で腐食することによりM2C、M6C及びM7C3炭化物を黒色又は灰色に腐食させた後、上記画像解析装置を使用して、それぞれの試験片において0.23mm×0.25mmの部分に相当する20個の任意の視野でM2C、M6C及びM7C3炭化物の合計面積率(%)を測定し、測定値を平均した。なお、識別が容易な円相当直径で1μm以上のM2C、M6C及びM7C3炭化物を測定対象とした。
(2) Total area ratio AA of non-particulate carbides (M 2 C, M 6 C and M 7 C 3 )
Each specimen is mirror-polished and corroded with Murakami reagent to corrode M 2 C, M 6 C and M 7 C 3 carbides in black or gray, and then each test is performed using the above image analyzer. The total area ratio (%) of M 2 C, M 6 C, and M 7 C 3 carbides was measured with 20 arbitrary visual fields corresponding to a 0.23 mm × 0.25 mm portion in the piece, and the measured values were averaged. Note that M 2 C, M 6 C, and M 7 C 3 carbides having an equivalent circle diameter of 1 μm or more, which are easy to identify, were measured.

(3) MC炭化物の平均円相当直径A
各試験片を鏡面研磨し、重クロム酸カリウム水溶液で電解腐食することによりMC炭化物を黒色に腐食させた後、上記画像解析装置を使用して、それぞれの試験片において0.23mm×0.25mmの部分に相当する20個の任意の視野で、MC炭化物の平均円相当直径(μm)を測定し、測定値を平均した。
(3) MC carbide average equivalent circle diameter A
Each test piece is mirror polished and electrolytically corroded with potassium dichromate aqueous solution to corrode MC carbide in black, and then using the above image analyzer, each test piece has a 0.23 mm × 0.25 mm portion. The average equivalent circle diameter (μm) of MC carbide was measured with 20 arbitrary visual fields corresponding to, and the measured values were averaged.

(4) MC炭化物間の平均距離B
各試験片を鏡面研磨し、ピクリン酸アルコール溶液で基地を腐食させた。この光学顕微鏡観察(200倍)では、基地は濃い灰色、MC炭化物は薄い灰色、M2C、M6C及びM7C3炭化物は白色に見えた。それぞれ試験片の1.0mm×1.5mmの部分に相当する20個の任意の視野で、円相当直径が15μm以上のMC炭化物間の平均距離(μm)を測定し、測定値を平均した。
(4) Average distance B between MC carbides
Each specimen was mirror-polished and the base was corroded with a picric acid alcohol solution. Under this optical microscope observation (200 ×), the base appeared dark gray, the MC carbides appeared light gray, and the M 2 C, M 6 C and M 7 C 3 carbides appeared white. The average distance (μm) between MC carbides having an equivalent circle diameter of 15 μm or more was measured with 20 arbitrary fields of view corresponding to a 1.0 mm × 1.5 mm portion of each test piece, and the measured values were averaged.

(5) MC炭化物を含まない領域の内接円直径の最大値BB
(4) と同様に腐食させた各試験片を光学顕微鏡(100倍)で観察し、それぞれ試験片の2.0mm×3.0mmの部分に相当する20個の任意の視野で、円相当直径が15μm以上のMC炭化物を含まない領域の内接円直径の最大値(μm)を測定し、測定値を平均した。
(5) Maximum value BB of the inscribed circle diameter in the area not containing MC carbide
Each corroded test piece was observed with an optical microscope (100 times) in the same manner as in (4), and the equivalent circle diameter was 15 μm in 20 arbitrary fields corresponding to 2.0 mm × 3.0 mm portions of the test piece. The maximum value (μm) of the inscribed circle diameter in the region not containing MC carbide was measured, and the measured values were averaged.

(6) 室温における基地のビッカース硬さ
各試験片を鏡面研磨し、ピクリン酸エタノール溶液で軽く腐食させた後、ビッカース硬さ試験機を用いて、試験片の任意の5箇所で、荷重50〜200gの範囲で、ビッカース硬さ(Hv)を測定し、測定値を平均した。
(6) Vickers hardness of base at room temperature Each specimen is mirror-polished and lightly corroded with a picric acid ethanol solution, then, using any Vickers hardness tester, the load is 50 ~ Vickers hardness (Hv) was measured in the range of 200 g, and the measured values were averaged.

