JP6840696B2 - Composite roll for rolling - Google Patents

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豊 辻本
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Description

本発明は、熱間圧延工程におけるホットストリップミルで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 in a hot strip mill in a hot rolling process.

熱間圧延のホットストリップミル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、耐クラック性及び耐事故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 in a hot strip mill for hot rolling is required to have excellent wear resistance, rough skin resistance, crack resistance and accident resistance in the outer layer in contact with the steel sheet. For this reason, a high-grade cast iron material or a high-alloy grain cast iron material is used as the outer layer material.

たとえば、特許文献1では、化学組成がwt%で、C:1.8%〜3.6%、Si:1.0%〜3.5%、Mn:0.1%〜2.0%、Ni:0.5%〜10.0%、Cr:2.0%〜10%、Mo:0.1%〜10%、W:0.1%〜10%、V,Nb:一種又は二種の総計で1.5%〜10%、及び残部が実質的にFeからなるハイス系鋳鉄材が提案されている。 For example, in Patent Document 1, the chemical composition is wt%, C: 1.8% to 3.6%, Si: 1.0% to 3.5%, Mn: 0.1% to 2.0%, Ni: 0.5% to 10.0%, Cr: 2.0% to 10%, Mo: 0.1% to 10%, W: 0.1% to 10%, V, Nb: 1 or 2 types A high-grade cast iron material having a total of 1.5% to 10% and the balance substantially consisting of Fe has been proposed.

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。そのため、ホットストリップミルにおいて、絞り事故が発生しやすい仕上後段スタンドでは、金属組織内に黒鉛を晶出し耐焼付き性に優れた高合金グレン鋳鉄材が使用されており、MC型炭化物を形成して耐摩耗性に優れたハイス系鋳鉄材は一般的に使用されていない。 Cracks caused by rolling drawing accidents occur when the outer layer of the roll and the rolled material are seized and the outer layer receives a thermal shock. It is believed that the growth of this crack is hindered by graphite in the metallographic structure. Therefore, in the hot strip mill, in the finishing post-stage stand where drawing accidents are likely to occur, graphite is crystallized in the metal structure and a high alloy grain cast iron material with excellent seizure resistance is used to form MC type carbides. High-speed cast iron material with excellent wear resistance is not generally used.

特開平06−256889号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 06-256889

黒鉛は、合金中の炭素が凝固過程で晶出及び、析出することによって形成されるが、Cr、Mo、W、V、Nbは、何れも黒鉛化を阻害する元素である。とくに、この中でCrが最も強力な黒鉛化阻害元素であり、Crの添加量が多いと、黒鉛の形成が阻害されて、耐クラック性が低下してしまう虞がある。 Graphite is formed by crystallization and precipitation of carbon in the alloy during the solidification process, and Cr, Mo, W, V, and Nb are all elements that inhibit graphitization. In particular, Cr is the most potent graphitization-inhibiting element among them, and if the amount of Cr added is large, the formation of graphite may be inhibited and the crack resistance may be lowered.

また、V、Nbは合金中の炭素と結合し、夫々MC型炭化物を形成するが、VCは、溶湯に比べて比重が小さいので、遠心力鋳造の際に外層の内周側に偏析する。この偏析したMC型炭化物は、外層の内側に軸芯材となる中間層や内層を鋳込んだときに再溶解し難いため、軸芯材との境界で溶着異常を起こす虞がある。外層と軸芯材との溶着異常は耐事故性の低下を招く。 Further, V and Nb combine with carbon in the alloy to form MC-type carbides, respectively, but since VC has a smaller specific gravity than the molten metal, it segregates on the inner peripheral side of the outer layer during centrifugal casting. Since this segregated MC-type carbide is difficult to redissolve when the intermediate layer or the inner layer serving as the shaft core material is cast inside the outer layer, there is a risk of causing welding abnormality at the boundary with the shaft core material. Abnormal welding between the outer layer and the shaft core material causes a decrease in accident resistance.

一方、NbCは、溶湯に比べて比重が大きいので、遠心力鋳造の際に外層の外周側に移動し、製品の使用層内に残存する。これにより、外層表面に肌荒れが発生し、圧延された鋼板に外層の表面模様が転写してしまう。 On the other hand, since NbC has a higher specific gravity than the molten metal, it moves to the outer peripheral side of the outer layer during centrifugal casting and remains in the used layer of the product. As a result, rough skin is generated on the surface of the outer layer, and the surface pattern of the outer layer is transferred to the rolled steel sheet.

MC型炭化物は、高硬度であるため外層の耐摩耗性向上に寄与するが、上記のようにMC型炭化物が外層の外周側または内周側に偏析することでMC型炭化物が少なくなって耐摩耗性に劣る層が発生してしまう。 Since the MC-type carbide has high hardness, it contributes to the improvement of wear resistance of the outer layer. However, as described above, the MC-type carbide segregates on the outer peripheral side or the inner peripheral side of the outer layer, so that the MC-type carbide is reduced and the resistance is reduced. A layer with inferior wear resistance is generated.

本発明の目的は、MC型炭化物の偏析を抑え、晶出する黒鉛量を調整することで、耐摩耗性、耐肌荒れ性、耐クラック性及び耐事故性にすぐれる外層を具えた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 suppress segregation of MC-type carbides and adjust the amount of graphite to be crystallized to provide a composite for rolling with an outer layer having excellent wear resistance, rough skin resistance, crack resistance and accident resistance. To provide a role.

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:2.2%〜3.2%、Si:1.0%〜3.0%、Mn:0.3%〜2.0%、Ni:3.0%〜7.0%、Cr:0.5%〜2.5%、Mo:1.0%〜3.0%、V:2.5%〜5.0%、Nb:0%を越えて0.5%以下、残部Fe及び不可避的不純物であって、
条件(a):Nb%/V%<0.1、
条件(b):2.1×C%+1.2×Si%−Cr%+0.5×Mo%+(V%+Nb%/2)≦13.0%
を満足する。
The composite roll for rolling of the present invention
A composite roll for rolling having an outer layer.
In terms of mass%, the outer layer has C: 2.2% to 3.2%, Si: 1.0% to 3.0%, Mn: 0.3% to 2.0%, Ni: 3.0. % To 7.0%, Cr: 0.5% to 2.5%, Mo: 1.0% to 3.0%, V: 2.5% to 5.0%, Nb: exceeding 0% 0.5% or less, balance Fe and unavoidable impurities
Condition (a): Nb% / V% <0.1,
Condition (b): 2.1 × C% + 1.2 × Si% -Cr% + 0.5 × Mo% + (V% + Nb% / 2) ≦ 13.0%
To be satisfied.

