JP6518314B2 - Composite roll for rolling - Google Patents
Composite roll for rolling Download PDFInfo
- Publication number
- JP6518314B2 JP6518314B2 JP2017237480A JP2017237480A JP6518314B2 JP 6518314 B2 JP6518314 B2 JP 6518314B2 JP 2017237480 A JP2017237480 A JP 2017237480A JP 2017237480 A JP2017237480 A JP 2017237480A JP 6518314 B2 JP6518314 B2 JP 6518314B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rolling
- outer layer
- resistance
- area ratio
- less
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 title claims description 48
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 28
- 229910001567 cementite Inorganic materials 0.000 claims description 36
- KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N iron;methane Chemical compound C.[Fe].[Fe].[Fe] KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 33
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 33
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 4
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 36
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 29
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 20
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 16
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 15
- 210000001787 dendrite Anatomy 0.000 description 15
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 13
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 13
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 13
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 10
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 9
- YGGXZTQSGNFKPJ-UHFFFAOYSA-N methyl 2-naphthalen-1-ylacetate Chemical compound C1=CC=C2C(CC(=O)OC)=CC=CC2=C1 YGGXZTQSGNFKPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 6
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 6
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000009750 centrifugal casting Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 5
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 4
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 3
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 3
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 3
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 3
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 2
- 235000000396 iron Nutrition 0.000 description 2
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000003009 desulfurizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000005087 graphitization Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
Description
本発明は、熱間圧延に用いられる圧延用複合ロールに関するものである。 The present invention relates to a composite roll for rolling used for hot rolling.
熱間圧延に用いられる圧延用複合ロールは、鋼板と接する外層にすぐれた耐摩耗性、耐肌荒れ性及び耐クラック性が求められている。このため、外層材には、ハイス系鋳鉄材や高合金グレン鋳鉄材が用いられている。 The composite roll for rolling used for hot rolling is required to have excellent abrasion resistance, surface roughening resistance and crack resistance in the outer layer in contact with the steel sheet. For this reason, high-speed cast iron materials and high-alloyed grain cast iron materials are used as the outer layer material.
熱間仕上げ圧延の後段スタンドでは、一般的に前段スタンドに比べ通板速度が速く、且つ圧延荷重が大きくなり、圧延事故（例えば絞り事故）が発生し易い。また、圧延事故が発生すると鋼板とロール外層とで局所的に熱衝撃及び高負荷荷重を受けるため、ロール外層表面にクラックが発生する。このクラックを加工により除去（研削）する場合、圧延による摩耗量以上に大きく消耗する。 In the latter stage stand of hot finish rolling, the sheet passing speed is generally faster and the rolling load is larger than that of the former stage stand, and a rolling accident (for example, a drawing accident) easily occurs. In addition, when a rolling accident occurs, the steel sheet and the roll outer layer locally receive a thermal shock and a high load load, so that a crack is generated on the surface of the roll outer layer. When this crack is removed by grinding (grinding), it is consumed more than the amount of wear by rolling.
また、ロール外層材は圧延による摩耗で、ロール外層の表面粗度が大きくなり表面性状が悪化する。そのため、鋼板が最終製品に近いスタンドについては、ロールの表面性状が鋼板の品質を左右する。 In addition, the roll outer layer material is worn by rolling, and the surface roughness of the roll outer layer becomes large and the surface quality is deteriorated. Therefore, for the stand where the steel plate is close to the final product, the surface quality of the roll influences the quality of the steel plate.
このような事情から、熱間圧延の後段スタンド（特に最終スタンド）では、耐クラック性及び耐肌荒れ性が基本的に要求されている。 From these circumstances, in the rear end stand of the hot rolling (particularly the final stand), the crack resistance and the surface roughening resistance are basically required.
そのため後段スタンドに使用されるロール外層材は、耐摩耗性はハイス系鋳鉄材に劣るが、耐肌荒れ性及び耐クラック性にすぐれる高合金グレン鋳鉄材が好適に用いられている（たとえば、特許文献１参照）。 Therefore, although the roll outer layer material used for the latter stage stand is inferior to the high-speed cast iron material in wear resistance, a high alloy grain cast iron material excellent in surface roughening resistance and crack resistance is suitably used (for example, patent Reference 1).
しかしながら、熱間圧延では高級鋼板の製造や生産性の向上等の要求が高まっており、ロール外層材へ求められる性能がより高度化している。そのため、ハイス系鋳鉄材よりも耐肌荒れ性及び耐クラック性に優位である高合金グレン鋳鉄材には、耐摩耗性の向上が永続的に要求されている。つまり、耐肌荒れ性及び耐クラック性を基本性能として、さらに耐摩耗性が望まれている。 However, in hot rolling, demands for production of high-grade steel sheet and improvement of productivity etc. are increasing, and the performance required for the roll outer layer material is further advanced. For this reason, there is a permanent demand for improvement in the wear resistance of high alloy grain cast irons which are superior in surface roughening resistance and crack resistance to high-speed cast irons. That is, with the surface roughening resistance and the crack resistance as basic performances, further wear resistance is desired.
外層の耐摩耗性を向上させるために、炭化物形成元素を添加することにより外層の金属組織内に硬質な炭化物を増量させることが考えられる。しかしながら、高合金化は、耐肌荒れ性を低下させる組織ムラを発生し易い傾向にあり、鋳造時に組織制御が必要となる。 In order to improve the wear resistance of the outer layer, it is conceivable to increase the amount of hard carbides in the metallographic structure of the outer layer by adding a carbide-forming element. However, high alloying tends to generate uneven texture that reduces surface roughening resistance, and requires structural control at the time of casting.
特に、斑点偏析による外層の肌荒れは、粗大なデンドライトが密集することで斑点組織として形成することが主な原因である。この斑点組織は、周囲の組織に比べ硬度が低く、圧延により摩耗差が生じる。この摩耗差がロール外層表面上に斑点模様として出現し、圧延材に転写されて、圧延材の品質を低下させる。 In particular, the surface roughening of the outer layer due to spot segregation is mainly caused by the formation of a spot texture due to the concentration of coarse dendrites. This mottled texture is lower in hardness than the surrounding tissue, and rolling causes a wear difference. This wear difference appears as a spotted pattern on the surface of the roll outer layer, and is transferred to the rolled material to degrade the quality of the rolled material.
圧延の絞り事故によるクラックは、ロール外層と圧延材が焼付き、外層が熱衝撃を受けることで発生する。このクラックは、金属組織内の黒鉛によってその進展が妨げられると考えられている。しかしながら、黒鉛量が増加すると硬度低下を招き、耐摩耗性の低下に繋がる。また、黒鉛量の増加により、組織均一性も損なわれるため、耐肌荒れ性も低下してしまう。 Cracks due to rolling squeezing accidents occur when the outer layer of the roll and the rolled material are seized and the outer layer is subjected to thermal shock. It is believed that this crack is impeded by the graphite in the metal structure. However, an increase in the amount of graphite causes a decrease in hardness, leading to a decrease in abrasion resistance. In addition, since the increase in the amount of graphite also impairs the uniformity of the structure, the surface roughening resistance also decreases.