(7) 室温及び600℃における外層のビッカース硬さ
縦5mm×横10mm×高さ5mmに切断した各試験片を鏡面研磨し、ピクリン酸エタノール溶液で軽く腐食させた後、高温顕微硬度計(ニコン社製QM−2型)を用いて、試験片の任意の5箇所で、荷重1000gで、室温における外層のビッカース硬さ(Hv)を測定し、測定値を平均した。また、同じ硬度計を用いて、試験片の任意の5箇所で、荷重1000gで、600℃における外層のビッカース硬さ(Hv)を測定し、測定値を平均した。このとき、試料の予熱温度は10分とした。
(7) Vickers hardness of the outer layer at room temperature and 600 ° C Each test piece cut to 5 mm length × 10 mm width × 5 mm height was mirror-polished and lightly corroded with a picric acid ethanol solution, then a high temperature micro hardness tester (Nikon) The Vickers hardness (Hv) of the outer layer at room temperature was measured at a load of 1000 g at any five locations on the test piece using a QM-2 model manufactured by the company, and the measured values were averaged. Further, using the same hardness meter, the Vickers hardness (Hv) of the outer layer at 600 ° C. was measured at a load of 1000 g at any five locations on the test piece, and the measured values were averaged. At this time, the preheating temperature of the sample was 10 minutes.

(8) 摩耗深さ及び表面粗さRz
耐摩耗性及び耐肌荒れ性の評価として、図11に概略的に示す圧延摩耗試験機を用いて、圧延した後のロールに対して、摩耗深さ(μm)及び十点平均表面粗さRzを下記の通り測定した。なお表面粗さRzは触針式表面粗さ計により測定した。
(8) Wear depth and surface roughness Rz
As an evaluation of wear resistance and rough skin resistance, using a rolling wear tester schematically shown in FIG. 11, the wear depth (μm) and the ten-point average surface roughness Rz were measured for the roll after rolling. It measured as follows. The surface roughness Rz was measured with a stylus type surface roughness meter.

圧延摩耗試験機は、本発明例No.1〜5、比較例No.6〜8、及び従来例No.9及びNo.10によりそれぞれ製造した外径60mm、内径40mm及び幅40mmの小型スリーブロールからなる試験用ロール52、53を具備する圧延機51と、加熱炉54と、冷却水槽55と、巻取り機56と、テンションコントローラ57とを有する。圧延摩耗試験条件は以下の通りであった。   The rolling wear tester is a small sleeve roll having an outer diameter of 60 mm, an inner diameter of 40 mm and a width of 40 mm manufactured according to Invention Examples No. 1 to 5, Comparative Examples No. 6 to 8, and Conventional Examples No. 9 and No. 10, respectively. A rolling mill 51 including test rolls 52 and 53, a heating furnace 54, a cooling water tank 55, a winder 56, and a tension controller 57. The rolling wear test conditions were as follows.

圧延材S:SUS304
圧下率:25%
圧延速度:150m/分
圧延温度:900℃
圧延距離:300m
ロール冷却:水冷
ロール数:4重式
Rolled material S: SUS304
Rolling rate: 25%
Rolling speed: 150m / min Rolling temperature: 900 ℃
Rolling distance: 300m
Roll cooling: Water cooling Number of rolls: Quadruple

(9) 破壊靭性値KIC
各試験片の破壊靭性値KICをASTM E399に準拠して測定した。測定は2個の試験片について行い、その平均値を求めた。
(9) Fracture toughness value KIC
The fracture toughness value KIC of each specimen was measured according to ASTM E399. The measurement was performed on two test pieces, and the average value was obtained.

