JP2012184471A5 - - Google Patents

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本発明は、冷間圧延工業での使用のための鍛造ロールおよびこのようなロールを製造するための方法を提供する。ロールは、好ましくはコーティングされていないが、コーティングされていてもよい。以下において、凝固インターバルは凝固範囲を意味する。 The present invention provides a forging roll for use in the cold rolling industry and a method for producing such a roll. The roll is preferably uncoated, but may be coated. In the following, the coagulation interval means the coagulation range.

Claims (47)

質量％で、
０．８〜１％未満のＣ、
０．２〜０．５％のＭｎ、
０．２〜２．０％のＳｉ、
７．０〜１３．０％のＣｒ、
０．６〜１．６％のＭｏ、
１．０を超え３．０％までのＶ
を含む鋼組成物を含み、
鋼の残りの部分が、Ｆｅおよび不可避の不純物であり、
ここで、ロールの微細構造が、
− 体積あたり５％未満の残留オーステナイト比率を有する焼戻しマルテンサイトと、
− 開口した共晶炭化物ネットワークを形成する、５体積％未満の共晶炭化物と、
を含み、
ロールが、
− ７８０ＨＶ〜８４０ＨＶの間の硬度と、
− −３００ＭＰａ〜−５００ＭＰａの間の内部圧縮応力と
を示す、鍛造ロール。 % By mass
0.8 to less than 1% C,
0.2-0.5% Mn,
0.2-2.0% Si,
7.0-13.0% Cr,
0.6-1.6% Mo,
V exceeding 1.0 to 3.0%
A steel composition comprising
The rest of the steel is Fe and inevitable impurities,
Here, the roll microstructure,
Tempered martensite having a retained austenite ratio of less than 5% by volume;
-Less than 5% by volume of eutectic carbide forming an open eutectic carbide network ;
Including
Role is,
A hardness between 780 HV and 840 HV,
- showing the internal compressive stress between -300MPa~-500MPa, forged roll. 開口した共晶炭化物ネットワークが、共晶セルのセル様パターンを画定する、請求項１記載のロール。   The roll of claim 1, wherein the open eutectic carbide network defines a cell-like pattern of eutectic cells. 開口した共晶炭化物ネットワークが、樹枝状アームを含む、請求項１または２に記載のロール。   The roll according to claim 1 or 2, wherein the open eutectic carbide network comprises dendritic arms. 前記微細構造が、少なくとも、ロールの外側層である作業層に存在する、請求項１〜３のいずれかに記載のロール。   The roll in any one of Claims 1-3 in which the said fine structure exists in the working layer which is an outer layer of a roll at least. 質量％で、
０．８〜１％未満のＣ、
０．２〜０．５％のＭｎ、
０．２〜２．０％のＳｉ、
７．０〜１３．０％のＣｒ、
０．６〜１．６％のＭｏ、
１．０を超え３．０％までのＶ、
０．０１５％未満のＰ、および
０．０１５％未満のＳ、および
１％未満のＮｉ、
３０ｐｐｍ未満のＯ2、および
１００ｐｐｍ未満のＮ2、および
３ｐｐｍ未満のＨ2、
２％未満のＷ、および
１％未満のＮｂ
を含む鋼組成物を含み、鋼の残りの部分が、Ｆｅおよび不可避の不純物である、請求項１〜４のいずれかに記載のロール。 % By mass
0.8 to less than 1% C,
0.2-0.5% Mn,
0.2-2.0% Si,
7.0-13.0% Cr,
0.6-1.6% Mo,
V exceeding 1.0 to 3.0%,
Less than 0.015% P, and less than 0.015% S, and less than 1% Ni;
Less than 30 ppm O 2 , and less than 100 ppm N 2 , and less than 3 ppm H 2 ,
W less than 2% , and
Nb less than 1%