いずれの場合であっても、外層に摩耗や肌荒れ、クラック等が出現すると、外層の表面を研磨や研削する必要があり、ロールが著しく消耗する。特にクラック深さが深いと、研削深さも深くせざるを得ないため、ロールの早期廃棄に繋がってしまう。 In any case, when wear, surface roughening, cracks or the like appear in the outer layer, it is necessary to polish or grind the surface of the outer layer, and the roll is significantly consumed. In particular, when the crack depth is deep, the grinding depth must be deepened, which leads to the early disposal of the roll.
本発明の目的は、耐摩耗性、耐肌荒れ性、耐クラック性にすぐれる圧延用複合ロールを提供することである。 An object of the present invention is to provide a composite roll for rolling excellent in abrasion resistance, surface roughening resistance and crack resistance.
発明者らは、鋭意研究の結果、主に基地・セメンタイト・黒鉛・Ｍ１Ｃ１型炭化物で構成される外層の金属組織中に硬質なセメンタイトを多量に晶出させることで、耐肌荒れ性を維持し、耐摩耗性の向上を図ると共に、黒鉛面積率を調整することでセメンタイトの面積率が多くなっても耐クラック性を維持できることを見出した。また、固液共存域が狭い範囲において、外層溶湯を凝固させることで、多量のセメンタイトを早期に晶出させることができ、晶出したセメンタイトによりデンドライトの成長を抑制することができることを見出し、本発明に至った。 As a result of keen research, the inventors of the present invention made the surface roughening resistant by making a large amount of hard cementite crystallize in the metal structure of the outer layer mainly composed of matrix, cementite, graphite and M 1 C 1 type carbide. While maintaining and improving wear resistance and adjusting the graphite area ratio, it has been found that the crack resistance can be maintained even if the area ratio of cementite is increased. In addition, it has been found that by solidifying the molten metal in the outer layer within a narrow solid-liquid coexistence region, it is possible to crystallize a large amount of cementite at an early stage and to suppress the growth of dendrite by the crystallized cementite. It came to the invention.
本発明の圧延用複合ロールは、
外層を有する圧延用複合ロールであって、
前記外層は、圧延に供される外周面の金属組織が、セメンタイトの面積率が４０％〜６０％、黒鉛の面積率が０．５％〜２．０％である。
The composite roll for rolling of the present invention is
A composite roll for rolling having an outer layer, wherein
In the outer layer, the metallographic structure of the outer peripheral surface to be subjected to rolling has an area ratio of cementite of 40% to 60% and an area ratio of graphite of 0.5% to 2.0%.
前記外層は、前記セメンタイトの面積率が、４６％〜６０％であることが望ましい。 The outer layer preferably has an area ratio of the cementite of 46% to 60%.
また、本発明の圧延用複合ロールは、
外層を有する圧延用複合ロールであって、
前記外層は、質量％にて、Ｃ：３．０％〜４．５％、Ｓｉ：０％を越えて２．０％以下、Ｍｎ：０％を越えて１．５％以下、Ｎｉ：３．０％〜５．０％、Ｃｒ：１．４％〜４．０％、Ｍｏ：０．１％〜３．０％、Ｖ：０％を越えて３．０％以下、残部Ｆｅ及び不可避的不純物、但し、４．０％≦Ｃ＋Ｓｉ／３＋Ｃｒ／７．５≦５．５％であり、
前記外層の圧延に供される周面の金属組織は、セメンタイトの面積率が４０％〜６０％である。
Further, the composite roll for rolling of the present invention is
A composite roll for rolling having an outer layer, wherein
The outer layer is, by mass%, C: 3.0% to 4.5%, Si: more than 2% to 2.0% or less, Mn: more than 0% to 1.5% or less, Ni: 3 .0% to 5.0%, Cr: 1.4% to 4.0%, Mo: 0.1% to 3.0%, V: 0% to 3.0% or less, the balance Fe and unavoidable Impurities, provided that 4.0% ≦ C + Si / 3 + Cr / 7.5 ≦ 5.5%,
The metallographic structure of the circumferential surface subjected to the rolling of the outer layer has an area ratio of cementite of 40% to 60%.
前記外層は、さらにＮｂ：０％を越えて２．０％以下を含有することができる。 The outer layer may further contain Nb: more than 0% and not more than 2.0%.
前記外層は、さらにＢ：０％を越えて０．３％以下を含有することができる。 The outer layer may further contain B: more than 0% and 0.3% or less.
前記外層の圧延に供される周面の金属組織は、セメンタイトの面積率が４６％〜６０％であり、黒鉛の面積率が０．５％〜２．０％であることが望ましい。 The metallographic structure of the circumferential surface to be subjected to the rolling of the outer layer preferably has an area ratio of cementite of 46% to 60% and an area ratio of graphite of 0.5% to 2.0%.
本発明の圧延用複合ロールは、外層に上記のとおり硬質なセメンタイトを面積率で４０％〜６０％に調整することで、高硬度化を図り、耐摩耗性の向上を達成できる。 The composite roll for rolling of the present invention can achieve high hardness and achieve improvement in wear resistance by adjusting the cementite in the outer layer to 40% to 60% in area ratio as described above.
また、本発明の圧延用複合ロールは、外層に硬質なセメンタイトを面積率で４０％〜６０％に調整することで、デンドライトの成長の抑制を図り、斑点偏析の出現が抑えられるから、良好な耐肌荒れ性を確保することができる。 In the composite roll for rolling of the present invention, by adjusting the hard cementite in the outer layer to 40% to 60% in area ratio, the growth of dendrite is suppressed and the appearance of spot segregation is suppressed. It is possible to secure the surface roughening resistance.
さらに、本発明の圧延用複合ロールは、上記のとおり外層の黒鉛面積率を０．５％〜２．０％に調整することで、クラックの進展を抑制することができ、耐クラック性を向上させることができる。 Furthermore, the composite roll for rolling of the present invention can suppress the progress of cracks by adjusting the graphite area ratio of the outer layer to 0.5% to 2.0% as described above, and improve the crack resistance. It can be done.
本発明の圧延用複合ロールは、外層が耐摩耗性、耐肌荒れ性及び耐クラック性にすぐれるから、圧延材の品質を低下することなく、また、研削頻度を低減できるから、圧延事故によるロールの消耗を低減することができる。本発明の圧延用複合ロールは、とくに、操業安定性が求められる熱間仕上げ圧延の後段スタンドへの適用に好適である。 The composite roll for rolling according to the present invention is excellent in wear resistance, surface roughening resistance and crack resistance of the outer layer, so that the grinding frequency can be reduced without deteriorating the quality of the rolled material. Consumption can be reduced. The rolling composite roll of the present invention is particularly suitable for application to the latter stage stand of hot finish rolling where the operation stability is required.