図12は本発明例No.1の試験片の金属組織を示す。また、図13は比較例No.6の試験片の金属組織を示す。図12および図13において、白色の部分はMC炭化物であり、黒色の部分は基地である。本発明例No.1の試験片ではMC炭化物が高濃度に分布しているが、比較例No.6の試験片ではMC炭化物が高濃度であるが、濃度分布が不均一であることが判る。   FIG. 12 shows the metal structure of the test piece of Example No. 1 of the present invention. FIG. 13 shows the metal structure of the test piece of Comparative Example No. 6. 12 and 13, the white part is MC carbide, and the black part is the base. Although MC carbide is distributed at a high concentration in the test piece of Invention Example No. 1, it can be seen that the MC carbide is high in the test piece of Comparative Example No. 6, but the concentration distribution is non-uniform. .

図14は従来例No.10のハイス系ロール材の金属組織を示す。白色の微細粒状部はMC炭化物であり、白色の網目状部分はM2C、M6C及びM7C3炭化物であり、黒色の部分は基地である。従来例No.10のロール材ではMC炭化物が部分的に偏在して分布し、M2C、M6C及びM7C3炭化物が網目状に分布しているのが分かる。 FIG. 14 shows the metal structure of the conventional high speed roll material of No. 10. The white fine granular portion is MC carbide, the white mesh portion is M 2 C, M 6 C and M 7 C 3 carbide, and the black portion is the base. It can be seen that in the roll material of the conventional example No. 10, MC carbides are partially unevenly distributed and M 2 C, M 6 C and M 7 C 3 carbides are distributed in a network.

本発明例No.1〜5の摩耗量は、従来例No.9およびNo.10に比べほぼ半分以下であり、耐摩耗性が極めて良好であることが分かる。また本発明例No.1〜5は、耐肌荒れ性及び靭性のいずれにおいても従来例No.10より優れていることが分かる。   The amount of wear of Invention Examples No. 1 to No. 5 is almost half or less than that of Conventional Examples No. 9 and No. 10, indicating that the wear resistance is extremely good. It can also be seen that Invention Examples Nos. 1 to 5 are superior to Conventional Example No. 10 in both rough skin resistance and toughness.

図15は、MC炭化物の面積率と式(1) の(V%+0.55×Nb%)の値との関係を示す。両者の関係はほぼ直線的であり、(V%+0.55×Nb%)が約15質量%以上であると、MC炭化物の面積率が約20%以上となることが分かる。   FIG. 15 shows the relationship between the area ratio of MC carbide and the value of (V% + 0.55 × Nb%) in the equation (1). The relationship between the two is almost linear, and it can be seen that when (V% + 0.55 × Nb%) is about 15% by mass or more, the area ratio of MC carbide is about 20% or more.

図16は本発明例No.1、比較例No.6、および従来例No.10の室温〜700℃でのビッカース硬さを示す。図中、横軸は測定温度(℃)を示し、縦軸はビッカース硬さ(Hv)を示す。本発明例は室温〜600℃の範囲にわたってビッカース硬さが、比較例および従来例に対し有意に高い硬さを維持していることがわかる。   FIG. 16 shows the Vickers hardness at room temperature to 700 ° C. of Invention Example No. 1, Comparative Example No. 6, and Conventional Example No. 10. In the figure, the horizontal axis indicates the measurement temperature (° C.), and the vertical axis indicates the Vickers hardness (Hv). It can be seen that the inventive examples maintain significantly higher Vickers hardness over the range of room temperature to 600 ° C. compared to the comparative example and the conventional example.

比較例No.6の試験片では、円相当直径が15μm以上のMC炭化物を含まない領域の内接円直径BBが150μmを超え、また円相当直径が15μm以上のMC炭化物間の平均距離Bと、MC炭化物の平均円相当直径Aとの比(B/A)が2を超えていた。そのため、耐肌荒れ性に劣っていた。また600℃における外層のビッカース硬さがHv500以下であり肌荒れを十分に抑制できない。   In the test piece of Comparative Example No. 6, the inscribed circle diameter BB of the region not including MC carbide having an equivalent circle diameter of 15 μm or more exceeds 150 μm, and the average distance B between MC carbides having an equivalent circle diameter of 15 μm or more is The ratio of MC carbide to the average equivalent circle diameter A (B / A) was more than 2. Therefore, it was inferior to rough skin resistance. Further, the Vickers hardness of the outer layer at 600 ° C. is Hv500 or less, and rough skin cannot be sufficiently suppressed.