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:2.2%〜3.2%、Si:1.0%〜3.0%、Mn:0.3%〜2.0%、Ni:3.0%〜7.0%、Cr:0.5%〜2.5%、Mo:1.0%〜3.0%、W:0%を越えて3.0%以下、V:2.5%〜5.0%、Nb:0%を越えて0.5%以下、残部Fe及び不可避的不純物であって、
条件(a):Nb%/V%<0.1、
条件(b’):2.1×C%+1.2×Si%−Cr%+0.5×(Mo%+W%/2)+(V%+Nb%/2)≦13.0%
を満足する。
Further, the composite roll for rolling of the present invention is
A composite roll for rolling having an outer layer.
In terms of mass%, the outer layer has C: 2.2% to 3.2%, Si: 1.0% to 3.0%, Mn: 0.3% to 2.0%, Ni: 3.0. % To 7.0%, Cr: 0.5% to 2.5%, Mo: 1.0% to 3.0%, W: more than 0% and 3.0% or less, V: 2.5% ~ 5.0%, Nb: more than 0% and 0.5% or less, the balance Fe and unavoidable impurities.
Condition (a): Nb% / V% <0.1,
Condition (b'): 2.1 × C% + 1.2 × Si% -Cr% + 0.5 × (Mo% + W% / 2) + (V% + Nb% / 2) ≦ 13.0%
To be satisfied.

外層は、さらに、質量%にて、B:0%を越えて0.1%以下を含有することができる。 The outer layer can further contain B: 0% and 0.1% or less in mass%.

前記外層は、黒鉛面積率が0.5%〜5.0%であることが好ましい。 The outer layer preferably has a graphite area ratio of 0.5% to 5.0%.

また、前記外層は、MC型炭化物面積率が4.0%〜11.0%であることが好ましい。 Further, the outer layer preferably has an MC-type carbide area ratio of 4.0% to 11.0%.

上記外層は、遠心力鋳造によって製造することができる。 The outer layer can be manufactured by centrifugal casting.

本発明によれば、遠心力鋳造の際に外層のMC型炭化物の偏析を抑え、外層の外周側から内周側まで略均等にMC型炭化物を分散でき、また、晶出する黒鉛量も調整することができる。従って、圧延用複合ロールの耐摩耗性、耐肌荒れ性、耐クラック性及び耐事故性を向上させることができる。本発明の圧延用複合ロールは、ホットストリップミルにおいて、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。 According to the present invention, segregation of MC-type carbides in the outer layer can be suppressed during centrifugal casting, MC-type carbides can be dispersed substantially evenly from the outer peripheral side to the inner peripheral side of the outer layer, and the amount of graphite crystallized can be adjusted. can do. Therefore, it is possible to improve the wear resistance, rough skin resistance, crack resistance and accident resistance of the composite roll for rolling. The composite roll for rolling of the present invention is suitable for application to a post-stage stand for hot finish rolling, which requires operational stability, in a hot strip mill.

図1は、発明例9の供試材の長手方向断面におけるマクロ組織写真である。FIG. 1 is a macrostructure photograph of the test material of Invention Example 9 in a longitudinal cross section. 図2は、比較例4の供試材の長手方向断面におけるマクロ組織写真である。FIG. 2 is a macrostructure photograph of the test material of Comparative Example 4 in the longitudinal cross section. 図3は、発明例4の供試材の外周側より20mm位置のミクロ組織写真である。FIG. 3 is a microstructure photograph at a position 20 mm from the outer peripheral side of the test material of Invention Example 4. 図4は、発明例9の供試材の外周側より20mm位置のミクロ組織写真である。FIG. 4 is a microstructure photograph at a position 20 mm from the outer peripheral side of the test material of Invention Example 9. 図5は、比較例4の供試材の外周側より20mm位置のミクロ組織写真である。FIG. 5 is a microstructure photograph at a position 20 mm from the outer peripheral side of the test material of Comparative Example 4. 図6は、比較例4の供試材の内周側近傍のミクロ組織写真である。FIG. 6 is a microstructure photograph of the vicinity of the inner peripheral side of the test material of Comparative Example 4.

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内層、又は内層からなる軸芯材によって構成することができる。内層を構成する内層材として、高級鋳鉄、ダクタイル鋳鉄、黒鉛鋼等の強靱性を有する材料を例示でき、中間層を構成する中間層材としてアダマイト材を例示できる。 The composite roll for rolling of the present invention can be composed of an outer layer to be rolled and a shaft core material composed of an intermediate layer and an inner layer or an inner layer inside the outer layer. Examples of the inner layer material constituting the inner layer include materials having toughness such as high-grade cast iron, ductile cast iron, and graphite steel, and examples of the adamite material as the intermediate layer material constituting the intermediate layer.

外層は、たとえば遠心力鋳造によって製造することができる。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。遠心力鋳造における金型回転数はGNo.を100G以上とすることが好ましい。もちろん、外層は、静置鋳造等によって製造することもできるが、製造コスト低減のために遠心力鋳造が好ましい。 The outer layer can be manufactured, for example, by centrifugal casting. Centrifugal force casting may be of any of vertical type (rotational axis is in the vertical direction), inclined type (rotational axis is in the diagonal direction) and horizontal type (rotational axis is in the horizontal direction). The number of rotations of the mold in centrifugal casting is GNo. Is preferably 100 G or more. Of course, the outer layer can be manufactured by static casting or the like, but centrifugal casting is preferable in order to reduce the manufacturing cost.

本発明の外層の成分限定理由は、以下のとおりである。 The reasons for limiting the components of the outer layer of the present invention are as follows.

<成分限定理由>
本発明の圧延用複合ロールの外層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 reason for limiting the components of the outer layer material of the composite roll for rolling of the present invention will be described. In the following, unless otherwise specified, "%" is mass%.

C:2.2%〜3.2%
Cは、黒鉛を晶出させ、耐摩耗性や耐クラック性を改善させると共に、高硬度のMC型炭化物を晶出させて硬度を高めることができる。晶出する黒鉛及び共晶炭化物であるセメンタイトを減少させ、後述するようにMC型炭化物の過剰な晶出を抑制して耐事故性を向上させるために、Cの含有量は3.2%以下とする。一方で、黒鉛の晶出量を確保するために、Cの含有量は2.2%以上とする。好ましくは、2.3%〜3.0%である。
C: 2.2% to 3.2%
C can crystallize graphite to improve wear resistance and crack resistance, and can crystallize high hardness MC-type carbides to increase hardness. The C content is 3.2% or less in order to reduce crystallized graphite and cementite, which is a eutectic carbide, suppress excessive crystallization of MC-type carbide as described later, and improve accident resistance. And. On the other hand, in order to secure the crystallization amount of graphite, the content of C is set to 2.2% or more. It is preferably 2.3% to 3.0%.

Si:1.0%〜3.0%
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、Siは、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、1.0%以上含有させる。しかし、3.0%を超えると機械的性質が劣化して耐クラック性低下の原因となるため、上限は3.0%とする。好ましくは、1.5%〜2.5%である。
Si: 1.0% to 3.0%
Si is an element required as a deoxidizer for molten metal. In particular, in centrifugal casting, it is necessary to ensure the flowability of hot water. Further, in the case of a high alloy Glen cast iron material, Si is required as an element that promotes graphite crystallization (partly precipitated). Therefore, it is contained in an amount of 1.0% or more. However, if it exceeds 3.0%, the mechanical properties deteriorate and cause a decrease in crack resistance, so the upper limit is set to 3.0%. Preferably, it is 1.5% to 2.5%.