本発明の圧延用複合ロールは、外層成分を上記のとおり調整することで、外層に硬質なセメンタイトを晶出させ、その面積率を４０％〜６０％とすることで、外層の高硬度化を図り、耐摩耗性の向上を達成できる。特に、Ｃ、Ｓｉ、Ｃｒを４．０％≦Ｃ＋Ｓｉ／３＋Ｃｒ／７．５≦５．５％に成分調整することにより固液共存域を狭めることで、凝固の際に共晶セメンタイトを多く晶出できる。 In the composite roll for rolling of the present invention, by adjusting the outer layer component as described above, the hard cementite is crystallized in the outer layer, and the area ratio is made 40% to 60%, whereby the hardness of the outer layer is increased. And wear resistance can be improved. In particular, by narrowing the solid-liquid coexistence region by adjusting C, Si and Cr to 4.0% ≦ C + Si / 3 + Cr / 7.5 ≦ 5.5%, a large amount of eutectic cementite is crystallized during solidification. You can get it out.
また、本発明の圧延用複合ロールは、硬質なセメンタイトを晶出させることで、デンドライト成長の抑制を図り、斑点組織の形成を抑えられるから、良好な耐肌荒れ性を確保することができる。特に、Ｃ、Ｓｉ、Ｃｒ間の成分調整により固液共存域を狭めることで、デンドライトの成長を抑え、デンドライトの微細化を達成できる。 Further, the composite roll for rolling according to the present invention can suppress dendrite growth by crystallizing hard cementite, and can suppress formation of a spotted structure, so that good surface roughening resistance can be secured. In particular, by narrowing the solid-liquid coexistence region by adjusting the components between C, Si, and Cr, it is possible to suppress the growth of dendrite and achieve the miniaturization of dendrite.
さらに、本発明の圧延用複合ロールは、上記のとおり外層の黒鉛面積率を調整することで、クラックの進展を抑制することができ、耐クラック性を向上させることができる。 Furthermore, the composite roll for rolling of the present invention can suppress the development of cracks by adjusting the graphite area ratio of the outer layer as described above, and can improve the crack resistance.
本発明の圧延用複合ロールは、外層材が耐摩耗性、耐肌荒れ性及び耐クラック性にすぐれるから、圧延材の品質を低下することなく、また、研削頻度を低減できるから、圧延事故によるロールの消耗を低減することができる。本発明圧延用複合ロールは、とくに、操業安定性が求められる熱間仕上げ圧延の後段スタンドへの適用に好適である。 In the composite roll for rolling of the present invention, the outer layer material is excellent in wear resistance, surface roughening resistance and crack resistance, so that the grinding frequency can be reduced without lowering the quality of the rolled material, and therefore, the rolling accident The wear of the roll can be reduced. The composite roll for rolling according to the present invention is particularly suitable for application to the latter stage stand of hot finish rolling where the operation stability is required.
本発明の圧延用複合ロールは、圧延に供される外層と、外層の内側に中間層及び／又は内層と、軸材によって構成することができる。 The rolling composite roll of the present invention can be constituted by an outer layer to be subjected to rolling, an intermediate layer and / or an inner layer inside the outer layer, and a shaft material.
外層は、たとえば、遠心力鋳造によって鋳込むことができる。遠心力鋳造は、縦型（回転軸が鉛直方向）、傾斜型（回転軸が斜め方向）や横型（回転軸が水平方向）の何れであってもよい。遠心力鋳造の場合、金型回転数はＧＮｏ．が１００〜１４０Ｇとすることが好適である。もちろん、静置鋳造によって外層を作製することもできる。 The outer layer can be cast, for example, by centrifugal casting. Centrifugal casting may be either vertical (the rotation axis is in the vertical direction), inclined (the rotation axis is in the oblique direction) or horizontal (the rotation axis is in the horizontal direction). In the case of centrifugal casting, the die rotation speed is GNo. Is preferably 100 to 140G. Of course, the outer layer can also be produced by static casting.
鋳込み時の溶湯温度はできるだけ低い温度にすることが望ましい。溶湯温度が低いと、溶湯が投入されてから凝固するまでの時間を短くすることができ、セメンタイトの晶出を早めることができると共に、デンドライトの成長を抑えることができる。具体的には、温度を、液相線温度ＴＬ以上、液相線温度ＴＬ＋７０〜１００℃以下にすることが望ましい。 It is desirable that the temperature of the molten metal at the time of casting be as low as possible. When the temperature of the molten metal is low, the time from the input of the molten metal to the solidification can be shortened, and the crystallization of cementite can be accelerated, and the growth of dendrite can be suppressed. Specifically, it is preferable to set the temperature to the liquidus temperature T L or more and the liquidus temperature T L + 70 to 100 ° C. or less.
そして、本発明においては、外層は、圧延に供される外周面の金属組織が、セメンタイトの面積率が４０％〜６０％、望ましくは、４６％〜６０％であって、黒鉛の面積率が０．５％〜２．０％、望ましくは、１．０％〜１．８％である。セメンタイトの面積率が上記のように多くなると耐クラック性は低下するが、金属組織中の黒鉛の面積率を０．５％〜２．０％に調整することで、耐クラック性を維持することができる。なお、外層は、Ｍ１Ｃ１型炭化物の面積率が１．５％〜５．５％で、金属組織中に均一分散していることがより望ましい。 And, in the present invention, the metallographic structure of the outer peripheral surface to be subjected to rolling in the outer layer has an area ratio of cementite of 40% to 60%, preferably 46% to 60%, and an area ratio of graphite is 0.5% to 2.0%, desirably 1.0% to 1.8%. When the area ratio of cementite increases as described above, the crack resistance decreases, but the crack resistance is maintained by adjusting the area ratio of graphite in the metal structure to 0.5% to 2.0%. Can. More preferably, the outer layer is uniformly dispersed in the metal structure with an area ratio of M 1 C 1 type carbide of 1.5% to 5.5%.
＜成分限定理由＞
本発明の圧延用複合ロールの外層である高合金グレン鋳鉄材の成分限定理由を説明する。なお、以下において、特に明示しない場合、「％」は、質量％である。
<Reason for limiting ingredients>
The reasons for limiting the components of the high alloy grain cast iron material which is the outer layer of the composite roll for rolling of the present invention will be described. In the following, “%” is mass% unless otherwise specified.
Ｃ：３．０％〜４．５％
Ｃは、主としてＦｅと結合してＭ３Ｃ１型炭化物のセメンタイトを形成する。また、黒鉛を晶出させ、耐摩耗性耐クラック性を改善する。Ｃの含有量が３．０％に満たないと、セメンタイトの面積率を４０％〜６０％、黒鉛面積率を０．５％〜２．０％にすることができない。また、炭化物の晶出量が不足して、耐摩耗性や耐肌荒れ性が不十分となる。なお、Ｍ１Ｃ１型炭化物の面積率は、１．５％〜５．５％が好適である。また、Ｃの含有量が４．５％を越えると、炭化物が過剰に晶出して、炭化物の粗大化を招く。従って、Ｃは、３．０％〜４．５％とする。望ましくは、３．２％〜３．８％とする。但し、後述するとおり、Ｃ、Ｓｉ、Ｃｒは、４．０％≦Ｃ＋Ｓｉ／３＋Ｃｒ／７．５≦５．５％とする。
C: 3.0% to 4.5%
C mainly combines with Fe to form cementite of M 3 C 1- type carbide. In addition, the graphite is crystallized to improve the abrasion resistance and the crack resistance. If the content of C is less than 3.0%, the area ratio of cementite can not be 40% to 60%, and the area ratio of graphite can not be 0.5% to 2.0%. In addition, the amount of crystallization of carbides is insufficient, resulting in insufficient abrasion resistance and surface roughening resistance. The area ratio of M 1 C 1 type carbide is preferably 1.5% to 5.5%. In addition, when the content of C exceeds 4.5%, carbides are excessively crystallized to cause coarsening of carbides. Therefore, C is set to 3.0% to 4.5%. Desirably, it is 3.2% to 3.8%. However, as described later, C, Si and Cr are set to 4.0% ≦ C + Si / 3 + Cr / 7.5 ≦ 5.5%.