比較例No.7は、Cの含有量、式(2)、MC炭化物の面積率、基地硬さ、及びMC炭化物の平均円相当直径が本発明の範囲外であり、またB/Aが2を超えていた。そのため、耐摩耗性に劣っていた。また室温における外層のビッカース硬さがHv1000以下、600℃における外層のビッカース硬さがHv500以下であり凹み疵および肌荒れを十分に抑制できない。   In Comparative Example No. 7, the C content, the formula (2), the area ratio of MC carbide, the base hardness, and the average equivalent circle diameter of MC carbide are outside the scope of the present invention, and B / A is 2 It was over. Therefore, it was inferior to abrasion resistance. Further, the Vickers hardness of the outer layer at room temperature is Hv1000 or less, and the Vickers hardness of the outer layer at 600 ° C. is Hv500 or less, and dent wrinkles and rough skin cannot be sufficiently suppressed.

比較例No.8は、Vの含有量、式(1)及び式(2)、MC炭化物の面積率、及びM2C、M6C及びM7C3炭化物の合計面積率AAが本発明の範囲外であり、またB/Aが2を超えていた。そのため、耐肌荒れ性及び靭性に劣っていた。また600℃における外層のビッカース硬さがHv500以下であり肌荒れを十分に抑制できない。 In Comparative Example No. 8, the V content, the formulas (1) and (2), the area ratio of MC carbide, and the total area ratio AA of M 2 C, M 6 C, and M 7 C 3 carbide are the present invention. It was out of the range and B / A exceeded 2. Therefore, it was inferior to rough skin resistance and toughness. Further, the Vickers hardness of the outer layer at 600 ° C. is Hv500 or less, and rough skin cannot be sufficiently suppressed.

従来例No.9は、Vの含有量、式(1)、MC炭化物の面積率、及びMC炭化物の平均円相当直径が本発明の範囲外であり、またB/Aが2を超えた。そのため、耐摩耗性に劣っていた。また室温における外層のビッカース硬さがHv1000以下、600℃における外層のビッカース硬さがHv500以下であり凹み疵および肌荒れを十分に抑制できない。   In Conventional Example No. 9, the V content, the formula (1), the area ratio of MC carbide, and the average equivalent circle diameter of MC carbide were outside the scope of the present invention, and B / A exceeded 2. Therefore, it was inferior to abrasion resistance. Further, the Vickers hardness of the outer layer at room temperature is Hv1000 or less, and the Vickers hardness of the outer layer at 600 ° C. is Hv500 or less, and dent wrinkles and rough skin cannot be sufficiently suppressed.

本発明の圧延ロールは、圧延ロール全般で優れた耐摩耗性を発揮する。また、冷間圧延においては特に耐凹み疵性、さらに熱間圧延においては特に耐肌荒れ性の改善効果を発揮する。これらの効果により、圧延工場における生産性の向上やロール原単位の向上に寄与するとともに、圧延材の表面品質向上に寄与する。   The rolling roll of the present invention exhibits excellent wear resistance in all rolling rolls. Further, in cold rolling, it is particularly effective in improving the dent resistance and further in hot rolling, particularly in the rough skin resistance. These effects contribute to the improvement of productivity and the roll basic unit in the rolling mill and to the improvement of the surface quality of the rolled material.