The roll in any one of Claims 1-4 containing the steel composition containing this, and the remaining part of steel is Fe and an unavoidable impurity. 鋼組成物中のＣ含量が、質量％で全ロール重量の０．８％〜０．９９％の間のＣである、請求項１〜５のいずれかに記載のロール。   The roll in any one of Claims 1-5 whose C content in a steel composition is C between 0.8% and 0.99% of the total roll weight in the mass%. 鋼組成物中のＣ含量が、質量％で全ロール重量の０．８５％〜０．９％の間のＣである、請求項１〜６のいずれかに記載のロール。   The roll in any one of Claims 1-6 whose C content in a steel composition is C between 0.85% and 0.9% of the total roll weight in the mass%. 鋼組成物中のＭｎ含量が、質量％で全ロール重量の０．４％〜０．５％の間のＭｎである、請求項１〜７のいずれかに記載のロール。   The roll according to any one of claims 1 to 7, wherein the Mn content in the steel composition is Mn between 0.4% and 0.5% of the total roll weight in mass%. 鋼組成物中のＳｉ含量が、質量％で全ロール重量の０．２％〜１．５％の間のＳｉである、請求項１〜８のいずれかに記載のロール。   The roll in any one of Claims 1-8 whose Si content in a steel composition is Si of 0.2%-1.5% of the total roll weight in the mass%. 鋼組成物中のＳｉ含量が、質量％で全ロール重量の０．８５％〜１．１５％の間のＳｉである、請求項１〜９のいずれかに記載のロール。   The roll in any one of Claims 1-9 whose Si content in a steel composition is Si between 0.85% and 1.15% of the total roll weight in the mass%. 鋼組成物中のＣｒ含量が、質量％で全ロール重量の７．０％〜１１％の間のＣｒである、請求項１〜１０のいずれかに記載のロール。   The roll in any one of Claims 1-10 whose Cr content in a steel composition is Cr between 7.0% and 11% of the total roll weight in the mass%. 鋼組成物中のＣｒ含量が、質量％で全ロール重量の７．３％〜８．０％未満の間のＣｒである、請求項１〜１１のいずれかに記載のロール。   The roll according to any one of claims 1 to 11, wherein the Cr content in the steel composition is Cr by mass% between 7.3% and less than 8.0% of the total roll weight. 鋼組成物中のＭｏ含量が、質量％で全ロール重量の１．４５％〜１．５５％の間のＭｏである、請求項１〜１２のいずれかに記載のロール。   The roll in any one of Claims 1-12 whose Mo content in a steel composition is Mo between 1.45% and 1.55% of the total roll weight in the mass%. 鋼組成物中のＮｉ含量が、質量％で全ロール重量の０．３％未満のＮｉである、請求項１〜１３のいずれかに記載のロール。   The roll in any one of Claims 1-13 whose Ni content in a steel composition is Ni of less than 0.3% of the total roll weight in mass%. 鋼組成物中のＶ含量が、質量％で全ロール重量の１．３％〜２．１％の間のＶである、請求項１〜１４のいずれかに記載のロール。   The roll in any one of Claims 1-14 whose V content in a steel composition is V between 1.3% and 2.1% of the total roll weight in the mass%. 鋼組成物中のＶ含量が、質量％で全ロール重量の１．３％〜１．６％の間のＶである、請求項１〜１５のいずれかに記載のロール。   The roll in any one of Claims 1-15 whose V content in a steel composition is V between 1.3% and 1.6% of the total roll weight in the mass%. 鋼組成物が、質量％で、
０．８〜０．９９％のＣ、および
０．４〜０．５％のＭｎ、および
０．２〜１．５％のＳｉ、および
７．０〜１１％のＣｒ、および
０．６〜１．６％のＭｏ、および
１．０％未満のＮｉ、および
１．０を超え２．１％までのＶ、および
０．０１５％未満のＰ、および
０．０１５％未満のＳ、および
３０ｐｐｍ未満のＯ2、および
１００ｐｐｍ未満のＮ2、および
３ｐｐｍ未満のＨ2
を含み、ロールの残りの部分が、Ｆｅおよび不可避の不純物である、請求項１〜１６のいずれかに記載のロール。 Steel composition is mass%
0.8-0.99% C, and 0.4-0.5% Mn, and 0.2-1.5% Si, and 7.0-11% Cr, and 0.6- 1.6% Mo, and less than 1.0% Ni, and more than 1.0 to 2.1% V, and less than 0.015% P, and less than 0.015% S, and 30 ppm Less than O 2 , and less than 100 ppm N 2 , and less than 3 ppm H 2