Ｓｉ：０％を越えて２．０％以下
Ｓｉは、溶湯の脱酸剤として必要な元素である。とくに、遠心力鋳造では、湯流れ性の確保のためにも必要である。また、高合金グレン鋳鉄材の場合、黒鉛晶出（一部は析出）の促進元素として必要である。従って、０％超、望ましくは１．０％以上含有させる。しかし、２．０％を超えると脆化して耐クラック性低下の原因となる。従って、２．０％以下とする。望ましくは、１．８％以下とする。
Si: more than 0% and not more than 2.0% Si is an element necessary as a deoxidizer for molten metal. In particular, centrifugal casting is also necessary to ensure the fluidity of the molten metal. Moreover, in the case of a high alloy grain cast iron material, it is necessary as a promoting element of graphite crystallization (partially precipitation). Therefore, the content is more than 0%, desirably 1.0% or more. However, if it exceeds 2.0%, it becomes brittle and causes crack resistance reduction. Therefore, it is 2.0% or less. Desirably, it makes it 1.8% or less.
Ｍｎ：０％を越えて１．５％以下
Ｍｎは、溶湯の脱硫剤としてあるいは脱酸剤として溶湯の健全性を向上させるため、および基地組織の強化に必要な元素である。従って０％超、望ましくは０．４％以上含有させる。しかし、１.５％を超えて含有すると、脆化して耐クラック性が低下するため、１.５％以下とする。望ましくは、１．２％以下とする。
Mn: more than 0% and not more than 1.5% Mn is an element necessary for enhancing the soundness of the molten metal as a desulfurizing agent for the molten metal or as a deoxidizing agent, and for strengthening the base structure. Therefore, the content is more than 0%, desirably 0.4% or more. However, if the content is more than 1.5%, it is embrittled and crack resistance decreases, so the content is made 1.5% or less. Desirably, it is 1.2% or less.
Ｎｉ：３．０％〜５．０％
Ｎｉは、黒鉛晶出の補助元素として、また基地の焼入れ性を改善してベイナイト化を促進し、基地強化を図るのに有効な元素である。３．０％未満ではこのような効果が十分ではなく、高硬度が得られず、耐摩耗性が不十分となる。このため、下限は３．０％とする。望ましくは４．０％以上とする。一方、５％を超えて含まれると残留オーステナイト量が多くなり、熱間圧延中に残留オーステナイトが分解して耐肌荒れ性が低下する。従って、上限は５％とする。望ましくは４．６％以下とする。
Ni: 3.0% to 5.0%
Ni is an element effective as an auxiliary element for graphitization and for improving the hardenability of the base to promote bainization and to strengthen the base. If the content is less than 3.0%, such effects are not sufficient, high hardness can not be obtained, and abrasion resistance becomes insufficient. Therefore, the lower limit is 3.0%. Desirably, it is 4.0% or more. On the other hand, when it is contained in excess of 5%, the amount of retained austenite increases, and the retained austenite is decomposed during hot rolling to reduce the surface roughening resistance. Therefore, the upper limit is 5%. Desirably, it is 4.6% or less.
Ｃｒ：１．４％〜４．０％
Ｃｒは、主としてＣと結合して晶出セメンタイト中に固溶され、耐摩耗性の向上に寄与する。また、一部は析出炭化物を形成して、基地を強化する。含有量が１．４％に満たないとこのような効果が十分ではない。一方、４．０％を超えて含有すると、黒鉛の晶出及び析出が阻害され、摩擦係数が増大し、耐焼付き性も低下する。このため、圧延材の通板性が損なわれ、ロール表面に圧延材が焼き付くトラブルの原因となる。また、脆化して耐クラック性低下の原因にもなる。従って、含有量は１．４％〜４．０％に規定する。望ましくは、２．０％〜３．５％とする。但し、後述するとおり、Ｃ、Ｓｉ、Ｃｒは、４．０％≦Ｃ＋Ｓｉ／３＋Ｃｒ／７．５≦５．５％とする。
Cr: 1.4% to 4.0%
Cr is mainly bonded to C and dissolved in crystallized cementite to contribute to the improvement of the wear resistance. In addition, some form precipitated carbides to strengthen the matrix. If the content is less than 1.4%, such an effect is not sufficient. On the other hand, if the content is more than 4.0%, crystallization and precipitation of graphite are inhibited, the friction coefficient is increased, and the seizure resistance is also reduced. For this reason, the sheet passing property of the rolled material is impaired, which causes a problem that the rolled material burns on the surface of the roll. In addition, it becomes embrittled and causes crack resistance reduction. Therefore, the content is set to 1.4% to 4.0%. Desirably, it is 2.0% to 3.5%. However, as described later, C, Si and Cr are set to 4.0% ≦ C + Si / 3 + Cr / 7.5 ≦ 5.5%.
Ｍｏ：０．１％〜３．０％
Ｍｏは、主としてＣと結合して晶出セメンタイトの中に固溶し、耐摩耗性の向上に寄与する。また、一部は析出炭化物を形成して、基地を強化する作用を有するため、０．１％以上含有させる。望ましくは、０．２％以上とする。しかし、３．０％を越えると、黒鉛の晶出及び析出が阻害され、摩擦係数が増大し、耐焼付き性も低下する。このため、圧延材の通板性が損なわれてロール表面に圧延材が焼き付いたり、脆化して、耐クラック性低下の原因となる。従って、上限は３．０％以下とする。望ましくは、１．５％以下とする。
Mo: 0.1% to 3.0%
Mo is mainly bonded to C to form a solid solution in crystallized cementite, and contributes to the improvement of the wear resistance. In addition, a part thereof forms precipitated carbides and has an effect of strengthening the matrix, so the content is 0.1% or more. Desirably, it is 0.2% or more. However, when it exceeds 3.0%, crystallization and precipitation of graphite are inhibited, the friction coefficient is increased, and the seizure resistance is also reduced. For this reason, the sheet passing property of the rolled material is impaired, and the rolled material is seized or embrittled on the roll surface, which causes a reduction in crack resistance. Therefore, the upper limit is 3.0% or less. Desirably, it is 1.5% or less.