MC炭化物の円相当直径を求める方法を示す概略図である。It is the schematic which shows the method of calculating | requiring the circle equivalent diameter of MC carbide | carbonized_material. MC炭化物間の平均距離を求める方法を示す概略図である。It is the schematic which shows the method of calculating | requiring the average distance between MC carbide | carbonized_materials. MC炭化物を含まない領域の最大内接円直径を求める方法を示す概略図である。It is the schematic which shows the method of calculating | requiring the maximum inscribed circle diameter of the area | region which does not contain MC carbide. 遠心鋳造の際MC炭化物が内面側に移動する様子を示す概略図である。It is the schematic which shows a mode that MC carbide | carbonized_material moves to the inner surface side in the case of centrifugal casting. 本発明の圧延ロール用遠心鋳造外層を示す半径方向断面図である。It is radial direction sectional drawing which shows the centrifugal casting outer layer for rolling rolls of this invention. 図4(b)のA-A断面におけるMC炭化物の分布を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the distribution of MC carbide in the AA cross section of FIG. 4 (b). 本発明例No.1の遠心鋳造円筒体における元素の半径方向分布を示すグラフである。4 is a graph showing a radial distribution of elements in a centrifugally cast cylindrical body of Example No. 1 of the present invention. 本発明例No.1の遠心鋳造円筒体におけるMC炭化物の半径方向分布を示すグラフである。6 is a graph showing the radial distribution of MC carbide in the centrifugally cast cylindrical body of Example No. 1 of the present invention. 本発明例No.3の遠心鋳造円筒体における元素の半径方向分布を示すグラフである。4 is a graph showing the radial distribution of elements in a centrifugally cast cylindrical body of Invention Example No. 3. 本発明例No.3の遠心鋳造円筒体におけるMC炭化物の半径方向分布を示すグラフである。4 is a graph showing a radial distribution of MC carbide in a centrifugally cast cylindrical body of Invention Example No. 3. 従来例No.10の遠心鋳造円筒体における元素の半径方向分布を示すグラフである。It is a graph which shows the radial direction distribution of the element in the centrifugal cast cylindrical body of conventional example No. 10. 従来例No.10の遠心鋳造円筒体におけるMC炭化物の半径方向分布を示すグラフである。It is a graph which shows radial direction distribution of MC carbide in the centrifugal cast cylindrical body of conventional example No. 10. 圧延摩耗試験機を示す概略図である。It is the schematic which shows a rolling abrasion tester. 本発明例No.1の試験片の金属組織を示す光学顕微鏡写真である。4 is an optical micrograph showing the metal structure of the test piece of Invention Example No. 1. 比較例No.6の試験片の金属組織を示す光学顕微鏡写真である。6 is an optical micrograph showing a metal structure of a test piece of Comparative Example No. 6. 従来例No.10の試験片の金属組織を示す光学顕微鏡写真である。It is an optical microscope photograph which shows the metal structure of the test piece of the prior art example No.10. (V%+0.55×Nb%)の値とMC炭化物の面積率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the value of (V% + 0.55xNb%) and the area ratio of MC carbide. 供試材の測定温度とビッカース硬さとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the measurement temperature of a test material and Vickers hardness.

符号の説明Explanation of symbols

1 MC炭化物、 10 MC炭化物と面積が等しい円、
10 円相当直径、 2 外層ロール組織、
la(la1、la2、la3、la4) 円相当直径で15μm以上のMC炭化物、
lb 円相当直径で15μm以下のMC炭化物、 L 任意の直線、
L1、L2、L3 粒子間距離、 c 内接円、 d 内接円直径、
e MC炭化物a、bを除いた領域、 41 鋳型、 42 溶湯、
43 初晶MC、 44 中空部、 40 円筒体、 40a 内周層、
40b 外周層、 40c 濃度傾斜層、
51 圧延機、 52 試験用ロール、 53 試験用ロール、 54 加熱炉、
55 冷却水槽、 56 巻取り機、 57 テンションコントローラ、
S 圧延材、
1 MC carbide, 10 circle with the same area as MC carbide,
D equivalent to 10 yen diameter, 2 outer layer roll structure,
la (la1, la2, la3, la4) MC carbide having a circle equivalent diameter of 15 μm or more,
lb MC carbide with an equivalent circle diameter of 15 μm or less, L arbitrary straight line,
L1, L2, L3 Interparticle distance, c inscribed circle, d inscribed circle diameter,
e Region excluding MC carbides a and b, 41 mold, 42 molten metal,
43 primary crystal MC, 44 hollow part, 40 cylindrical body, 40a inner peripheral layer,
40b outer peripheral layer, 40c concentration gradient layer,
51 rolling mill, 52 test roll, 53 test roll, 54 heating furnace,
55 Cooling water tank, 56 Winder, 57 Tension controller,
S rolled material,

Claims (17)

