JP2886367B2 - 熱間圧延用耐摩耗・耐熱亀裂ロール材 - Google Patents
熱間圧延用耐摩耗・耐熱亀裂ロール材Info
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- JP2886367B2 JP2886367B2 JP19152791A JP19152791A JP2886367B2 JP 2886367 B2 JP2886367 B2 JP 2886367B2 JP 19152791 A JP19152791 A JP 19152791A JP 19152791 A JP19152791 A JP 19152791A JP 2886367 B2 JP2886367 B2 JP 2886367B2
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- resistant
- heat
- wear
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐摩耗性、耐熱亀裂性
に優れた熱間圧延用ロール材に関する。
に優れた熱間圧延用ロール材に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近の高負荷、高熱負荷操業に従い、熱
間圧延用ロールとしては、高温度における耐摩耗性、耐
熱亀裂性が強く要求される。これまで熱延ロールとして
は、主にアダマイト材やグレン材が使用されてきたが、
最近では、Ｃｒを１５〜２０％程度含有した高Ｃｒ鋳鉄
材が開発され、その良好な耐摩耗性により急速に適用が
拡大されている。さらに、高Ｃｒ鋳鉄よりも耐摩耗性に
すぐれるハイス材のロールも出現しつつある。しかし、
これらのロール材は非常に硬い炭化物を晶出、析出させ
ており、耐摩耗性は優れるものの耐熱亀裂性が劣る問題
を有している。
間圧延用ロールとしては、高温度における耐摩耗性、耐
熱亀裂性が強く要求される。これまで熱延ロールとして
は、主にアダマイト材やグレン材が使用されてきたが、
最近では、Ｃｒを１５〜２０％程度含有した高Ｃｒ鋳鉄
材が開発され、その良好な耐摩耗性により急速に適用が
拡大されている。さらに、高Ｃｒ鋳鉄よりも耐摩耗性に
すぐれるハイス材のロールも出現しつつある。しかし、
これらのロール材は非常に硬い炭化物を晶出、析出させ
ており、耐摩耗性は優れるものの耐熱亀裂性が劣る問題
を有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一般に、耐摩耗性を改
善するには、組織中に硬い炭化物を沢山晶析出させるこ
とが望ましい。しかし、遠心鋳造法等をはじめとする溶
湯から直接製造する場合は凝固速度が遅いこともあり、
炭化物の粗大化や偏析を伴い易い。これら、高硬度炭化
物及びその粗大化により、耐熱亀裂性が阻害される。本
発明は、耐摩耗性に優れるとともに耐熱亀裂性を改善し
たロール材を提供するためになされた。
善するには、組織中に硬い炭化物を沢山晶析出させるこ
とが望ましい。しかし、遠心鋳造法等をはじめとする溶
湯から直接製造する場合は凝固速度が遅いこともあり、
炭化物の粗大化や偏析を伴い易い。これら、高硬度炭化
物及びその粗大化により、耐熱亀裂性が阻害される。本
発明は、耐摩耗性に優れるとともに耐熱亀裂性を改善し
たロール材を提供するためになされた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、（１）Ｃ：
１．０〜２．５％，Ｓｉ：０．３〜２．０％，Ｍｎ：
０．１〜２．０％，Ｃｒ：３．０〜１０．０％，Ｍｏ＜
６．０％，Ｗ＜６．０％，Ｖ：４．０〜１５．０％，残
部Ｆｅおよび不可避不純物よりなる成分に、Ｔｉ：０．
０１〜１．０，Ｚｒ：０．０１〜１．０％を添加するこ
とを特徴とする耐摩耗・耐熱亀裂ロール材および（１）
記載の組成を有するロール材にＢを０．００２％〜０．
０２％添加することを特徴とする耐摩耗性・耐熱亀裂性