The roll according to claim 1, wherein the remaining part of the roll is Fe and inevitable impurities. 鋼組成物が、質量％で、
０．８５〜０．９％のＣ、および
０．４〜０．５％のＭｎ、および
０．８５〜１．１５％のＳｉ、および
７．３〜８．０％未満のＣｒ、および
１．４５〜１．５５％のＭｏ、および
０．３％未満のＮｉ、および
１．３〜１．６％のＶ、および
０．０１５％未満のＰ、および
０．０１５％未満のＳ、および
３０ｐｐｍ未満のＯ2、および
１００ｐｐｍ未満のＮ2、および
３ｐｐｍ未満のＨ2
を含み、ロールの残りの部分が、Ｆｅおよび不可避の不純物である、請求項１〜１７のいずれかに記載のロール。 Steel composition is mass%
0.85 to 0.9% C, and 0.4 to 0.5% Mn, and 0.85 to 1.15% Si, and 7.3 to less than 8.0% Cr, and 1 .45 to 1.55% Mo, and less than 0.3% Ni, and 1.3 to 1.6% V, and less than 0.015% P, and less than 0.015% S; and Less than 30 ppm O 2 , and less than 100 ppm N 2 , and less than 3 ppm H 2
The roll according to claim 1, wherein the remaining part of the roll is Fe and inevitable impurities. さらに、冷間圧延における作業ロールとしての使用のために構成されている、請求項１〜１８のいずれかに記載のロール。   Furthermore, the roll in any one of Claims 1-18 comprised for the use as a work roll in cold rolling. ４００ｋｇを超える重量をさらに有する、請求項１〜１９のいずれかに記載のロール。   20. A roll according to any of claims 1 to 19, further having a weight of more than 400kg. ２１５ｍｍ〜８００ｍｍの範囲の直径をさらに有する、請求項１〜２０のいずれかに記載のロール。   21. A roll according to any of claims 1 to 20, further having a diameter in the range of 215mm to 800mm. 鍛造ロールを製造するための方法であって、
ａ．質量％で、
０．８〜１％未満のＣ、
０．２〜０．５％のＭｎ、
０．２〜２．０％のＳｉ、
７．０〜１３．０％のＣｒ、
０．６〜１．６％のＭｏ、
１．０を超え３．０％までのＶ
を含み、鋼の残りの部分が、Ｆｅおよび不可避の不純物である鋼組成物を用意するステップと、
ｂ．凝固区間において、インゴットの外側層である作業層において１５℃／分を超える凝固速度を維持してインゴットを製造するステップと、
ｃ．インゴットをロールに鍛造するステップと、
ｄ．誘導加熱によってロールを焼入するステップと、
ｅ．ロールを４５０℃〜５３０℃の間の温度で焼戻しして、７８０ＨＶ〜８４０ＨＶの間の硬度に到達させるステップと
を含み、
これにより、
− 体積あたり５％未満の残留オーステナイト比率を有する焼戻しマルテンサイトと、
− 開口した共晶炭化物ネットワークを形成する、５体積％未満の共晶炭化物と
を含むロールの微細構造を達成し、
ロールが、
− ７８０ＨＶ〜８４０ＨＶの間の硬度と、
− −３００ＭＰａ〜−５００ＭＰａの間の内部圧縮応力と
を示す、方法。 A method for producing a forging roll comprising:
a. % By mass
0.8 to less than 1% C,
0.2-0.5% Mn,
0.2-2.0% Si,
7.0-13.0% Cr,
0.6-1.6% Mo,
V exceeding 1.0 to 3.0%
Providing a steel composition wherein the remaining portion of the steel is Fe and inevitable impurities;
b. Maintaining a solidification rate exceeding 15 ° C./min in the working layer, which is the outer layer of the ingot, in the solidification zone , and manufacturing the ingot;
c. Forging the ingot into a roll;
d. Quenching the roll by induction heating;
e. Tempering the roll at a temperature between 450 ° C. and 530 ° C. to reach a hardness between 780 HV and 840 HV,
This
Tempered martensite having a retained austenite ratio of less than 5% by volume;
- forming an opening eutectic carbides network, to achieve the microstructure of roles including the eutectic carbides of less than 5% by volume,