圧延ロール用外層が面積率でMC炭化物が20〜60%分散した組織を有し、室温における基地のビッカース硬さがHv 550〜900、かつ室温における外層のビッカース硬さがHv1000を超えることを特徴とする圧延ロール。 The outer layer for rolling rolls has a structure in which MC carbide is dispersed in an area ratio of 20-60%, the base Vickers hardness at room temperature is Hv 550-900, and the outer layer Vickers hardness at room temperature exceeds Hv1000 A rolling roll. 圧延ロール用外層が面積率でMC炭化物が20〜60%分散した組織を有し、室温における基地のビッカース硬さがHv 550〜900、かつ600℃における外層のビッカース硬さがHv500を超えることを特徴とする圧延ロール。 The outer layer for the rolling roll has a structure in which MC carbide is dispersed in an area ratio of 20 to 60%, the Vickers hardness of the base at room temperature is Hv 550 to 900, and the Vickers hardness of the outer layer at 600 ° C exceeds Hv500 A featured rolling roll. 圧延ロール用外層が面積率でMC炭化物が20〜60%分散した組織を有し、室温における基地のビッカース硬さがHv 550〜900、室温における外層のビッカース硬さがHv1000を超え、かつ600℃における外層のビッカース硬さがHv500を超えることを特徴とする圧延ロール。 The outer layer for the rolling roll has a structure in which the MC carbide is dispersed in an area ratio of 20 to 60%, the Vickers hardness of the base at room temperature is Hv 550 to 900, the Vickers hardness of the outer layer at room temperature exceeds Hv1000, and 600 ° C. A rolling roll characterized in that the outer layer has a Vickers hardness exceeding Hv500. 前記外層の組織において、円相当直径が15μm以上のMC炭化物を含まない領域の最大内接円直径が150μmを超えないことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の圧延ロール。 4. The rolling roll according to claim 1, wherein, in the outer layer structure, a maximum inscribed circle diameter of a region not including MC carbide having an equivalent circle diameter of 15 μm or more does not exceed 150 μm. 前記外層の組織において、円相当直径が15μm以上のMC炭化物間の平均距離が10〜40μmであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の圧延ロール。 The rolling roll according to any one of claims 1 to 4, wherein in the outer layer structure, an average distance between MC carbides having an equivalent circle diameter of 15 µm or more is 10 to 40 µm. 前記外層の組織において、MC炭化物の平均円相当直径が10〜50μmであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の圧延ロール。 6. The rolling roll according to claim 1, wherein in the structure of the outer layer, an average equivalent circle diameter of MC carbide is 10 to 50 μm. 前記外層の組織において、円相当直径が15μm以上のMC炭化物間の平均距離Bと、MC炭化物の平均円相当直径Aとの比(B/A)が2以下であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の圧延ロール。 The ratio (B / A) of an average distance B between MC carbides having an equivalent circle diameter of 15 μm or more and an average equivalent circle diameter A of MC carbides in the outer layer structure is 2 or less. The rolling roll in any one of 1-6. 前記外層において、面積率で円相当直径が1μm以上のMC、MC及びMC炭化物が総量で0〜5%分散していることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の圧延ロール。 8. In the outer layer, M 2 C, M 6 C, and M 7 C 3 carbides having an area ratio of an equivalent circle diameter of 1 μm or more are dispersed in a total amount of 0 to 5%. The rolling roll as described in crab. 圧延ロール用外層が面積率でMC炭化物が20〜60%分散した組織を有し、質量%で、C:2.5〜9%、Si:0.1〜3.5%、Mn:0.1〜3.5%、及びV:11〜40%を含有し、残部Fe及び不可避的不純物元素からなる組成を有し、室温における外層のビッカース硬さがHv1000を超えることを特徴とする圧延ロール。 