ロール材である。
１．０〜２．５％，Ｓｉ：０．３〜２．０％，Ｍｎ：
０．１〜２．０％，Ｃｒ：３．０〜１０．０％，Ｍｏ＜
６．０％，Ｗ＜６．０％，Ｖ：４．０〜１５．０％，残
部Ｆｅおよび不可避不純物よりなる成分に、Ｔｉ：０．
０１〜１．０，Ｚｒ：０．０１〜１．０％を添加するこ
とを特徴とする耐摩耗・耐熱亀裂ロール材および（１）
記載の組成を有するロール材にＢを０．００２％〜０．
０２％添加することを特徴とする耐摩耗性・耐熱亀裂性
ロール材である。
【０００５】
【作用】以下に本発明によるロール材について詳細に説
明する。上記のような成分系に限定した理由をまず説明
する。Ｃの含有量を１．０から２．５％としたのは、Ｃ
はＣｒ，Ｖ，Ｍｏ，Ｗと化合し、硬度の高いＭＣ型、Ｍ
3 Ｃ型、Ｍ7 Ｃ3 型の炭化物を晶析出させ耐摩耗性を向
上させる。下限の１．０％は、これ未満の添加では炭化
物量が少なく充分な耐摩耗性が得られない。上限の２．
５％は、これを越えた添加では炭化物は多すぎて靭性が
低下するため望ましくない。
明する。上記のような成分系に限定した理由をまず説明
する。Ｃの含有量を１．０から２．５％としたのは、Ｃ
はＣｒ，Ｖ，Ｍｏ，Ｗと化合し、硬度の高いＭＣ型、Ｍ
3 Ｃ型、Ｍ7 Ｃ3 型の炭化物を晶析出させ耐摩耗性を向
上させる。下限の１．０％は、これ未満の添加では炭化
物量が少なく充分な耐摩耗性が得られない。上限の２．
５％は、これを越えた添加では炭化物は多すぎて靭性が
低下するため望ましくない。
【０００６】Ｓｉの含有量を０．３〜２．０％としたの
は、良好な鋳造性を得るためであり、通常０．３〜２．
０％添加する。Ｍｎの含有量を０．１〜２．０％とした
のは、溶湯の脱酸、脱硫のためであり、通常０．１〜
２．０％添加する。
は、良好な鋳造性を得るためであり、通常０．３〜２．
０％添加する。Ｍｎの含有量を０．１〜２．０％とした
のは、溶湯の脱酸、脱硫のためであり、通常０．１〜
２．０％添加する。
【０００７】Ｃｒの含有量を３．０〜１０．０％とした
のは、ＣｒはＣと炭化物を生成しやすく耐摩耗性を向上
すること一部マトリックス中に固溶して焼入れ性を向上
することから耐摩耗性を改善する。Ｃｒは３．０％以上
添加しないとその効果を充分に発揮しないことから下限
を３．０％とした。また、１０．０％超になると炭化物
が粗大化しやすく耐熱亀裂特性が悪くなることから、上
限を１０．０％とした。
のは、ＣｒはＣと炭化物を生成しやすく耐摩耗性を向上
すること一部マトリックス中に固溶して焼入れ性を向上
することから耐摩耗性を改善する。Ｃｒは３．０％以上
添加しないとその効果を充分に発揮しないことから下限
を３．０％とした。また、１０．０％超になると炭化物
が粗大化しやすく耐熱亀裂特性が悪くなることから、上
限を１０．０％とした。
【０００８】Ｍｏ、Ｗの含有量を６．０％未満としたの
は、両者ともにＣと化合してＭ2 Ｃ、Ｍ6 Ｃ型炭化物を
生成するとともに、マトリックス中に固溶して基地を強
化し、耐摩耗性や高温硬度を向上する。しかし、Ｍｏ、
Ｗが多くなるとネット状の複炭化物が増加し、靭性及び
耐熱亀裂特性が低下する。また、Ｃｒ，Ｖ等とのＣ含有
量のバランス上、上限を各々６．０％とした。
は、両者ともにＣと化合してＭ2 Ｃ、Ｍ6 Ｃ型炭化物を
生成するとともに、マトリックス中に固溶して基地を強
化し、耐摩耗性や高温硬度を向上する。しかし、Ｍｏ、
Ｗが多くなるとネット状の複炭化物が増加し、靭性及び
耐熱亀裂特性が低下する。また、Ｃｒ，Ｖ等とのＣ含有
量のバランス上、上限を各々６．０％とした。
【０００９】Ｖの含有は、ＣとＭＣ型の非常に高硬度の
炭化物を生成し、初晶として生成するため耐摩耗性への
影響が大きい元素である。下限を４．０％としたのは、
これ以下では耐摩耗性が充分でなく、上限を１５．０％
としたのは、これ以上ではＶＣ炭化物が均一に生成しに
くくなるからである。
炭化物を生成し、初晶として生成するため耐摩耗性への
影響が大きい元素である。下限を４．０％としたのは、