Role is,
A hardness between 780 HV and 840 HV,
-A method showing an internal compressive stress between -300 MPa and -500 MPa. インゴットが、作業層において、１５℃／分超え〜５５℃／分の範囲内で凝固速度を維持して製造される、請求項２２に記載の方法。 The method according to claim 22, wherein the ingot is produced while maintaining the solidification rate in the working layer in the range of greater than 15 ° C./min to 55 ° C./min. インゴットが、作業層において、４５℃／分〜５５℃／分の範囲内で凝固速度を維持して製造される、請求項２２に記載の方法。   The method according to claim 22, wherein the ingot is produced in the working layer while maintaining a solidification rate within a range of 45 ° C./min to 55 ° C./min. インゴットが、凝固区間において、インゴットの作業層において３５℃／分を超える凝固速度を維持して製造される、請求項２２から２４のいずれかに記載の方法。 25. A method according to any of claims 22 to 24, wherein the ingot is produced in the solidification zone with a solidification rate in the working layer of the ingot exceeding 35 ° C / min. 前記インゴットに関して凝固区間が１４００℃〜１２００℃の間にある、請求項２２から２５のいずれかに記載の方法。 26. A method according to any of claims 22 to 25, wherein the solidification zone for the ingot is between 1400C and 1200C. インゴットが、凝固速度の予め定められた関数に従ってアンペア電流供給を制御することによって、エレクトロスラグ精製炉（ＥＳＲ）技術プロセスにおいて予め選択された凝固速度を維持して製造される、請求項２２から２６のいずれかに記載の方法。   27. The ingot is manufactured maintaining a preselected solidification rate in an electroslag refining furnace (ESR) technology process by controlling the ampere current supply according to a predetermined function of the solidification rate. The method in any one of. インゴットをロールに鍛造するステップが、
ａ．インゴットを８００℃〜１２００℃の間の温度に加熱するステップと、
ｂ．インゴットを８００℃を超える温度で鍛造するステップと、
ｃ．インゴットが所望の形状およびサイズを有するロールに形成されるまでステップａ〜ｂを繰り返すステップと
を含む、請求項２２から２７のいずれかに記載の方法。 The step of forging the ingot into a roll
a. Heating the ingot to a temperature between 800 ° C and 1200 ° C;
b. Forging the ingot at a temperature exceeding 800 ° C .;
c. 28. A method according to any of claims 22 to 27, comprising repeating steps ab until the ingot is formed into a roll having a desired shape and size. 鍛造ステップの後に、７００℃〜１１００℃の間の温度に予備熱処理するステップであって、水素拡散処理を含んでよいステップをさらに含む、請求項２２から２８のいずれかに記載の方法。   29. A method according to any of claims 22 to 28, further comprising a step of pre-heat treatment to a temperature between 700 <0> C and 1100 <0> C after the forging step, which may include a hydrogen diffusion treatment. ロールを焼戻しするステップが、
ａ．ロールを４５０℃〜５３０℃に、３回、加熱するステップと、
ｂ．加熱ステップ（複数）の間にロールを空冷するステップと
を含む、請求項２２から２９のいずれかに記載の方法。 The step of tempering the roll
a. Heating the roll to 450 ° C. to 530 ° C. three times;