The outer layer for the rolling roll has a structure in which the MC carbide is dispersed in an area ratio of 20 to 60%, and in mass%, C: 2.5 to 9%, Si: 0.1 to 3.5%, Mn: 0.1 to 3.5%, and V: A rolling roll comprising 11 to 40%, having a composition composed of the balance Fe and inevitable impurity elements, and having a Vickers hardness of the outer layer at room temperature exceeding Hv1000. 圧延ロール用外層が面積率でMC炭化物が20〜60%分散した組織を有し、質量%で、C:2.5〜9%、Si:0.1〜3.5%、Mn:0.1〜3.5%、及びV:11〜40%を含有し、残部Fe及び不可避的不純物元素からなる組成を有し、600℃における外層のビッカース硬さがHv500を超えることを特徴とする圧延ロール。 The outer layer for the rolling roll has a structure in which the MC carbide is dispersed in an area ratio of 20 to 60%, and in mass%, C: 2.5 to 9%, Si: 0.1 to 3.5%, Mn: 0.1 to 3.5%, and V: A rolling roll comprising 11 to 40%, having a composition consisting of the balance Fe and inevitable impurity elements, and having an outer layer Vickers hardness of Hv500 at 600 ° C. 圧延ロール用外層が面積率でMC炭化物が20〜60%分散した組織を有し、質量%で、C:2.5〜9%、Si:0.1〜3.5%、Mn:0.1〜3.5%、及びV:11〜40%を含有し、残部Fe及び不可避的不純物元素からなる組成を有し、室温における外層のビッカース硬さがHv1000を超え、かつ600℃における外層のビッカース硬さがHv500を超えることを特徴とする圧延ロール。 The outer layer for the rolling roll has a structure in which the MC carbide is dispersed in an area ratio of 20 to 60%, and in mass%, C: 2.5 to 9%, Si: 0.1 to 3.5%, Mn: 0.1 to 3.5%, and V: It has a composition of 11 to 40%, balance Fe and inevitable impurity elements, and the outer layer Vickers hardness at room temperature exceeds Hv1000, and the outer layer Vickers hardness at 600 ° C exceeds Hv500 A rolling roll. 前記外層がさらに質量%で、Cr:1〜15%、Mo:0.5〜20%及びW:1〜40%からなる群から選ばれた少なくとも一種を含有することを特徴とする請求項9〜11のいずれかに記載の圧延ロール。 12. The outer layer further contains at least one mass selected from the group consisting of Cr: 1 to 15%, Mo: 0.5 to 20%, and W: 1 to 40%. The rolling roll in any one of. 前記外層において、Vの少なくとも一部が、下記式(1)を満たす量のNbで置換することを特徴とする請求項9〜12のいずれかに記載の圧延ロール。
11%≦V%+0.55×Nb%≦40%(質量%)・・・(1)
13. The rolling roll according to claim 9, wherein in the outer layer, at least a part of V is substituted with an amount of Nb satisfying the following formula (1).
11% ≦ V% + 0.55 × Nb% ≦ 40% (mass%) (1)
前記外層において、さらに下記式(2)を満たすことを特徴とする請求項9〜13のいずれかに記載の圧延ロール。
0≦C%−0.2×(V%+0.55×Nb%)≦2%(質量%)・・・(2)
The rolling roll according to any one of claims 9 to 13, wherein the outer layer further satisfies the following formula (2).
0 ≦ C% −0.2 × (V% + 0.55 × Nb%) ≦ 2% (mass%) (2)
前記外層がさらに質量%で、2%以下のNi及び/又は10%以下のCoを含有することを特徴とする請求項9〜14のいずれかに記載の圧延ロール。 The rolling roll according to any one of claims 9 to 14, wherein the outer layer further contains 2% or less Ni and / or 10% or less Co by mass%. 前記外層がさらに質量%で、0.5%以下のTi及び/又は0.5%以下のAlを含有することを特徴とする請求項9〜15のいずれかに記載の圧延ロール。 The rolling roll according to any one of claims 9 to 15, wherein the outer layer further contains 0.5% by mass of Ti and / or 0.5% or less of Al by mass%. 前記外層が遠心鋳造法で形成されてなることを特徴とする請求項1〜16のいずれかに記載の圧延ロール。 The rolling roll according to any one of claims 1 to 16, wherein the outer layer is formed by a centrifugal casting method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03404A (en) * 1989-05-30 1991-01-07 Nippon Steel Corp Hot rolling rolls for steel sheet
JPH04141553A (en) * 1990-10-01 1992-05-15 Hitachi Metals Ltd Composite roll for hot rolling

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