Ｖ：０％を越えて３．０％以下
Ｖは、主としてＣと結合し、Ｍ1Ｃ1型の硬質炭化物を形成する。このＭ1Ｃ1型炭化物は耐摩耗性を改善する作用がある。また、これらの元素はミクロ組織を微細化させる作用があり、斑点状偏析を目立ち難くする。一方、含有量があまり多くなると、黒鉛の晶出（一部は析出）が阻害され、摩擦係数の増大と耐焼付き性の低下を招き、圧延材の通板性と耐クラック性が低下する。このため、Ｖは、０％を越えて３．０％以下含有させる。望ましくは、１．５％〜２．５％とする。
V: more than 0% and less than 3.0% V mainly combines with C to form M 1 C 1 type hard carbide. The M 1 C 1 type carbides have the effect of improving the wear resistance. In addition, these elements have the function of refining the microstructure and make spot-like segregation less noticeable. On the other hand, if the content is too large, the crystallization (partially precipitation) of the graphite is inhibited, resulting in an increase in the coefficient of friction and a decrease in seizure resistance, and a reduction in sheet passing properties and crack resistance of the rolled material. Therefore, V is contained in more than 0% and not more than 3.0%. Desirably, it is 1.5% to 2.5%.
残部Ｆｅ及び不可避的不純物
高合金グレン鋳鉄材は、残部実質的にＦｅであり、溶製時に不可避的に混入する不純物は鋳鉄材の特性に影響を及ぼさない範囲でその含有は許容される。なお、Ｐ、Ｓはいずれも材質の靱性を低下させるため、少ない程好ましく、両者とも０.２％以下に抑えることが望ましい。
Remainder Fe and unavoidable impurities The high-alloy grain cast iron material is essentially Fe as the remainder, and the inclusion of impurities inevitably mixed at the time of melting is acceptable insofar as the characteristics of the cast iron material are not affected. In addition, since both P and S lower the toughness of the material, it is preferable to be as small as possible, and it is desirable to suppress both to 0.2% or less.
上記外層は、さらに以下の成分を含有させることができる。 The outer layer can further contain the following components.
Ｎｂ：０％を越えて２．０％以下
Ｎｂは、Ｃと結合して炭化物を晶出し、耐摩耗性の向上を図るために含有させる。ＮｂとＣの結合したＭ１Ｃ１型炭化物は、極めて高硬度であり、耐摩耗性を改善させると共に、基地中に入って基地の強化に寄与するため含有させることが望ましい。一方、Ｍ１Ｃ１型炭化物であるＮｂＣは溶湯に比べて比重が大きいため、たとえば遠心力鋳造により外層を作製した場合、径大側に偏析してしまう。従って、その上限を２．０％とすることが望ましい。なお、望ましくは、０．０１％〜０．５％とする。
Nb: more than 0% and not more than 2.0% Nb combines with C to crystallize carbides and is included to improve wear resistance. It is desirable that Nb and C bonded M 1 C 1 type carbides have extremely high hardness, improve the wear resistance, and be contained because they enter the matrix and contribute to the strengthening of the matrix. On the other hand, NbC, which is a M 1 C 1 type carbide, has a specific gravity larger than that of a molten metal, and therefore, when the outer layer is produced by centrifugal casting, for example, it segregates on the large diameter side. Therefore, it is desirable to make the upper limit 2.0%. Desirably, it is 0.01% to 0.5%.
Ｂ：０％を越えて０．３％以下
ＢはＢＮとして黒鉛の晶出時（一部は析出）の核となり、黒鉛を微細化させる。同時にセメンタイトや基地も微細化させる効果があり、斑点状偏析も微細化され、圧延製品への影響も小さくなるため含有させることが望ましい。一方、あまり多く含まれると、黒鉛の晶出（一部は析出）が過多となり、耐肌荒れ性と耐摩耗性の低下を招く。また、Ｂは焼入れ性を低下させる弊害もあり、高硬度が得難くなる。従って、０.３％以下の範囲で含有させることが望ましい。なお、より望ましくは、０．０１％〜０．１％とする。
B: more than 0% and 0.3% or less B becomes BN as a nucleus of graphite crystallization (partially precipitates) as BN and refines the graphite. At the same time, cementite and base are also refined, spot-like segregation is refined, and the influence on rolled products is also reduced. On the other hand, if the content is too large, the crystallization (partially precipitation) of the graphite becomes excessive, leading to a decrease in surface roughening resistance and abrasion resistance. Further, B also has a bad effect of reducing the hardenability, and it becomes difficult to obtain high hardness. Therefore, it is desirable to contain in 0.3% or less of range. More preferably, it is 0.01% to 0.1%.
４．０％≦Ｃ＋Ｓｉ／３＋Ｃｒ／７．５≦５．５％
Ｃ、Ｓｉ、Ｃｒは、上記組成の高合金グレン鋳鉄材が凝固する際の基地のデンドライト成長を抑制する目的で、４．０％≦Ｃ＋Ｓｉ／３＋Ｃｒ／７．５≦５．５％とする。このように成分調整を行なうことで、より固液共存域を狭め、液相線温度ＴＬからセメンタイトの晶出温度ＴＦｅ３Ｃまでの差ΔＴを０≦ΔＴ≦９５℃に調整することができる。
4.0% ≦ C + Si / 3 + Cr / 7.5 ≦ 5.5%
C, Si, and Cr are set to 4.0% ≦ C + Si / 3 + Cr / 7.5 ≦ 5.5% for the purpose of suppressing the base dendrite growth when the high-alloy grain cast iron material having the above composition solidifies. By adjusting the components in this manner, the solid-liquid coexistence zone can be narrowed further, and the difference ΔT from the liquidus temperature T L to the crystallization temperature T Fe3C of cementite can be adjusted to 0 ≦ ΔT ≦ 95 ° C.
そして、固液共存域を狭めることで、凝固過程でデンドライトが粗大に成長する前にセメンタイトを晶出させ、粗大なデンドライトの成長を抑制し、良好な耐肌荒れ性を維持することができる。 And by narrowing a solid-liquid coexistence area, cementite can be crystallized before coarse growth of dendrite in a solidification process, growth of coarse dendrite can be suppressed, and good surface roughening resistance can be maintained.
Ｃに対して、Ｓｉ／３、Ｃｒ／７．５としたのは、Ｓｉ、Ｃｒのカーボン当量（ＣＥ）に基づくものである。 It is based on the carbon equivalent (CE) of Si and Cr that it was referred to as Si / 3 and Cr / 7.5 with respect to C.
上記のようにＣ、Ｓｉ、Ｃｒの成分調整を行なうことで、デンドライトの成長を２０００μｍ以下に抑えることができる。 By adjusting the components of C, Si and Cr as described above, the growth of dendrite can be suppressed to 2000 μm or less.
高周波誘導溶解炉にて、表１に示す各種成分の合金溶湯を溶製し、遠心力鋳造を行なった。表１中、Ｎｏ．１〜７は発明例、Ｎｏ．１１〜１４は比較例である。また、表１中、式１とは、Ｃ＋Ｓｉ／３＋Ｃｒ／７．５の値である。 In the high frequency induction melting furnace, molten alloys of various components shown in Table 1 were melted and subjected to centrifugal force casting. In Table 1, No. Examples 1 to 7 are invention examples, no. 11 to 14 are comparative examples. Moreover, in Table 1, Formula 1 is a value of C + Si / 3 + Cr / 7.5.