b. 30. A method according to any of claims 22 to 29, comprising air cooling the roll during the heating step (s). レーザビームテクスチャリング、電子ビームテクスチャリングまたは放電テクスチャリングを行って、共晶炭化物を含む白層のテクスチャをロールに与えることをさらに含む、請求項２２から３０のいずれかに記載の方法。   31. The method of any of claims 22-30, further comprising performing laser beam texturing, electron beam texturing or discharge texturing to impart a white layer texture comprising eutectic carbide to the roll. 白層における前記共晶炭化物が、Ｍ7Ｃ3から選択される、請求項３１に記載の方法。 The eutectic carbide in the white layer is selected from the M 7 C 3, The method of claim 31. 請求項１から２１のいずれかに記載の特徴をさらに含む、請求項２２から３２のいずれかに記載の方法。   33. A method according to any of claims 22 to 32, further comprising the features of any of claims 1 to 21. 以下のステップを含む方法によって製造される鍛造ロールであって、
ａ．質量％で、
０．８〜１％未満のＣ、
０．２〜０．５％のＭｎ、
０．２〜２．０％のＳｉ、
７．０〜１３．０％のＣｒ、
０．６〜１．６％のＭｏ、
１．０を超え３．０％までのＶ
を含み、鋼の残りの部分が、Ｆｅおよび不可避の不純物である鋼組成物を用意するステップ；
ｂ．凝固区間において、インゴットの外側層である作業層において１５℃／分を超える凝固速度を維持してインゴットを製造するステップ；
ｃ．インゴットをロールに鍛造するステップ；
ｄ．誘導加熱によってロールを焼入するステップ；
ｅ．ロールを焼戻しするステップ；
これにより、
− 体積あたり５％未満の残留オーステナイト比率を有する焼戻しマルテンサイトと、
− 開口した共晶炭化物ネットワークを形成する、５体積％未満の共晶炭化物と
を含むロールの微細構造が達成され；
ロールが、
− ７８０ＨＶ〜８４０ＨＶの間の硬度と、
− −３００ＭＰａ〜−５００ＭＰａの間の内部圧縮応力と
を示す、鍛造ロール。 A forged roll produced by a method comprising the following steps,
a. % By mass
0.8 to less than 1% C,
0.2-0.5% Mn,
0.2-2.0% Si,
7.0-13.0% Cr,
0.6-1.6% Mo,
V exceeding 1.0 to 3.0%
Providing a steel composition wherein the remainder of the steel is Fe and inevitable impurities;
b. Maintaining the solidification rate in the working layer, which is the outer layer of the ingot, in the solidification zone at a solidification rate exceeding 15 ° C./min;
c. Forging the ingot into a roll;
d. Quenching the roll by induction heating;
e. Tempering the roll;
This
Tempered martensite having a retained austenite ratio of less than 5% by volume;
- forming an opening eutectic carbide network, the microstructure of the roll comprising a eutectic carbides of less than 5% by volume is achieved;
Role is,
A hardness between 780 HV and 840 HV,
- showing the internal compressive stress between -300MPa~-500MPa, forged roll. 請求項１から３３のいずれかに記載の特徴をさらに含む、請求項３４のロール。   35. The roll of claim 34, further comprising the features of any of claims 1-33. 請求項１から３５のいずれかに記載のロールの製造における中間製品インゴットであって、質量％で、
０．８〜１％未満のＣ、
０．２〜０．５％のＭｎ、
０．２〜２．０％のＳｉ、
７．０〜１３．０％のＣｒ、
０．６〜１．６％のＭｏ、
１．０を超え３．０％までのＶ
を含み、
鋼の残りの部分が、Ｆｅおよび不可避の不純物である鋼組成物を含み、
インゴットから生じる最終的なロールの微細構造が、
− 体積あたり５％未満の残留オーステナイト比率を有する焼戻しマルテンサイトと、
− 開口した共晶炭化物ネットワークを形成する、５体積％未満の共晶炭化物と
を含む、
インゴット。 An intermediate product ingot in the roll of manufacture according to any one of 請 Motomeko 1 35, mass%,
0.8 to less than 1% C,
0.2-0.5% Mn,
0.2-2.0% Si,
7.0-13.0% Cr,
0.6-1.6% Mo,
V exceeding 1.0 to 3.0%
Including