これ以下では耐摩耗性が充分でなく、上限を１５．０％
としたのは、これ以上ではＶＣ炭化物が均一に生成しに
くくなるからである。
【００１０】さらに、発明者らは微量のＴｉ，Ｚｒを混
合して添加するとこれらの酸化物の周辺に上記炭化物が
微細に晶析出することをみいだした。その結果、靭性及
び熱亀裂特性が大幅に改善できる。この場合、Ｔｉ，Ｚ
ｒいずれも０．０１％未満ではその効果は充分でなく、
１．０％以下でその効果は充分発揮される。なお、Ｔ
ｉ，Ｚｒの添加法としては、脱酸剤として溶解初期に添
加すれば合理的である。また、確実に酸化物を生成する
ため同時にＦｅ3 Ｏ4やＦｅＯ等のスケールを添加して
もよい。
合して添加するとこれらの酸化物の周辺に上記炭化物が
微細に晶析出することをみいだした。その結果、靭性及
び熱亀裂特性が大幅に改善できる。この場合、Ｔｉ，Ｚ
ｒいずれも０．０１％未満ではその効果は充分でなく、
１．０％以下でその効果は充分発揮される。なお、Ｔ
ｉ，Ｚｒの添加法としては、脱酸剤として溶解初期に添
加すれば合理的である。また、確実に酸化物を生成する
ため同時にＦｅ3 Ｏ4やＦｅＯ等のスケールを添加して
もよい。
【００１１】発明者らは、さらに、検討を重ね、Ｂを添
加すると熱亀裂伝播のもととなるネット状の炭化物を抑
制し、より一層の靭性及び熱亀裂特性の改善が可能なこ
とを見いだした。この時のＢ量としては０．００２％未
満ではその効果が充分でなく、０．０２％でその効果が
飽和する。
加すると熱亀裂伝播のもととなるネット状の炭化物を抑
制し、より一層の靭性及び熱亀裂特性の改善が可能なこ
とを見いだした。この時のＢ量としては０．００２％未
満ではその効果が充分でなく、０．０２％でその効果が
飽和する。
【００１２】上記記載組成以外に、より一層の焼入れ性
の向上をはかるためＮｉを、圧延使用中の焼戻し抵抗を
向上する意味でＣｏを通常添加される範囲内で添加して
もよい。なお、ロールの製造にあたっては、熱処理等に
より硬度としてはＨｓ８０〜９０に調節して耐摩耗性の
維持をはかるためその強度上、内部に高靭性材を有する
複合ロールとなる。外層の製造法としては、ＣＰＣ法
（連続溶湯鋳掛け法）等を利用すればよい。
の向上をはかるためＮｉを、圧延使用中の焼戻し抵抗を
向上する意味でＣｏを通常添加される範囲内で添加して
もよい。なお、ロールの製造にあたっては、熱処理等に
より硬度としてはＨｓ８０〜９０に調節して耐摩耗性の
維持をはかるためその強度上、内部に高靭性材を有する
複合ロールとなる。外層の製造法としては、ＣＰＣ法
（連続溶湯鋳掛け法）等を利用すればよい。
【００１３】
【実施例】本発明の実施例として表１に示す成分のグレ
ンロール材、一般的なハイス材、本発明によるロール材
について熱間摩耗試験および熱亀裂試験を行なった。熱
間摩耗試験は、図１に示すようなディスク対ディスクタ
イプの転動摩耗試験により行い、圧延材に相当する加熱
片の温度は、８５０℃で、またディスク間の接触応力は
約３０ kgf／mm2 で、ディスク間のすべりは１１％にて
行なった。一方、熱亀裂試験は、５００℃にて１５分加
熱後、どぶ漬水冷の繰り返しを行いクラック発生迄の回
数で比較した。表２より、発明材は現状材より耐摩耗
性、耐熱亀裂性に優れ、特に耐熱亀裂特性の改善が大き
いことがわかる。
ンロール材、一般的なハイス材、本発明によるロール材
について熱間摩耗試験および熱亀裂試験を行なった。熱
間摩耗試験は、図１に示すようなディスク対ディスクタ
イプの転動摩耗試験により行い、圧延材に相当する加熱
片の温度は、８５０℃で、またディスク間の接触応力は
約３０ kgf／mm2 で、ディスク間のすべりは１１％にて
行なった。一方、熱亀裂試験は、５００℃にて１５分加
熱後、どぶ漬水冷の繰り返しを行いクラック発生迄の回
数で比較した。表２より、発明材は現状材より耐摩耗
性、耐熱亀裂性に優れ、特に耐熱亀裂特性の改善が大き