発明例、比較例共に、遠心力鋳造時の金型回転数は、ＧＮｏ．が１００〜１４０Ｇであり、鋳込み温度は各主成分の液相線温度ＴＬ＋７０〜１００℃とした。得られた外層素材は、外径２４０ｍｍで、長さ２００ｍｍである。得られた外層素材に対し、４００〜５００℃、約２０時間保持して、焼戻しを実施した。そして、各外層素材を表面から１５ｍｍの位置で３０ｍｍ×３０ｍｍの供試材を採取した。 In both of the invention example and the comparative example, the mold rotational speed at the time of centrifugal force casting is GNo. Is 100 to 140 G, and the casting temperature is the liquidus temperature T L + 70 to 100 ° C. of each main component. The obtained outer layer material has an outer diameter of 240 mm and a length of 200 mm. The obtained outer layer material was kept at 400 to 500 ° C. for about 20 hours to carry out tempering. And the sample material of 30 mm x 30 mm was extract | collected in the position of 15 mm from the surface for each outer-layer raw material.
得られた各供試材について、三谷商事株式会社製WinROOFの画像解析ソフトを用いて、金属組織中のセメンタイトと黒鉛の面積率を測定した。また、デンドライト長さについては上記で得られた供試材からミクロ組織観察にて測定した。結果を合わせて表１に示す。 About each obtained test material, the area ratio of cementite and graphite in metal structure was measured using the image analysis software of WinROOF made by Mitani Corporation. In addition, the length of dendrite was measured by observing the microstructure from the test material obtained above. The results are shown in Table 1 together.
表１を参照すると、発明例１乃至発明例７は、何れも実施形態にて説明した成分範囲と式１（４．０％≦Ｃ＋Ｓｉ／３＋Ｃｒ／７．５≦５．５％）を満たしている。そして、セメンタイトの面積率及び黒鉛の面積率も夫々４０％〜６０％、０．５％〜２．０％を満たしている。また、デンドライト長も２０００μｍ以下となっている。 Referring to Table 1, Invention Examples 1 to 7 all satisfy the component range described in the embodiment and Formula 1 (4.0% ≦ C + Si / 3 + Cr / 7.5 ≦ 5.5%). There is. The area ratio of cementite and the area ratio of graphite also satisfy 40% to 60% and 0.5% to 2.0%, respectively. The dendrite length is also less than 2000 μm.
一方、比較例１１は、成分範囲は満たしているが、式１が４．０％未満である。このため、セメンタイトの晶出量が少なく、その面積率が３６％に留まっている。その結果デンドライトが成長して粗大となり、２０００μｍを越えていることがわかる。また、黒鉛の面積率が２．０％を越えているため、後述するとおり、耐クラック性にはすぐれるが、耐摩耗性が低下することとなる。 On the other hand, in Comparative Example 11, although the component range is satisfied, Formula 1 is less than 4.0%. For this reason, the crystallization amount of cementite is small, and the area ratio remains at 36%. As a result, it can be seen that dendrite grows and becomes coarser, exceeding 2000 μm. Further, since the area ratio of graphite exceeds 2.0%, as described later, although the crack resistance is excellent, the wear resistance is lowered.
比較例１２は、Ｃの含有量が多いため、式１が５．５％を越えている。その結果、セメンタイトの晶出量が多くなり、その面積率が６０％を越えている。 In Comparative Example 12, since the content of C is large, Formula 1 exceeds 5.5%. As a result, the crystallization amount of cementite is increased, and the area ratio exceeds 60%.
比較例１３は、Ｃの含有量が少ないため、式１が４．０％未満である。このため、比較例１１と同様にセメンタイトの面積率が４０％未満となっており、デンドライトが成長して粗大となり、２０００μｍを越えている。 In Comparative Example 13, since the content of C is small, Formula 1 is less than 4.0%. Therefore, as in Comparative Example 11, the area ratio of cementite is less than 40%, the dendrite grows and becomes coarse, exceeding 2000 μm.
比較例１４は、式１の値及びセメンタイトの面積率は満たしているが、Ｓｉの含有量が少ないため、黒鉛の晶出量が少なく、その面積率が０．１％に留まっている。そのため、次に説明する耐クラック性に劣ることとなる。 In Comparative Example 14, although the value of Formula 1 and the area ratio of cementite are satisfied, the amount of crystallization of graphite is small because the content of Si is small, and the area ratio remains at 0.1%. Therefore, it will be inferior to the crack resistance explained below.
上記発明例１乃至発明例７、比較例１１乃至比較例１４について、耐クラック性と耐摩耗性を測定した。 The crack resistance and the wear resistance of the above-mentioned invention examples 1 to 7 and comparative examples 11 to 14 were measured.
耐クラック性は、熱衝撃試験によって実施した。より詳細には、各供試材を５００℃に保持された熱処理炉内に投入し、２０分後に水冷を実施した。そして、各供試材を断面方向に切断し、切断面のミクロ組織観察によって最新のクラック進展深さＬを測定した。Ｌ≦２．０ｍｍであれば「○」、２．０ｍｍ＜Ｌ≦５．０ｍｍであれば「△」、５．０ｍｍ＜Ｌであれば「×」とした。結果を表１に示す。 Crack resistance was conducted by a thermal shock test. More specifically, each test material was put into a heat treatment furnace maintained at 500 ° C., and water cooling was performed after 20 minutes. Then, each test material was cut in the cross-sectional direction, and the latest crack growth depth L was measured by observing the microstructure of the cut surface. When L ≦ 2.0 mm, “○”, when 2.0 mm <L ≦ 5.0 mm, “Δ”, and when 5.0 mm <L, “×”. The results are shown in Table 1.
なお、図１及び図２は、発明例３のミクロ組織写真及びミクロ組織拡大写真であり、図３及び図４は、比較例１２のミクロ組織写真である。図１及び図３共に供試材にクラックが発生していることがわかる。しかしながら、図１と図３を比較すると、図１の発明例３のクラック進展深さは約１ｍｍであるが、図３の比較例１２のクラック進展深さは約８ｍｍである。発明例３はセメンタイト面積率及び黒鉛面積率も大きい金属組織であり、図２に示すようにクラックの進展が黒鉛により抑制されていることがわかる。一方、図３の比較例１２は、セメンタイト面積率が大きく、且つ黒鉛面積率が少ない金属組織であり、図４に示すように、黒鉛でクラックが抑制されることなく進展していることがわかる。 1 and 2 are a microstructure photograph and a microstructure enlarged photograph of the invention example 3, and FIGS. 3 and 4 are microstructure photographs of the comparative example 12. It can be seen that a crack is generated in the test material in both FIG. 1 and FIG. However, when FIG. 1 and FIG. 3 are compared, although the crack progress depth of invention example 3 of FIG. 1 is about 1 mm, the crack progress depth of comparative example 12 of FIG. 3 is about 8 mm. In the invention example 3, the cementite area ratio and the graphite area ratio are also large metal structures, and as shown in FIG. 2, it can be seen that the growth of the crack is suppressed by the graphite. On the other hand, Comparative Example 12 in FIG. 3 is a metal structure in which the cementite area ratio is large and the graphite area ratio is small, and as shown in FIG. 4, it can be seen that the crack is progressed without being suppressed by graphite. .