The remaining part of the steel contains a steel composition that is Fe and inevitable impurities;
The final roll microstructure resulting from the ingot is
Tempered martensite having a retained austenite ratio of less than 5% by volume;
-Less than 5% by volume of eutectic carbide forming an open eutectic carbide network;
ingot. ＡＨＳＳ鋼グレードの材料の冷間圧延のための、請求項１から２１または３４から３５のいずれかに記載のロールの使用。 For cold rolling of AHSS steel grade wood fees, the use of roll according to any one of claims 1 to 21 or 34 35. − ブリキ板、鋼製シート、ケイ素鋼、ステンレス鋼、アルミニウムおよび銅のための１段目および仕上げスタンド、可逆および非可逆スタンドのための冷間圧延リダクションミル；または
− 冷間圧延焼戻しおよび／もしくはスキンパスミル；または
− テクスチャが与えられた、もしくはテクスチャが与えられていない表面を有する、２段、４段および６段スタンドとしてのミル構成
から選択されるもののための、請求項１から２１または３４から３５のいずれかに記載のロールの使用。 -Cold rolling reduction mill for tin plate, steel sheet, first stage and finishing stand for silicon steel, stainless steel, aluminum and copper, reversible and irreversible stand; or-cold rolling tempering and / or A skin pass mill; or-for one selected from mill configurations as two-stage, four-stage and six-stage stands having a textured or untextured surface. 35. Use of a roll according to any one of. 請求項１から２１または３４から３５のいずれかに記載のロールの、作業ロールとしての使用。   Use of the roll according to any of claims 1 to 21 or 34 to 35 as a work roll. ロールがコーティングされていない、請求項１から２１のいずれかに記載のロール。   The roll according to any of claims 1 to 21, wherein the roll is uncoated. ロールが選択可能なコーティング、例えばクロムコーティングによってコーティングされている、請求項１から２１のいずれかに記載のロール。   22. A roll according to any of claims 1 to 21, wherein the roll is coated with a selectable coating, such as a chromium coating. ロールがコーティングされていない、請求項３４または３５に記載のロール。   36. A roll according to claim 34 or 35, wherein the roll is uncoated. ロールが選択可能なコーティング、例えばクロムコーティングによってコーティングされている、請求項３４または３５に記載のロール。   36. A roll according to claim 34 or 35, wherein the roll is coated with a selectable coating, such as a chromium coating. ロールがコーティングされていない、請求項２２〜３３のいずれかに記載のロールを製造するための方法。   34. A method for manufacturing a roll according to any of claims 22-33, wherein the roll is uncoated. ロールが選択可能なコーティング、例えばクロムコーティングによってコーティングされている、請求項２２〜３３のいずれかに記載のロールを製造するための方法。   34. A method for manufacturing a roll according to any of claims 22-33, wherein the roll is coated with a selectable coating, such as a chromium coating. ロールがコーティングされていない、請求項３７〜３９のいずれかに記載のロールの使用。 40. Use of a roll according to any of claims 37 to 39 , wherein the roll is uncoated. ロールが選択可能なコーティング、例えばクロムコーティングによってコーティングされている、請求項３７〜３９のいずれかに記載のロールの使用。 40. Use of a roll according to any of claims 37 to 39 , wherein the roll is coated with a selectable coating, such as a chromium coating.
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