Mn:0.3%〜2.0%
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、0.3%以上含有させる。しかし、2.0%を超えて含有すると、機械的性質が劣化して耐クラック性が低下するため、2.0%以下とする。
Mn: 0.3% to 2.0%
Mn is an element necessary for improving the soundness of the molten metal as a desulfurizing agent or a deoxidizing agent for the molten metal and for strengthening the matrix structure. Therefore, it is contained in an amount of 0.3% or more. However, if it is contained in excess of 2.0%, the mechanical properties are deteriorated and the crack resistance is lowered, so the content is set to 2.0% or less.

Ni:3.0%〜7.0%
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。一方、7.0%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7.0%とする。好ましくは、4.0%〜6.0%である。
Ni: 3.0% to 7.0%
Ni is an effective element as an auxiliary element for graphite crystallization and for improving the hardenability of the base to promote bainite formation and strengthening the base. If it is less than 3.0%, such an effect is not sufficient, high hardness cannot be obtained, and wear resistance becomes insufficient. Therefore, the lower limit is set to 3.0%. On the other hand, if it is contained in excess of 7.0%, the amount of retained austenite increases, and the retained austenite is decomposed during hot rolling to reduce the rough skin resistance. Therefore, the upper limit is 7.0%. It is preferably 4.0% to 6.0%.

Cr:0.5%〜2.5%
Crは、主としてCと結合して晶出セメンタイト中に固溶し、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。このため、0.5%含有させる。なお、Crは、MC型炭化物にも含まれ、その晶出温度を低下させる作用がある。MC型炭化物が晶出する温度が低下することで、MC型炭化物の晶出を遅らせることができ、MC型炭化物の晶出時に溶湯の温度低下によりその粘性が高まっているため、MC型炭化物の溶湯中での移動が抑制される。この点でMC型炭化物の偏析を抑制する効果がある。一方、Crは、非常に強い黒鉛化阻害元素であるため、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。これにより、圧延材の通板性が損なわれてロール表面に圧延材が焼付いたり、脆化して、耐クラック性低下の原因となる。従って、Crと同様に黒鉛化阻害元素であるVを所定量含有させても(V:2.5%〜5.0%)、黒鉛を晶出させることができるように、Crの上限は2.5%とする。好ましくは、0.8%〜1.5%である。
Cr: 0.5% to 2.5%
Cr mainly binds to C and dissolves in crystallized cementite, which contributes to the improvement of wear resistance. Also, some form precipitated carbides to strengthen the matrix. Therefore, 0.5% is contained. Cr is also contained in MC-type carbides and has an effect of lowering the crystallization temperature thereof. By lowering the temperature at which the MC-type carbide crystallizes, the crystallization of the MC-type carbide can be delayed, and when the MC-type carbide crystallizes, the viscosity of the molten metal increases due to the temperature decrease of the molten metal. Movement in the molten metal is suppressed. In this respect, it has the effect of suppressing segregation of MC-type carbides. On the other hand, since Cr is a very strong graphitization-inhibiting element, crystallization and precipitation of graphite are inhibited, the coefficient of friction increases, and seizure resistance also decreases. As a result, the passability of the rolled material is impaired, and the rolled material is seized or brittle on the roll surface, which causes a decrease in crack resistance. Therefore, the upper limit of Cr is 2 so that graphite can be crystallized even if a predetermined amount of V, which is a graphitization inhibitory element, is contained as in Cr (V: 2.5% to 5.0%). It shall be 5.5%. Preferably, it is 0.8% to 1.5%.

Mo:1.0%〜3.0%
Moは、主としてCと結合して晶出セメンタイト中に固溶し、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、1.0%以上含有させる。しかし、3.0%を越えると、黒鉛の晶出及び析出が阻害され、上記と同様、耐焼付き性低下や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。好ましくは、1.2%〜2.5%である。
Mo: 1.0% to 3.0%
Mo mainly binds to C and dissolves in crystallized cementite, which contributes to the improvement of wear resistance. Further, since a part of the precipitate forms a precipitated carbide and has an effect of strengthening the matrix, it is contained in an amount of 1.0% or more. However, if it exceeds 3.0%, crystallization and precipitation of graphite are inhibited, which causes a decrease in seizure resistance and a decrease in crack resistance as described above. Therefore, the upper limit is 3.0% or less. Preferably, it is 1.2% to 2.5%.

V:2.5%〜5.0%
Vは、基地に固溶して基地を強化する作用があり、さらに、主としてCと結合し、高硬度のMC型炭化物を形成し、外層の耐摩耗性を改善させる。このため、Vは2.5%以上添加する。一方で、Vの添加量が多くなると、溶湯に比べて比重の小さいVを主体とするMC型炭化物が形成されて、遠心力鋳造時に外層の内周面側に偏析し、外層の内側に設けられる内層や中間層との溶着性を低下させるから、上限を5.0%とする。好ましくは、3.0%〜4.0%である。
V: 2.5% -5.0%
V has an action of solid-solving in the matrix to strengthen the matrix, and further, mainly bonds with C to form a high-hardness MC-type carbide, and improves the wear resistance of the outer layer. Therefore, V is added in an amount of 2.5% or more. On the other hand, when the amount of V added is large, MC-type carbides mainly composed of V, which has a smaller specific gravity than the molten metal, are formed, segregate on the inner peripheral surface side of the outer layer during centrifugal casting, and are provided inside the outer layer. The upper limit is set to 5.0% because it reduces the weldability with the inner layer and the intermediate layer. Preferably, it is 3.0% to 4.0%.

Nb:0%を越えて0.5%以下
Nbは、Cと結合して極めて高硬度のMC型炭化物を晶出する元素であるため、0%を越えて添加する。一方、Nbを主体とするMC型炭化物は、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、外周側に偏析してしまう。このため、本発明では、後述のとおり、Nb%/V%<0.1に制限しているから、Nbの上限は、Vの1/10である0.5%以下とする。好ましくは、0.002%〜0.3%である。
Nb: Exceeding 0% and 0.5% or less Since Nb is an element that binds to C and crystallizes MC-type carbide having extremely high hardness, it is added in excess of 0%. On the other hand, since the MC-type carbide mainly composed of Nb has a higher specific gravity than the molten metal, for example, when the outer layer is prepared by centrifugal casting, segregation occurs on the outer peripheral side. Therefore, in the present invention, as described later, since Nb% / V% <0.1 is limited, the upper limit of Nb is 0.5% or less, which is 1/10 of V. Preferably, it is 0.002% to 0.3%.

残部Fe及び不可避的不純物
本外層材は、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より好ましい。
Residual Fe and Inevitable Impurities The balance of this outer layer material is substantially Fe, and impurities unavoidably mixed during melting are allowed to be contained as long as they do not affect the characteristics of the cast iron material. Since both P and S reduce the toughness of the material, the smaller the amount, the more preferable, and it is more preferable that both P and S are suppressed to 0.2% or less.

上記外層成分は、個々の成分範囲の他、以下の条件を満足する。 The outer layer component satisfies the following conditions in addition to the individual component ranges.

条件(a)Nb%/V%<0.1
本条件は、耐摩耗性を高めるためのMC型炭化物を形成するVとNbにおいて、溶湯に対して比重の小さいVを主体とするMC型炭化物と、溶湯に対して比重の大きいNbを主体とするMC型炭化物のバランスを調整することで、MC型炭化物自体が遠心鋳造による偏析を抑えるための条件である。炭化物形成元素の多い本外層材において、黒鉛を晶出させるためには、Cは炭化物形成元素であるCr、Mo、Vの含有量の増加に伴って、多く含有させる必要があるが、遠心力鋳造により外層を形成する場合、C量が高いと溶湯との比重差の大きいMC型炭化物が多量に晶出する。そこで、本発明では、上記のように低Cr量にすると共に、Nb%/V%<0.1に制限することで、Nbを主体とするMC型炭化物の晶出を抑え、Vを主体とするMC型炭化物中にNbを固溶させることで、Vを主体とするMC型炭化物の比重を大きくして溶湯に近づけることができ、MC型炭化物の偏析を防止することができる。
Condition (a) Nb% / V% <0.1
In this condition, in V and Nb forming MC-type carbides for enhancing wear resistance, MC-type carbides mainly composed of V having a small specific gravity with respect to the molten metal and Nb having a large specific gravity with respect to the molten metal are mainly used. By adjusting the balance of the MC-type carbides, the MC-type carbides themselves are conditions for suppressing segregation due to centrifugal casting. In this outer layer material containing a large amount of carbide-forming elements, in order to crystallize graphite, C needs to be contained in a large amount as the content of the carbide-forming elements Cr, Mo, and V increases. When the outer layer is formed by casting, if the amount of C is high, a large amount of MC-type carbide having a large difference in specific gravity from the molten metal is crystallized. Therefore, in the present invention, by reducing the amount of Cr as described above and limiting the amount to Nb% / V% <0.1, the crystallization of MC-type carbides mainly composed of Nb is suppressed, and V is mainly used. By solid-solving Nb in the MC-type carbide, the specific gravity of the MC-type carbide mainly composed of V can be increased to bring it closer to the molten metal, and segregation of the MC-type carbide can be prevented.

条件(b)2.1×C%+1.2×Si%−Cr%+0.5×Mo%+(V%+Nb%/2)≦13.0% Condition (b) 2.1 × C% + 1.2 × Si% -Cr% + 0.5 × Mo% + (V% + Nb% / 2) ≦ 13.0%

従来、炭化物形成元素濃度を高めた高合金グレン鋳鉄材において、耐摩耗性を高めるためにMC型炭化物を多く晶出させ、同時に黒鉛を安定して晶出させるために、C及びSiを多く含有させていた。しかし、MC型炭化物を形成するVやNbの濃度を高くしても、C量を低くすることによって過剰にMC型炭化物が晶出することを抑制できること見出した。本条件は、MC型炭化物の晶出量を制御し、偏析を抑えるための条件である。MC型炭化物が偏析しないためには、MC型炭化物の比重を溶湯に近づける必要がある。上記条件(a)では、この目的で、Vを主体とするMC型炭化物にNbを固溶させ、Nbを主体とするMC型炭化物の晶出を抑えている。Vの原子量は50.94、Nbの原子量はVの略2倍の92.91であり、また、MC型炭化物の形成効果に関し、同じ効果を得るには、NbはVの2倍必要となる。従って、本条件(b)では、上記条件(a)で調整されたVとNbについて、V当量(V%+Nb%/2)を基準(係数1.0)とし、これに対するC、Si、Cr、Mo量を夫々規定した。Cは、黒鉛の晶出、MC型炭化物の形成元素としてV当量に対して2.1倍としている。また、Siは黒鉛晶出促進元素として必要であることから黒鉛晶出量を確保するためにV当量に対して1.2としている。Cr(原子量:52.0)は、Vと原子量が近いためV当量に対する係数を1.0とするが、Cを消費して炭化物を形成しても偏析形成を抑制する効果があるため、他の炭化物形成元素とは逆の効果として「−」の係数とした。Mo(原子量:95.94)は、原子量がVの約2倍であること、また、Vに比べてMC型炭化物を形成し難いことから、V当量に対する係数を0.5とした。MC型炭化物の偏析に対する作用、効果に基づいて種々の実験データを元に条件(b)式左辺の和の上限を13.0%と設定することでMC型炭化物の偏析を抑制できることを見出した。条件(b)の好ましい上限は12.5%である。 Conventionally, in a high alloy grain cast iron material having an increased concentration of carbide-forming elements, a large amount of MC-type carbide is crystallized in order to improve wear resistance, and at the same time, a large amount of C and Si is contained in order to stably crystallize graphite. I was letting you. However, it has been found that even if the concentrations of V and Nb forming the MC-type carbide are increased, the excessive crystallization of the MC-type carbide can be suppressed by lowering the amount of C. This condition is a condition for controlling the amount of crystallization of MC-type carbide and suppressing segregation. In order to prevent segregation of MC-type carbides, it is necessary to bring the specific gravity of MC-type carbides closer to that of the molten metal. In the above condition (a), for this purpose, Nb is dissolved in the MC-type carbide mainly composed of V to suppress the crystallization of the MC-type carbide mainly composed of Nb. The atomic weight of V is 50.94, the atomic weight of Nb is 92.91, which is about twice that of V, and Nb is required to be twice as much as V in order to obtain the same effect on the formation effect of MC-type carbides. .. Therefore, in this condition (b), the V equivalent (V% + Nb% / 2) is used as a reference (coefficient 1.0) for V and Nb adjusted in the above condition (a), and C, Si, and Cr are used. , Mo amount was specified respectively. C is 2.1 times V equivalent as an element for forming graphite crystallization and MC-type carbide. Further, since Si is required as a graphite crystallization promoting element, it is set to 1.2 with respect to V equivalent in order to secure the graphite crystallization amount. Since Cr (atomic weight: 52.0) has an atomic weight close to V, the coefficient with respect to V equivalent is set to 1.0, but since it has the effect of suppressing segregation formation even if C is consumed to form carbides, other factors are used. As an effect opposite to that of the carbide-forming element, the coefficient of "-" was used. Since Mo (atomic weight: 95.94) has an atomic weight of about twice that of V and it is more difficult to form MC-type carbides than V, the coefficient with respect to V equivalent was set to 0.5. Based on various experimental data based on the action and effect on segregation of MC-type carbides, it was found that segregation of MC-type carbides can be suppressed by setting the upper limit of the sum of the left side of the condition (b) to 13.0%. .. The preferable upper limit of the condition (b) is 12.5%.

上記条件(a)及び(b)を満たすことで、外層における高硬度なMC型炭化物の偏析を抑え、外層の外周側から内周側まで略均等にMC型炭化物を分散できるから、耐摩耗性、耐肌荒れ性、耐事故性の向上を図ることができる。 By satisfying the above conditions (a) and (b), segregation of high-hardness MC-type carbides in the outer layer can be suppressed, and MC-type carbides can be dispersed substantially evenly from the outer peripheral side to the inner peripheral side of the outer layer, and thus wear resistance. , Rough skin resistance and accident resistance can be improved.

上記外層は、さらにWを含有させることができる。WはMoと同様の作用をするが、遠心力鋳造法の場合、ラミネーション偏析を形成する傾向があるため、W:0%を越えて3.0%以下とすることが好ましい。好ましくは、2.0%以下である。 The outer layer can further contain W. W has the same effect as Mo, but in the case of the centrifugal casting method, it tends to form lamination segregation, so W: preferably more than 0% and 3.0% or less. Preferably, it is 2.0% or less.

そして、Wを含有する場合上記条件(b)は、以下の条件(b’)となる。 Then, when W is contained, the above condition (b) becomes the following condition (b').

条件(b’)2.1×C%+1.2×Si%−Cr%+0.5×(Mo%+W%/2)+(V%+Nb%/2)≦13.0% Condition (b') 2.1 × C% + 1.2 × Si% -Cr% + 0.5 × (Mo% + W% / 2) + (V% + Nb% / 2) ≦ 13.0%

Moの原子量は95.94、Wの原子量はMoの略2倍の183.8であるから、Mo当量で換算すると、WはMoの2倍必要となる。従って、本条件(b’)では、上記条件(b)に対し、Mo当量(Mo%+W%/2)とした。なお、条件(b’)も好ましい上限は12.5%である。 Since the atomic weight of Mo is 95.94 and the atomic weight of W is 183.8, which is about twice that of Mo, W is required twice as much as Mo when converted to Mo equivalent. Therefore, in this condition (b'), the Mo equivalent (Mo% + W% / 2) was set with respect to the above condition (b). The upper limit of the condition (b') is also preferable, which is 12.5%.

なお、上記外層は、MC型炭化物面積率が4.0%〜11.0%であることが好ましい。MC型炭化物の面積率が4.0%未満であると外層は耐摩耗性向上の効果が不十分になることがある。また、黒鉛との共存関係によりMC型炭化物の面積率を11.0%超にすることは困難だからである。 The outer layer preferably has an MC-type carbide area ratio of 4.0% to 11.0%. If the area ratio of the MC-type carbide is less than 4.0%, the effect of improving the wear resistance of the outer layer may be insufficient. Further, it is difficult to increase the area ratio of MC-type carbide to more than 11.0% due to the coexistence relationship with graphite.

さらに、外層の黒鉛面積率を0.5%〜5.0%に調整することが好ましい。黒鉛の面積率が0.5%未満では外層の耐焼付き性向上の効果が不十分であり、絞り事故の際に熱衝撃によるクラック、及び焼付きを発生させる。焼付きは荷重を集中させるため、クラックの進展を著しく早めてしまう。外層に黒鉛を晶出させることによって、絞り事故の際に熱衝撃を受けることで発生するクラックの進展を抑制することができ、外層の耐クラック性を高めることができる。たとえば、晶出する黒鉛量は、外層溶湯にFe−Si、Ca−Si等の接種剤を添加することにより調整することができる。一方、黒鉛の面積率が5.0%を越えると、外層の耐摩耗性及び、機械的性質は著しく低下する虞がある。 Further, it is preferable to adjust the graphite area ratio of the outer layer to 0.5% to 5.0%. If the area ratio of graphite is less than 0.5%, the effect of improving the seizure resistance of the outer layer is insufficient, and cracks and seizure due to thermal shock occur in the event of a drawing accident. Seizure concentrates the load and significantly accelerates the growth of cracks. By crystallizing graphite in the outer layer, it is possible to suppress the growth of cracks generated by receiving a thermal shock in the event of a drawing accident, and it is possible to improve the crack resistance of the outer layer. For example, the amount of graphite crystallized can be adjusted by adding an inoculant such as Fe-Si or Ca-Si to the outer layer molten metal. On the other hand, if the area ratio of graphite exceeds 5.0%, the wear resistance and mechanical properties of the outer layer may be significantly deteriorated.

また、上記外層は、さらにBを含有させることができる。この場合、0.1%超含有すると機械的性質の低下が著しいため、その上限を0.1%とする。0.05%以下とすることが好ましい。 Further, the outer layer can further contain B. In this case, if the content exceeds 0.1%, the mechanical properties are significantly deteriorated, so the upper limit is set to 0.1%. It is preferably 0.05% 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て外層材を作製した。表1中、発明例は、発明例1〜発明例13、比較例は比較例1〜比較例9であり、夫々溶湯成分組成を記載している。また、合わせて条件(a)、条件(b)(但し、Wを含有する場合には条件(b’))を計算した。 In a high-frequency induction melting furnace, molten alloys of various components shown in Table 1 were melted and centrifugally cast to prepare an outer layer material. In Table 1, Invention Examples are Invention Examples 1 to 13, and Comparative Examples are Comparative Examples 1 to 9, respectively, and the composition of the molten metal component is described. In addition, the condition (a) and the condition (b) (however, the condition (b') when W is contained) were calculated together.

なお、表1中、各外層材について、含有しない成分又は含有する可能性はあるが検出不可の成分は「−」としている。また、表1及び測定、試験結果を示す表2において、本発明範囲を満たさない成分、条件、本発明の好ましい測定値、試験結果から外れる値又は発明例に対して大きく劣る値には、その理解を視覚的に高めるため星印を付加している。 In Table 1, for each outer layer material, components that are not contained or components that may be contained but cannot be detected are indicated by "-". Further, in Table 1 and Table 2 showing the measurement and test results, the components and conditions that do not meet the scope of the present invention, the preferable measured values of the present invention, the values that deviate from the test results, or the values that are significantly inferior to the examples of the invention are included. Stars are added to enhance understanding visually.

外層材は、発明例、比較例共に、遠心力鋳造時の金型回転数GNo.を100G〜200Gとし、鋳込み温度を1250℃〜1360℃とした。外層材は、外径300mmで長さ200mmのもの、外径570mm〜800mmで長さ1100mm〜2500mmのものである。そして、各外層材を400℃〜600℃で焼戻しを数回繰り返した後、各外層材から200mm×200mmの供試材を採取した。なお、850℃以上のγ化熱処理及び、焼入れ、焼戻しを実施してもよい。 In both the invention example and the comparative example, the outer layer material has a mold rotation speed GNo. Was 100 G to 200 G, and the casting temperature was 1250 ° C to 1360 ° C. The outer layer material has an outer diameter of 300 mm and a length of 200 mm, and an outer diameter of 570 mm to 800 mm and a length of 1100 mm to 2500 mm. Then, after tempering each outer layer material at 400 ° C. to 600 ° C. several times, a test material having a size of 200 mm × 200 mm was collected from each outer layer material. In addition, gamma heat treatment of 850 ° C. or higher, quenching, and tempering may be carried out.

得られた供試材について、以下に示すとおり、MC型炭化物の偏析の有無、黒鉛面積率、MC型炭化物面積率、焼付き荷重及び摩耗量を測定した。なお、次に説明するMC型炭化物の偏析が見られた比較例1乃至比較例5については、比較例3及び比較例4のみ黒鉛面積率等を測定した。 With respect to the obtained test material, the presence or absence of segregation of MC-type carbide, graphite area ratio, MC-type carbide area ratio, seizure load and wear amount were measured as shown below. Regarding Comparative Examples 1 to 5 in which segregation of MC-type carbides described below was observed, the graphite area ratio and the like were measured only in Comparative Examples 3 and 4.

まず、MC型炭化物の偏析、黒鉛面積率及びMC型炭化物面積率を測定するために、各供試材を粒度240のサンドペーパーを用いて研磨し、長手方向断面における全長の範囲について、研磨後の供試材に硝酸水溶液のエッチング処理を施し、マクロ組織写真を撮影した。また、マクロ組織写真を撮影した後、供試材にアルミナバフ研磨を実施し、ミクロ組織写真を撮影した。参考のため、図1及び図2に発明例9と比較例4のマクロ組織写真、図3乃至図5に発明例4、発明例9及び比較例4の長手方向断面における外周側から20mm位置のミクロ組織写真、図6に比較例4の長手方向断面における内周側近傍のミクロ組織写真を示す。MC型炭化物は、硬質であるため、アルミナバフ研磨した際に他の炭化物よりも突出し、その組織写真では突出したMC型炭化物の影が撮影されている。また、ミクロ組織写真中、黒色の塊は黒鉛である。 First, in order to measure segregation of MC-type carbides, graphite area ratio, and MC-type carbide area ratio, each test material was polished with sandpaper having a particle size of 240, and after polishing, the range of the total length in the longitudinal cross section was polished. The test material was subjected to etching treatment with an aqueous nitric acid solution, and a macrostructure photograph was taken. In addition, after taking a macrostructure photograph, alumina buffing was performed on the test material, and a microstructure photograph was taken. For reference, FIGS. 1 and 2 show macrostructure photographs of Invention Example 9 and Comparative Example 4, and FIGS. 3 to 5 show positions 20 mm from the outer peripheral side in the longitudinal cross section of Invention Example 4, Invention Example 9 and Comparative Example 4. Microstructure photograph, FIG. 6 shows a microstructure photograph in the vicinity of the inner peripheral side in the longitudinal cross section of Comparative Example 4. Since the MC-type carbide is hard, it protrudes more than other carbides when polishing with alumina buff, and the shadow of the protruding MC-type carbide is photographed in the microstructure photograph. In the microstructure photograph, the black mass is graphite.

<MC型炭化物の偏析>
MC型炭化物の偏析は、得られたマクロ組織写真に基づいて評価した。図1及び図2を参照すると、図1(発明例9)は、供試材の長手方向断面にMC型炭化物の偏析は認められない。一方、図2(比較例4)では、供試材の内周側、すなわち、図2の下側に濃く腐食された領域が認められる。これは、MC型炭化物が偏析したものである。比較例4の長手方向断面における外周側と内周側のミクロ組織写真(図5及び図6)を参照すると、図5の外周側はMC型炭化物が疎であるのに対し、図6の内周側はMC型炭化物が密であることからも、比較例4にMC型炭化物が内周側に偏析していることがわかる。これは、溶湯比重に対して軽量なMC型炭化物が過剰に晶出し、遠心力鋳造の際にその比重差によって内側に凝集したためである。比較例4のように、外層材の内周側にMC型炭化物が偏析すると、その内側に中間層や内層などの軸芯材を鋳込んだ場合でも偏析層は再溶解し難いから、境界に残存して溶着異常を起こし、耐事故性を低下させるため、圧延用複合ロールの外層として適さない。なお、図1に示す発明例9の供試材についても、内周側約20mmの範囲に内周側とは異なる組織が観察されるが、この層は比較的低融点の最終凝固層であるため、一部引け巣を伴うが、軸芯材を鋳込んだ際に再溶解して、健全に溶着するため問題はない。
<Segregation of MC type carbide>
Segregation of MC-type carbide was evaluated based on the obtained macrostructure photograph. With reference to FIGS. 1 and 2, in FIG. 1 (Invention Example 9), segregation of MC-type carbide is not observed in the longitudinal cross section of the test material. On the other hand, in FIG. 2 (Comparative Example 4), a deeply corroded region is observed on the inner peripheral side of the test material, that is, on the lower side of FIG. This is the segregation of MC-type carbides. Looking at the microstructure photographs (FIGS. 5 and 6) on the outer peripheral side and the inner peripheral side in the longitudinal cross section of Comparative Example 4, MC-type carbides are sparse on the outer peripheral side of FIG. From the fact that the MC-type carbides are dense on the peripheral side, it can be seen that the MC-type carbides are segregated on the inner peripheral side in Comparative Example 4. This is because MC-type carbides, which are lightweight with respect to the specific gravity of the molten metal, crystallize excessively and aggregate inward due to the difference in specific gravity during centrifugal casting. As in Comparative Example 4, when MC-type carbide segregates on the inner peripheral side of the outer layer material, the segregated layer is difficult to redissolve even when a shaft core material such as an intermediate layer or an inner layer is cast inside the segregation layer. It is not suitable as an outer layer of a composite roll for rolling because it remains and causes welding abnormalities and reduces accident resistance. In the test material of Invention Example 9 shown in FIG. 1, a structure different from that of the inner peripheral side is observed in a range of about 20 mm on the inner peripheral side, but this layer is a final solidified layer having a relatively low melting point. Therefore, although some shrinkage cavities are involved, there is no problem because the shaft core material is redissolved when cast and is welded soundly.

同様の要領で、各供試材のマクロ組織写真からMC型炭化物の偏析の有無を調べた。そして、得られた各組織写真を元に、MC型炭化物の偏析がないものを評価「1(なし)」、あるものを評価「2(あり)」とした。結果を表2「MC型炭化物の偏析」に示す。 In the same manner, the presence or absence of segregation of MC-type carbide was examined from the macrostructure photograph of each test material. Then, based on the obtained tissue photographs, those without segregation of MC-type carbides were evaluated as "1 (none)", and those without segregation were evaluated as "2 (yes)". The results are shown in Table 2 “Segregation of MC-type carbides”.

表2を参照すると、発明例は何れも評価「1(なし)」であり、MC型炭化物の偏析が認められないことがわかる。これは、発明例が何れも条件(a)と条件(b)又は(b’)を満足しているからである。とくに、条件(a)であるVとNbの含有量の質量比を満足することで、Vを主体とするMC型炭化物にNbが固溶することで、MC型炭化物の比重を溶湯の比重近くに調整できている。その上で、条件(b)の式を満たす合金組成とすることで、MC型炭化物の偏析を大きく低減できたものである。これにより、発明例の外層を有する圧延用複合ロールのMC型炭化物の偏析に起因する耐摩耗性、耐肌荒れ性及び耐事故性を向上できたことがわかる。 With reference to Table 2, it can be seen that all of the invention examples were evaluated as “1 (none)” and no segregation of MC-type carbides was observed. This is because all of the invention examples satisfy the condition (a) and the condition (b) or (b'). In particular, by satisfying the mass ratio of the contents of V and Nb, which is the condition (a), Nb is dissolved in the MC-type carbide mainly composed of V, so that the specific gravity of the MC-type carbide is close to the specific gravity of the molten metal. It can be adjusted to. On top of that, by setting the alloy composition to satisfy the formula of the condition (b), the segregation of MC-type carbides can be greatly reduced. As a result, it can be seen that the wear resistance, rough skin resistance and accident resistance due to segregation of MC-type carbides of the composite roll for rolling having an outer layer of the invention example could be improved.

一方、比較例は、比較例1乃至5は評価「2(あり)」であった。比較例1や比較例2、比較例5において、評価が「2(あり)」であったのは、MC型炭化物を形成するVとNb濃度が適切であっても、これら比較例は全体としてC濃度やCr濃度に対する量が条件(b)を満たしておらず、過剰に晶出したMC型炭化物が偏析したためである。とくに、比較例2と比較例5は、各元素の成分範囲は、本発明の範囲に含まれるが、条件(b)を満たしていないことでMC型炭化物の偏析を引き起こしたことがわかる。比較例3に関しては、V量が多く、溶湯比重に対して軽量なMC型炭化物が晶出して偏析を生じたためである。また、比較例4は、V量が少ない一方でNb量が多く、条件(b)のみならず、条件(a)も満たしておらず、その結果、溶湯比重に対して重いMC型炭化物が晶出し偏析を生じたためである。 On the other hand, in Comparative Examples, Comparative Examples 1 to 5 were evaluated as "2 (Yes)". In Comparative Example 1, Comparative Example 2, and Comparative Example 5, the evaluation was "2 (yes)" because even if the concentrations of V and Nb forming the MC-type carbide were appropriate, these comparative examples as a whole were evaluated. This is because the amounts with respect to the C concentration and the Cr concentration did not satisfy the condition (b), and the excessively crystallized MC-type carbide was segregated. In particular, in Comparative Example 2 and Comparative Example 5, it can be seen that the component range of each element is included in the range of the present invention, but the segregation of MC-type carbides was caused by not satisfying the condition (b). This is because the MC type carbide having a large amount of V and being lightweight with respect to the specific gravity of the molten metal crystallized and segregated in Comparative Example 3. Further, in Comparative Example 4, the amount of V was small but the amount of Nb was large, and not only the condition (b) but also the condition (a) was not satisfied. As a result, MC-type carbides heavy with respect to the specific gravity of the molten metal were crystallized. This is because the ejection segregation occurred.

<黒鉛面積率(%)>
次に、得られた供試材について、長手方向断面の外周側のミクロ組織を上記と同様の要領で写真撮影し、黒鉛量を黒鉛面積率として測定した。なお、以降の測定、試験から、MC型炭化物の偏析が確認された比較例1、比較例2及び比較例5は除外した。
<Graphite area ratio (%)>
Next, with respect to the obtained test material, the microstructure on the outer peripheral side of the longitudinal cross section was photographed in the same manner as described above, and the amount of graphite was measured as the graphite area ratio. From the subsequent measurements and tests, Comparative Example 1, Comparative Example 2 and Comparative Example 5 in which segregation of MC-type carbide was confirmed were excluded.

発明例4、発明例9及び比較例4の供試材について、外層材の内周側のミクロ組織写真を図3乃至図5に夫々示す。結果を表2「黒鉛面積率」に示す。表2を参照すると、発明例は何れも黒鉛面積率を0.5%〜5.0%に調整できている。また、比較例4、比較例7、比較例9も黒鉛面積率を0.5%から5.0%に調整できている。黒鉛面積率が上記のとおり調整されることで、熱衝撃により外層材に発生するクラックの進展を黒鉛によって妨げることができ、外層材の耐クラック性を高めることができる。 3 to 5 show microstructure photographs of the inner peripheral side of the outer layer material for the test materials of Invention Example 4, Invention Example 9 and Comparative Example 4, respectively. The results are shown in Table 2 “Graphite area ratio”. With reference to Table 2, in each of the invention examples, the graphite area ratio can be adjusted to 0.5% to 5.0%. Further, in Comparative Example 4, Comparative Example 7, and Comparative Example 9, the graphite area ratio can be adjusted from 0.5% to 5.0%. By adjusting the graphite area ratio as described above, the growth of cracks generated in the outer layer material due to thermal shock can be prevented by the graphite, and the crack resistance of the outer layer material can be improved.

比較例6と比較例8は何れも黒鉛の晶出は認められなかった。これは、比較例6、比較例8のCr%が高いためである。 In both Comparative Example 6 and Comparative Example 8, no crystallization of graphite was observed. This is because the Cr% of Comparative Example 6 and Comparative Example 8 is high.

<MC型炭化物面積率(%)>
供試材の内周側のミクロ組織写真(たとえば図3乃至図5参照)から、MC型炭化物量をMC型炭化物面積率により測定した。結果を表2「MC型炭化物面積率」に示す。表2を参照すると、発明例は、何れもMC型炭化物量が4.0%〜11.0%の範囲に調整できており、すぐれた耐摩耗性を有していることがわかる。一方、比較例4、比較例7乃至比較例9はMC型炭化物面積率が4.0%未満であることから、耐摩耗性の点で劣ることがわかる。
<MC type carbide area ratio (%)>
The amount of MC-type carbide was measured by the MC-type carbide area ratio from the microstructure photograph on the inner peripheral side of the test material (see, for example, FIGS. 3 to 5). The results are shown in Table 2 “MC type carbide area ratio”. With reference to Table 2, it can be seen that in each of the invention examples, the amount of MC-type carbides can be adjusted in the range of 4.0% to 11.0%, and the examples have excellent wear resistance. On the other hand, in Comparative Example 4, Comparative Example 7 to Comparative Example 9, since the MC type carbide area ratio is less than 4.0%, it can be seen that they are inferior in terms of wear resistance.

<焼付き荷重(N)>
焼付き荷重は、高速ファレックス型摩耗試験機(神鋼造機製、製品名:高速ファレックス型摩擦試験機)にて測定した。試験は、各供試材から円柱状の試験片(直径10mm、長さ35mm)を採取し、供試片を200rpmで回転させながら、SUS430製の2個のVブロックで挟み、荷重を上昇速度100N/secで負荷しつつ、15N/9秒の速度で荷重が1500Nに達するまで上昇させる。この間におけるトルクの変曲点を焼付き荷重として評価した。焼付き荷重が高い程、耐焼付き性が良い。試験結果を表2「焼付き荷重」に示す。表2を参照すると、発明例は何れも焼付き荷重が高く、比較例に比して十分な耐焼付き性を具備していることがわかる。一方、比較例4、比較例7、比較例9は焼付き荷重が十分でなく、耐焼付き性に劣ることがわかる。
<Seizure load (N)>
The seizure load was measured with a high-speed Farex type wear tester (manufactured by Shinko Engineering Co., Ltd., product name: high-speed Farex type friction tester). In the test, a columnar test piece (diameter 10 mm, length 35 mm) was collected from each test material, and while rotating the test piece at 200 rpm, it was sandwiched between two SUS430 V blocks, and the load was increased at an ascending speed. While loading at 100 N / sec, increase the load at a speed of 15 N / 9 seconds until the load reaches 1500 N. The torque inflection point during this period was evaluated as the seizure load. The higher the seizure load, the better the seizure resistance. The test results are shown in Table 2 “Seizure load”. With reference to Table 2, it can be seen that all of the invention examples have a high seizure load and have sufficient seizure resistance as compared with the comparative examples. On the other hand, it can be seen that in Comparative Example 4, Comparative Example 7, and Comparative Example 9, the seizure load is not sufficient and the seizure resistance is inferior.

<摩耗量(μm)>
摩耗量は、上記の高速ファレックス型摩耗試験機にて測定した。試験は、各供試材から円柱状の試験片(直径10mm、長さ35mm)を採取し、供試片を200rpmで回転させながら、SS400製の2個のVブロックで挟み、荷重を上昇速度100N/secで負荷しつつ、荷重が1000Nに達した時点で30分間荷重を保持することにより行なった。試験後、試験片とVブロックの接触面の摩耗量を測定した。結果を表2「摩耗量」に示す。表2を参照すると、発明例は何れも摩耗量を小さく抑えられており、十分な耐摩耗性を具備していることがわかる。一方、比較例4、比較例7乃至比較例9は摩耗量が大きく、耐摩耗性に劣ることがわかる。これは、耐摩耗性の向上に必要なMC型炭化物量が面積率で4.0%未満であるためである。
<Amount of wear (μm)>
The amount of wear was measured by the above-mentioned high-speed Farex type wear tester. In the test, a columnar test piece (diameter 10 mm, length 35 mm) was collected from each test material, and while rotating the test piece at 200 rpm, it was sandwiched between two SS400 V blocks to increase the load. The load was maintained at 100 N / sec for 30 minutes when the load reached 1000 N. After the test, the amount of wear on the contact surface between the test piece and the V block was measured. The results are shown in Table 2 “Amount of wear”. With reference to Table 2, it can be seen that all of the invention examples have a small amount of wear and have sufficient wear resistance. On the other hand, it can be seen that Comparative Example 4, Comparative Example 7 to Comparative Example 9 have a large amount of wear and are inferior in wear resistance. This is because the amount of MC-type carbide required to improve the wear resistance is less than 4.0% in terms of area ratio.

<総合評価>
上記各測定、試験結果を参照すると、発明例は何れもMC型炭化物の偏析が見られないことで軸芯材との溶着異常を抑えることができ、圧延用複合ロールとして耐事故性を向上できることがわかる。また、黒鉛面積率及びMC型炭化物面積率が夫々所望の範囲に調整されていることから、焼付き荷重、摩耗量においても圧延用複合ロールの外層として極めて良好であることがわかる。
<Comprehensive evaluation>
With reference to each of the above measurements and test results, in all of the invention examples, since segregation of MC-type carbides is not observed, welding abnormality with the shaft core material can be suppressed, and accident resistance can be improved as a composite roll for rolling. I understand. Further, since the graphite area ratio and the MC type carbide area ratio are adjusted to the desired ranges, it can be seen that the seizure load and the amount of wear are also extremely good as the outer layer of the composite roll for rolling.

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、耐クラック性及び耐事故性に優れるから、ロールの耐用寿命を伸ばすことができ、これによりロールコストの低減を図れ、さらにはロール在庫管理の安定化に貢献する。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, in the composite roll for rolling of the present invention, since the outer layer is excellent in wear resistance, crack resistance and accident resistance, the service life of the roll can be extended, thereby reducing the roll cost. Furthermore, it contributes to the stabilization of roll inventory management. The composite roll for rolling of the present invention is particularly suitable for application to a post-stage stand for hot finish rolling, which requires operational stability.

上記説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或いは範囲を限縮するように解すべきではない。また、本発明の各部構成は、上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。 The above description is for explaining the present invention, and should not be construed as limiting or limiting the scope of the invention described in the claims. In addition, each part of the present invention is not limited to the above embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made within the technical scope described in the claims.

Claims (4)

圧延用複合ロール用外層の製造方法であって、
前記外層は、遠心力鋳造時の金型回転数GNo.を100G〜200Gとした遠心力鋳造により製造され、
前記外層は、
質量%にて、C:2.2%〜3.2%、Si:1.0%〜3.0%、Mn:0.3%〜2.0%、Ni:3.0%〜7.0%、Cr:0.5%〜2.5%、Mo:1.0%〜3.0%、V:2.5%〜5.0%、Nb:0%を越えて0.5%以下、W:0%を超えて3.0%以下、残部Fe及び不可避的不純物であり、且つ、
条件(a):Nb%/V%<0.1、
条件(b’):2.1×C%+1.2×Si%−Cr%+0.5×(Mo%+W%/2)+(V%+Nb%/2)≦13.0%
を満足することで、前記外層の外周側から内周側まで略均等にMC型炭化物を分散していることを特徴とした圧延用複合ロール用外層の製造方法。
A method for manufacturing an outer layer for a composite roll for rolling.
The outer layer has a mold rotation speed GNo. Manufactured by centrifugal casting with a value of 100G to 200G.
The outer layer is
In terms of mass%, C: 2.2% to 3.2%, Si: 1.0% to 3.0%, Mn: 0.3% to 2.0%, Ni: 3.0% to 7. 0%, Cr: 0.5% to 2.5%, Mo: 1.0% to 3.0%, V: 2.5% to 5.0%, Nb: 0.5% over 0% Hereinafter, W: more than 0% and 3.0% or less, the balance Fe and unavoidable impurities, and
Condition (a): Nb% / V% <0.1,
Condition (b'): 2.1 × C% + 1.2 × Si% -Cr% + 0.5 × (Mo% + W% / 2) + (V% + Nb% / 2) ≦ 13.0%
A method for producing an outer layer for a composite roll for rolling, characterized in that MC-type carbides are dispersed substantially evenly from the outer peripheral side to the inner peripheral side of the outer layer by satisfying the above.
鋳込み時の溶湯にFe−SiまたはCa−Siの接種剤を添加することで黒鉛面積率0.5〜5.0%とする請求項1に記載の圧延用複合ロール用外層の製造方法。 Method for producing a rolled outer layer composite roll according to claim 1, 0.5 to 5.0% graphite area ratio in the melt to the addition of inoculant of Fe-Si or Ca-Si at the time of casting. 作製される外層は、外径570mm〜800mmである、
請求項1又は請求項2に記載の圧延用複合ロール用外層の製造方法。
The outer layer produced has an outer diameter of 570 mm to 800 mm.
The method for producing an outer layer for a composite roll for rolling according to claim 1 or 2.
作製される外層は、長さ1100mm〜2500mmである、
請求項1乃至請求項の何れかに記載の圧延用複合ロール用外層の製造方法。
The outer layer produced is 1100 mm to 2500 mm in length.
The method for producing an outer layer for a composite roll for rolling according to any one of claims 1 to 3.
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