表１を参照すると、発明例については何れもクラック進展深さＬが２．０ｍｍ以下であり、耐クラック性にすぐれることがわかる。また、比較例１１も同様に耐クラック性にすぐれることがわかる。一方、比較例１２乃至比較例１４は、クラックが深くまで進展しており、耐クラック性に劣ることがわかる。これは、比較例１２が、セメンタイト晶出量が多く、その面積率が６０％を越えてしまった結果である。また、比較例１３及び比較例１４は、クラックの進展を抑制する黒鉛の面積率が小さいため、クラックが進展していることがわかる。 Referring to Table 1, it is understood that in all of the invention examples, the crack development depth L is 2.0 mm or less, and the crack resistance is excellent. Further, it is also understood that Comparative Example 11 is also excellent in crack resistance. On the other hand, in Comparative Example 12 to Comparative Example 14, it is understood that the crack has deepened to a deep level and the crack resistance is inferior. This is a result of Comparative Example 12 having a large amount of cementite crystallization and the area ratio of more than 60%. Moreover, in Comparative Example 13 and Comparative Example 14, it is understood that the crack is progressing because the area ratio of the graphite which suppresses the progress of the crack is small.
次に、耐摩耗性を比較するために、株式会社東京試験機製大越式摩耗試験により比摩耗量（単位は[mm２/kgf]）を測定した。上記で得られた供試材から試験片として図５に示す通り、縦２５mm×横４０〜６０mm×厚さ５〜１０mmに加工した。また、相手材（SUJ-2）は図６に示す通り、φ３０×１１mmの回転円板を使用した。その他測定条件として、摩擦距離：４００mm、設定荷重１８．３５kgf、滑り速度：３．４０m/sとした。
結果を表１に示す。比摩耗量は、小さい程好適であり、１５×１０−８mm２/kgf以下が好適であり、１０×１０−８mm２/kgf以下がより望ましい。
Next, in order to compare wear resistance, the specific wear amount (unit: [mm 2 / kgf]) was measured by the Ohgoshi type wear test manufactured by Tokyo Test Instruments Co., Ltd. From the test material obtained above, as shown in FIG. 5 as a test piece, it was processed into 25 mm long x 40 to 60 mm wide x 5 to 10 mm thick. Further, as shown in FIG. 6, a mating disk (SUJ-2) used was a rotating disk of φ30 × 11 mm. As other measurement conditions, the friction distance was 400 mm, the setting load was 18.35 kgf, and the sliding speed was 3.40 m / s.
The results are shown in Table 1. The smaller the specific wear amount, the more preferable, and the more preferable is 15 × 10 −8 mm 2 / kgf or less, and more preferably 10 × 10 −8 mm 2 / kgf or less.
表１を参照すると、発明例１乃至発明例７は何れも、好適な耐摩耗性を具備している。また、比較例１２及び比較例１４も好適な耐摩耗性を具備していることがわかる。一方、比較例１１及び比較例１３は、比摩耗量が大きく、耐摩耗性に劣ることがわかる。これは、これら比較例が基地組織または黒鉛の量が多く耐摩耗性が低下しているからである。 Referring to Table 1, Invention Examples 1 to 7 all have suitable wear resistance. Moreover, it turns out that Comparative Example 12 and Comparative Example 14 also have suitable abrasion resistance. On the other hand, Comparative Example 11 and Comparative Example 13 have a large amount of specific wear and are inferior in wear resistance. This is because these comparative examples have a large amount of base structure or graphite and the wear resistance is lowered.
なお、発明例同士を比較すると、発明例１、発明例３、発明例６及び発明例７は、比摩耗量が１０×１０−８mm２/kgf以下であり、耐摩耗性にすぐれることがわかる。一方、発明例２、発明例４及び発明例５は、比摩耗量が１０×１０−８mm２/kgfを越えており、他の発明例に比して若干劣っている。これは、基地組織またはＭ１Ｃ１型炭化物量が他の発明例に比して若干少ないためであり、また、黒鉛の面積率が１．０％未満であるためである。従って、望ましいセメンタイトの面積率は、４６％〜６０％、黒鉛の面積率は、１．０％〜１．８％がより好適であることがわかる。 Incidentally, when the invention examples are compared with each other, the invention examples 1, 3, 6 and 7 have a specific wear amount of 10 × 10 −8 mm 2 / kgf or less and have excellent abrasion resistance. I understand. On the other hand, Inventive Example 2, Inventive Example 4 and Inventive Example 5 have a specific wear amount exceeding 10 × 10 −8 mm 2 / kgf and are slightly inferior to the other inventive examples. This is because the base structure or the amount of M 1 C 1 type carbides is slightly smaller than that of the other invention examples, and the area ratio of graphite is less than 1.0%. Therefore, it is understood that the desirable area ratio of cementite is 46% to 60%, and that of graphite is more preferably 1.0% to 1.8%.
発明例及び比較例について、耐クラック性と耐摩耗性を総合評価した。総合評価は、耐クラック性と耐摩耗性（１５×１０−８mm２/kgf以下）の両方にすぐれるものを「◎」、何れか一方が劣るものを「○」、結果を表１に示す。表１を参照すると、発明例１、発明例３、発明例６及び発明例７は、何れも耐クラック性及び耐摩耗性にすぐれており、総合評価が「◎」になっている。一方、発明例２、発明例４及び発明例５は、耐摩耗性にやや劣るため、総合評価は「○」となっている。一方、比較例１１及び比較例１３は、耐摩耗性に劣り、比較例１２及び比較例１４は、耐クラック性に劣るため総合評価は「△」となっている。 Crack resistance and abrasion resistance were comprehensively evaluated about an invention example and a comparative example. In the comprehensive evaluation, those excellent in both crack resistance and abrasion resistance (15 × 10 -8 mm 2 / kgf or less) are “◎”, those with either one inferior are “O”, and the results are shown in Table 1 Show. With reference to Table 1, Invention Examples 1, 3, 6, and 7 all have excellent crack resistance and wear resistance, and the overall evaluation is “◎”. On the other hand, since Inventive Example 2, Inventive Example 4 and Inventive Example 5 are somewhat inferior in the abrasion resistance, the comprehensive evaluation is “o”. On the other hand, Comparative Example 11 and Comparative Example 13 are inferior in abrasion resistance, and Comparative Example 12 and Comparative Example 14 are inferior in crack resistance, and therefore, the comprehensive evaluation is “Δ”.
以上のように、本発明の圧延用複合ロールは、外層が耐摩耗性、耐肌荒れ性及び耐クラック性にすぐれるから、圧延材の品質を低下することなく、また、研削頻度を低減できるから、圧延事故によるロールの消耗を低減することができる。本発明圧延用複合ロールは、とくに、操業安定性が求められる熱間仕上げ圧延の後段スタンドへの適用に好適である。 As described above, the composite roll for rolling according to the present invention is excellent in wear resistance, surface roughening resistance and crack resistance of the outer layer, so that the grinding frequency can be reduced without lowering the quality of the rolled material. , It is possible to reduce the wear of the roll due to rolling accident. The composite roll for rolling according to the present invention is particularly suitable for application to the latter stage stand of hot finish rolling where the operation stability is required.
