JP2715199B2 - 圧延用ロール外層材 - Google Patents
圧延用ロール外層材Info
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Description
性を兼備した圧延用ロール外層材に関する。
ロールは、外層と内層からなる複合ロールとされ、外層
材をセメンタイト系の炭化物が晶出した高Cr鋳鉄、又
はNi−グレン鋳鉄、内層材を靱性の良いねずみ鋳鉄、
又はダクタイル鋳鉄として、遠心力鋳造法によって製造
されている。
る生産性向上の要求等から、より一層の耐摩耗性と耐ク
ラック性を備えた圧延用ロールの提供が要求されてい
る。
407 号、特開昭61-177355 号には、従来の遠心力鋳造ロ
ールの外層材として高V鋳鉄を用いることが提案されて
いる。
造ロールの外層材として高V鋳鉄を用いる圧延用ロール
では、比重の小さいV炭化物が遠心分離し、ロール外層
内の特性が肉厚方向で不均一になる。この傾向は大型ロ
ールで外層肉厚が大なるほど著しく、実用ロールとして
の使用に耐えることができないという問題点がある。
には、高速度鋼なみに高合金化した鋳鋼、鋳鉄を適用し
たロール材が提案されている。然しながら、特開昭58-8
7249号は焼嵌め又は組立ロールを対象としたものであ
り、圧延中に生ずる外層と軸材間の滑りが問題となる。
また、特開平1-96355 号は特殊な鋳かけ肉盛法等、遠心
力鋳造法以外の特殊な製造手法しか適用できず、生産
性、経済性の面で問題がある。
外層にVを多量に含有させることにより、耐摩耗性を著
しく向上させることは可能であるが、複合ロール製造時
に生産性、経済性が最も優れているとして一般に実施さ
れている遠心力鋳造法を採用した場合には、炭化物の遠
心分離を生じ所定の特性を均一に得られないという問題
点がある。
化し、炭化物組成を限定することにより、生産性、経済
性の優れた遠心力鋳造法を適用しても、偏析等の生じな
い耐摩耗性と耐クラック性の均一な圧延用ロール外層材
を提供することを目的とする。
層材は、C:1.5 〜 3.5%,Si:1.5 %以下,Mn:
1.2%以下,Ni:5.5 %以下,Cr:5.5 〜12.0%,
Mo:2.0 〜8.0 %,V:3.0 〜10.0%,Nb:0.6 〜
7.0 %を含有し、且つ下記(1) 式と(2) 式を満足し、 V+ 1.8Nb ≦ 7.5 C−6.0(%) …(1) 0.2 ≦ Nb/V ≦ 0.8 …(2) 残部Fe及び不可避的不純物よりなるようにしたもので
ある。
及びV、Nb、C量の限定式について説明する。
成するための必須元素で1.5 %以上必要であるが、3.5
%を越えると耐クラック性が著しく低下するため上限を
3.5 %とする。
5 %を越えると耐クラック性を低下するため上限を1.5
%とする。
えると耐クラック性が低下するため好ましくなく上限を
1.2 %とする。
加するが、5.5 %を越えると残留γの存在など不安定な
組織を形成するため好ましくなく、上限を5.5%とす
る。
な元素で5.5 %以上添加するが、12.0%を越えると本発
明が対象とするV、Nbを添加した場合には耐摩耗性が
劣化するため上限を12.0%とする。
有効であるとともに、基地の焼入性、焼もどし軟化抵抗
を向上し、基地組織の強化に有効であるため2.0 %以上
必要であるが、8.0 %を越えると耐クラック性が低下す
るため、上限を8.0 %とする。
これらの複合添加と含有量制限条件が本発明の最大の特
徴である。
又はM4 C3 炭化物を形成するための必須元素で、その
効果を発揮するためには3.0 %以上必要であるが、10.0
%を越えると耐クラック性の低下、製造上の問題を生じ
るため上限を10.0%とする。
化物を形成するが単独添加では粗大な塊状炭化物となり
その効果が得られないだけでなく耐クラック性が問題と
なる。
硬さに及ぼすC量との関係、及び遠心力鋳造したリング
材の炭化物分布に起因する外層、内層間の熱間摩耗比、
熱衝撃試験におけるクラックの最大深さとNb、Vの含
有量比Nb/Vとの関係を調べた結果をそれぞれ図1及
び図2に示す。
さHs 70以上を得るためには V+1.8 Nb≦7.5 C−6.0 (%) を満足する必要があることが明らかとなった。
0.5 %,Ni:2.7 %,Cr:7.2%,Mo:3.5 %、2
5mmY/ブロックについて、1000℃焼ならし処理、550
℃焼もどし処理を施した試料を用いた。
合にも均一な外層材を得ることができ、かつ耐クラック
性も損なわないためには 0.2 ≦Nb/V≦0.8 を満足する必要があることが明らかとなった。
層)」は、リング材の内層側から採取した試験片の摩耗
量(Iw )と外層側から採取した試験片の摩耗量(Ow
)との比(Iw /Ow )であり、「熱衝撃クラック最
大深さ」は、熱衝撃試験で発生したクラックの最大深さ
である。
0.6 %,Mn:0.5 %,Ni:3.2%,Cr:7.4 %,
Mo:3.7 %,V:5.8 %,Nb:0 〜7.5 %を遠心力
鋳造(140 G)して得た肉厚100mm のリングサンプルに
ついて、1000℃焼ならし処理、550 ℃焼もどし処理を施
した試料を用いた。
とφ50×10の試験材の2円盤のすべり摩耗方式で相手材
を800 ℃に加熱し、荷重100Kgfで圧接した状態で試験材
を800rpmで回転させ、すべり率3.9 %として120 分後の
摩耗減量を測定して行なった。
いるローラーに55×40×15の板状試験片を圧接する方式
で、荷重150kgf、接触時間15sの条件で行ない、試験片
に発生したクラック長さを測定した。
F、S、T、U、V、比較材:A、G〜R)を遠心力鋳
造法(140G)により鋳造し、肉厚100mm のリングサンプ
ルを試作し、ショアー硬さ、熱間摩耗及び熱衝撃試験を
行なった。
側からそれぞれφ50×10の試験片を採取し、前記条件と
同一の方法で行なった。
り前記した板状試験片を採取し、同一の条件で行なっ
た。
に示す。表2によれば、本発明材は従来のNi−グレン
材(A材)と比べ、硬さは同程度であるが、耐摩耗性、
耐クラック性ともに著しく向上していることが認められ
る。また、比較材G〜J材は本発明の限定をはずれてい
るため、G、J材については硬さが不足し、H材につい
ては炭化物の偏析で外層の耐摩耗性が低下し、I材につ
いては耐クラック性が低下している。また、比較材K〜
R材についてみれば、K材はC量が過多であるため耐ク
ラック性が低下し、L材はSi量が過多であるため耐ク
ラック性が低下し、M材はMn量が過多であるため耐ク
ラック性が低下し、N材はNi量が過多であるため硬
さ、耐摩耗性、耐クラック性ともに低下し、O材はCr
量が過多であるため耐摩耗性、耐クラック性が低下し、
P材はMo量が過多であるため耐クラック性が低下し、
Q材はV量が不足しているため耐摩耗性、耐クラック性
が低下し、R材はV量が過多であるため耐クラック性が
低下している。
経済性の優れた遠心力鋳造法を適用しても、偏析等の生
じない耐摩耗性と耐クラック性に優れた圧延用ロール外
層材を得ることができる。
さに及ぼす影響を示す線図である。
起因する外層と内層間の熱間摩耗比と、熱衝撃試験にお
けるクラック最大深さに及ぼすNbとVの含有量比Nb
/Vの影響を示す線図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 C:1.5 〜 3.5%,Si:1.5 %以下,
Mn: 1.2%以下,Ni:5.5 %以下,Cr:5.5 〜1
2.0%,Mo:2.0 〜8.0 %,V:3.0 〜10.0%,N
b:0.6 〜7.0 %を含有し、且つ下記(1) 式と(2) 式を
満足し、 V+ 1.8Nb ≦ 7.5 C−6.0(%) …(1) 0.2 ≦ Nb/V ≦ 0.8 …(2) 残部Fe及び不可避的不純物よりなる圧延用ロール外層
材。
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1991
- 1991-09-26 JP JP27359791A patent/JP2715199B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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