いことがわかる。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【表２】
【００１６】
【発明の効果】上記発明組成よりなるロールを使用する
ことにより、高硬度による耐摩耗性と炭化物の微細分布
化による熱亀裂特性の向上が可能となり、高ロール寿命
が得られ、ロール交換の減少による作業率の向上やロー
ル原単位の低減等、その効果は大きい。
ことにより、高硬度による耐摩耗性と炭化物の微細分布
化による熱亀裂特性の向上が可能となり、高ロール寿命
が得られ、ロール交換の減少による作業率の向上やロー
ル原単位の低減等、その効果は大きい。
【図１】各種ロール材の熱間における摩耗量を評価する
試験機の構成を示す図である。
試験機の構成を示す図である。
【符号の説明】 １ 加熱コイル ２ 加熱片（圧延材相当） ３ 試験片（ロール材相当）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 光生 福岡県北九州市戸畑区大字中原46−59 新日本製鐵株式会社 機械・プラント事 業部内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B21B 27/00 C22C 37/00
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｃ：１．０〜２．５％，Ｓｉ：０．３〜
２．０％，Ｍｎ：０．１〜２．０％，Ｃｒ：３．０〜１
０．０％，Ｍｏ＜６．０％，Ｗ＜６．０％，Ｖ：４．０
〜１５．０％，残部Ｆｅおよび不可避不純物よりなる成
分に、Ｔｉ：０．０１〜１．０％，Ｚｒ：０．０１〜
１．０％を添加することを特徴とする熱間圧延用耐摩耗
性・耐熱亀裂性ロール材。 - 【請求項２】 Ｂを０．００２〜０．０２％添加するこ
とを特徴とする請求項１記載の熱間圧延用耐摩耗性・耐
熱亀裂性ロール材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19152791A JP2886367B2 (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 熱間圧延用耐摩耗・耐熱亀裂ロール材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19152791A JP2886367B2 (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 熱間圧延用耐摩耗・耐熱亀裂ロール材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0531507A JPH0531507A (ja) | 1993-02-09 |
| JP2886367B2 true JP2886367B2 (ja) | 1999-04-26 |
Family
ID=16276152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19152791A Expired - Fee Related JP2886367B2 (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 熱間圧延用耐摩耗・耐熱亀裂ロール材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2886367B2 (ja) |
-
1991
- 1991-07-31 JP JP19152791A patent/JP2886367B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0531507A (ja) | 1993-02-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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