Claims (5)
前記外層は、質量％にて、Ｃ：３．０％〜４．５％、Ｓｉ：０％を越えて２．０％以下、Ｍｎ：０％を越えて１．５％以下、Ｎｉ：３．０％〜５．０％、Ｃｒ：１．４％〜４．０％、Ｍｏ：０．１％〜１．５％、Ｖ：０．４％以上３．０％以下、残部Ｆｅ及び不可避的不純物、但し、４．０％≦Ｃ＋Ｓｉ／３＋Ｃｒ／７．５≦５．５％であり、
前記外層の圧延に供される周面の金属組織は、セメンタイトの面積率が４０％以上４６％未満、黒鉛の面積率が０．５％〜２．０％である、
ことを特徴とする圧延用複合ロール。 A composite roll for rolling having an outer layer, wherein
The outer layer is, by mass%, C: 3.0% to 4.5%, Si: more than 2% to 2.0% or less, Mn: more than 0% to 1.5% or less, Ni: 3 .0% to 5.0%, Cr: 1.4% to 4.0%, Mo: 0.1% to 1.5%, V: 0.4% or more and 3.0% or less, balance Fe and unavoidable Impurities, provided that 4.0% ≦ C + Si / 3 + Cr / 7.5 ≦ 5.5%,
The metallographic structure of the circumferential surface to be subjected to the rolling of the outer layer has an area ratio of cementite of 40% to less than 46% , and an area ratio of graphite of 0.5% to 2.0% .
A composite roll for rolling characterized by
請求項１に記載の圧延用複合ロール。 The outer layer further contains Nb: more than 0% and 2.0% or less.
The composite roll for rolling according to claim 1.
請求項１又は請求項２に記載の圧延用複合ロール。 The outer layer further contains B: 0.01% or more and 0.3% or less.
The composite roll for rolling according to claim 1 or 2.
請求項１乃至請求項３の何れかに記載の圧延用複合ロール。 The metallographic structure of the peripheral surface to be subjected to rolling of the outer layer is such that the area ratio of M 1 C 1 type carbide is 1.5% to 5.5% .
The composite roll for rolling according to any one of claims 1 to 3.
請求項１乃至請求項４の何れかに記載の圧延用複合ロール。The composite roll for rolling according to any one of claims 1 to 4.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017237480A JP6518314B2 (en) | 2017-12-12 | 2017-12-12 | Composite roll for rolling |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017237480A JP6518314B2 (en) | 2017-12-12 | 2017-12-12 | Composite roll for rolling |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014072468A Division JP6277040B2 (en) | 2014-03-31 | 2014-03-31 | Composite roll for rolling |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018075638A JP2018075638A (en) | 2018-05-17 |
| JP6518314B2 true JP6518314B2 (en) | 2019-05-22 |
Family
ID=62149679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017237480A Expired - Fee Related JP6518314B2 (en) | 2017-12-12 | 2017-12-12 | Composite roll for rolling |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6518314B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7136037B2 (en) * | 2019-07-31 | 2022-09-13 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Roll outer layer material for hot rolling and composite roll for hot rolling |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57101646A (en) * | 1980-12-16 | 1982-06-24 | Kubota Ltd | Composite roll for rolling plate |
| JP3766202B2 (en) * | 1998-02-13 | 2006-04-12 | 株式会社クボタ | Graphite crystallized high-speed cast iron material with excellent resistance to rough skin |
| JP2001234274A (en) * | 2000-02-25 | 2001-08-28 | Kogi Corp | Composite roll for hot rolling |
| JP3919092B2 (en) * | 2002-06-04 | 2007-05-23 | 日立金属株式会社 | Composite roll for hot rolling |
| JP4354718B2 (en) * | 2002-06-24 | 2009-10-28 | 日鉄住金ロールズ株式会社 | Composite roll for hot rolling made by centrifugal casting |
| JP4778863B2 (en) * | 2006-08-28 | 2011-09-21 | 日鉄住金ロールズ株式会社 | Outer layer material of composite roll for rolling made by centrifugal casting |
| JP5041938B2 (en) * | 2007-09-14 | 2012-10-03 | 株式会社クボタ | Composite roll for rolling |
| JP5451190B2 (en) * | 2009-06-08 | 2014-03-26 | 株式会社クボタ | Roll for rolling and manufacturing method thereof |
| SI2706128T1 (en) * | 2011-11-21 | 2016-04-29 | Hitachi Metals, Ltd. | Centrifugally cast composite rolling mill roll and manufacturing method therefor |
-
2017
- 2017-12-12 JP JP2017237480A patent/JP6518314B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2018075638A (en) | 2018-05-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2610645C2 (en) | Centrifugally cast composite roller and way of its manufacturing | |
| JP5950048B2 (en) | Composite roll for hot rolling made by centrifugal casting | |
| JP5950047B2 (en) | Composite roll for hot rolling made by centrifugal casting | |
| WO2013042528A1 (en) | Centrifugal casted composite roller for hot rolling and method for producing same | |
| JP4548263B2 (en) | Manufacturing method of cast iron products with excellent wear resistance | |
| JP5862526B2 (en) | Roll outer layer material for hot rolling and composite roll for hot rolling | |
| JP7400718B2 (en) | Centrifugal casting composite roll for rolling and its manufacturing method | |
| JP2017185548A (en) | Centrifugal casting hot-rolling compound roll | |
| JP4483585B2 (en) | Roll outer layer material for hot rolling and composite roll for hot rolling | |
| JP6515957B2 (en) | Roll outer layer material for rolling having excellent wear resistance and composite roll for rolling | |
| JP6313844B1 (en) | Composite roll for rolling | |
| JPWO2018147367A1 (en) | Composite roll for rolling and manufacturing method thereof | |
| JP6518314B2 (en) | Composite roll for rolling | |
| JP4922971B2 (en) | Composite roll for hot rolling and manufacturing method thereof | |
| JP4354718B2 (en) | Composite roll for hot rolling made by centrifugal casting | |
| JP2016180167A (en) | Consecutive tinkering padding casting-made composite roll for rolling | |
| JP7396256B2 (en) | Roll outer layer material and composite roll for rolling | |
| JP4123903B2 (en) | Hot roll outer layer material and hot roll composite roll | |
| JP4311073B2 (en) | Roll outer layer material for hot rolling and composite roll for hot rolling | |
| JP6277040B2 (en) | Composite roll for rolling | |
| JP2015080813A (en) | Composite rolling-roll made by centrifugal casting | |
| JP4569122B2 (en) | Roll outer layer material for hot rolling and composite roll for hot rolling | |
| JP7400771B2 (en) | Hot rolling roll outer layer material and hot rolling composite roll | |
| JP6840696B2 (en) | Composite roll for rolling | |
| JP4596312B2 (en) | Outer layer material for rolling roll excellent in wear resistance and heat crack resistance and rolling roll using the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20181211 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181218 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190214 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190402 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190419 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6518314 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |