JPH01208437A - 研削性を改善した高クロム型圧延用ロール鋼 - Google Patents
研削性を改善した高クロム型圧延用ロール鋼Info
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- JPH01208437A JPH01208437A JP3128388A JP3128388A JPH01208437A JP H01208437 A JPH01208437 A JP H01208437A JP 3128388 A JP3128388 A JP 3128388A JP 3128388 A JP3128388 A JP 3128388A JP H01208437 A JPH01208437 A JP H01208437A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、高耐摩耗圧延用ロール材として、9.0%以
上12.0%未満のクロムを含有し、かつ網目状の共晶
型炭化物を極力低減しロールの研削性を改善した圧延用
ロール鋼に関するものである。
上12.0%未満のクロムを含有し、かつ網目状の共晶
型炭化物を極力低減しロールの研削性を改善した圧延用
ロール鋼に関するものである。
クロムを9〜12%含む合金は、例えば5KD−11に
みられるように、耐摩耗性にはすぐれているが、デンド
ライト樹間に晶出した網目状の共晶型炭化物が数多く存
在し、ロール材として用いた場合、ロールの研削性及び
靭性が悪くなる欠点を存している。
みられるように、耐摩耗性にはすぐれているが、デンド
ライト樹間に晶出した網目状の共晶型炭化物が数多く存
在し、ロール材として用いた場合、ロールの研削性及び
靭性が悪くなる欠点を存している。
本発明者は、上記の如く高クロムで耐摩耗性が確保され
、かつロールに加工された場合その研削性が低クロム鋼
に比し低下することのないロール材を獲得することを目
的として種々研究の結果、合金中における共晶型炭化物
の面積率(顕微鏡で観察した場合の面積率で体積率と同
意義である。 以下同じ)がロールの研削性と密接な関係を有している
との推測の下に、高クロム型であっても口−ルの研削性
を損なわないという、両立性を得るための条件として、
この共晶型炭化物の面積率即ち、含有量を減少させるこ
とが重要なきめてとなることを見出し本発明に到ったも
のである。
、かつロールに加工された場合その研削性が低クロム鋼
に比し低下することのないロール材を獲得することを目
的として種々研究の結果、合金中における共晶型炭化物
の面積率(顕微鏡で観察した場合の面積率で体積率と同
意義である。 以下同じ)がロールの研削性と密接な関係を有している
との推測の下に、高クロム型であっても口−ルの研削性
を損なわないという、両立性を得るための条件として、
この共晶型炭化物の面積率即ち、含有量を減少させるこ
とが重要なきめてとなることを見出し本発明に到ったも
のである。
本発明は、重量%で、 C0195以上1.2%未満、
Si 0.1%以上1.0%未満、Mn0.2%以上1
.0%未満、Ni 1%未満、Cr 9.0%以上12
.0%未満、Mo0.2%以上3.0%未満、v 0.
1%以上1.0%未満を含有し、残部鉄並びに不可避的
不純物よりなる高クロム型圧延用ロール鋼を要旨とする
ものであって、このような構成とすることによって、前
述した課題を解決したロール材を提供することに成功し
たものである。
Si 0.1%以上1.0%未満、Mn0.2%以上1
.0%未満、Ni 1%未満、Cr 9.0%以上12
.0%未満、Mo0.2%以上3.0%未満、v 0.
1%以上1.0%未満を含有し、残部鉄並びに不可避的
不純物よりなる高クロム型圧延用ロール鋼を要旨とする
ものであって、このような構成とすることによって、前
述した課題を解決したロール材を提供することに成功し
たものである。
【本発明の基礎となる知見と実験例並びに効果】本発明
において、共晶型炭化物の面積率を小とすることが目的
達成に有効であることを示すために次の実験をおこなっ
た。 まず、本発明鋼A、B、Cと比較#D(従来型10%ク
ロムI!l)、E(J I S、5KD−11相当)の
組成を第1表に示す。 第 1 表 重量% CSi Mn Ni Cr Mo V本発明 鋼A O,930,77Q、400.9811,4
30.230.16” B1.000,210.29
G、06 9.972.020.50〃C1,190
,310,230,429,120,980,88比較
鋼 D※’ 1.450.5G 0.300.4710.
4g 0.980.16〃E※” 1.510.32
G、340.0812.161.020.25※1
従来型10%Crロール鋼 ※25KI)−If相当 これらの鋼を焼鈍し、研摩、腐食を施し、画像解析装置
を用いて共晶型炭化物の面積率を測定した。 又いずれの鋼も1150”Cに加熱し、鍛造比3で鍛伸
、焼鈍した後鍛伸方向と平行にシャルピー衝撃試験片を
採取、衝撃試験を行った。これらの結果を第2表に示す
。 第 2 表 kg・tm/cm’ 本発明鋼 A 1.43 4.7〃B
1.86 4.2 〃C1,973,9 比較鋼 D ’7.69 1.’1〃E
10.57 0.7 以上の結果、本発明鋼ASB、Cにおける共晶型炭化物
の面積率はいずれも2%以下であり、比較鋼DSEのそ
れに比べ大幅に低く、後述研削試験に見られる通り共晶
型炭化物の面積率と研削性の相関関係についての本発明
者の推察が立証された。 又、前記試験により、本発明鋼は耐衝撃性においても比
較鋼に比し著しく優れていることが明らかにされた。 次に、本発明の主目的である研削性の改善効果を確認す
るため、実際に研削試験を行った。 試料として、本発明鋼のうちでは比較的共晶型炭化物の
面積率が高く研削性の悪いと思われるB及びCを選び、
比較鋼として従来型10%Cr鋼であるD及びさらに比
較の意味で現在多用されている5%CrM(F)につい
てφ1ooxIoLの試験片を製作、適当な熱処理を施
し試験を行った。 比較鋼Fの成分組成は次の通りである。 重量% CSi Mn Ni Cr Mo V試験片
の熱処理条件及び熱処理後の硬さを第3表に示す。 第 3 表 焼入れ温度焼もどし温度硬さII Rc本発明鋼B
1050’COQ L40’C64,11C105
0″COQ 140’C64,6比較14 D
1030′COQ 140℃64.0〃F980
°COQ 140’C64,8研削性試験は円筒研
摩機を用い、切込量0.05++u++時の電力負荷(
KW)及び研削径、研削時間より研削速度を算出し、又
研削後の粗度測定をして仕上粗度を比較した。 第4表に研削試験の結果を示す。 第 4 表 本発明鋼 比較鋼 CDF 研削前径mmφ 99.94 99.86 99.
84 99.93研削後径mraφ 99,70 9
9.64 99.45 99.69研削量 +ymφ
0.24 0.22 0.39 0.24研削時間
min O,580,541,120,48研削
速度mmφ/min O,410,410,350,
50尚、研削条件は次の通りである。 使用砥石 C; C−24J 直径φ220回転数
1600rpyn 試験片回転数 94 rpm 第1図は、上記第4表に示した研削試験結果の中、切込
量0.05mm時の電力負荷量と、研削速度を比較した
ものである。電力負荷量は小さい程研削性が良いといえ
るが、本発明DB、Cは5%CrfilFには劣るもの
の(Fは後述の如く耐摩耗性が著しく悪い)、従来型1
0%Crg14と比較すると大幅に改善されていること
がわかる。 一方、研削速度は大きい程研削性は良好であるが、本発
明i4B、Cは、 5%CrjllFに近く、従来型1
0%Cr鋼D に比して大きく向上していることがわか
る。 次に、第2図a=dは、供試鋼を研削した後の表面粗さ
プロファイルを示したものである。 本発明鋼B(同図C)及びC(同d)のプロファイルは
、従来型lO%Cr54D(同b)と異なって、5%C
r鋼F (同a)に類似しており、現在一般に広く行な
われている研摩機、砥石をを用い大きな変更を必要とし
ないで目標とする粗度が得られるものである。 以上の如き、本発明の課題である優れた研削性の確保は
、後述する限定理由に基づく成分組成の選択により達成
されたものである。 次に耐摩耗性について説明する。 本発明鋼B、C及び比較HD、Fについて西原式摩耗試
験を行った。 供試鋼は前出第3表の条件で熱処理し、次の条件で摩耗
試験を行った。 試験片寸法 φ30X4wX8L 相手材材質 0.9%G−3%Cr−MO鋼(HRc6
0)回転数 80 Orpm(試験片)ヘルツの接
触応力 150 kg/mm2スリップ率 5% 潤滑剤 灯油 その結果を第5表に示す。 第 5 表 3xlO’回転後摩耗量 本発明鋼 8 3.4 mg〃C3,0 比較g I) 3.7” F
13.に れらの結果より、本発明鋼の耐摩耗性は5%Cr′iA
である比較鋼Fに比しはるかに優れていることは勿論、
従来型10%Cr’iADと比べても、勝るとも劣らぬ
ことが認められた。 以上のごく、本発明鋼は、高クロム型ロール鋼の特徴で
ある耐摩耗性をそのまま維持したと、従来のこの種ロー
ル鋼の欠点であった研削性、靭性が改善されており、特
に、冷間圧延用ワークロール、熱間、冷間圧延用中間ロ
ールに用いた場合、優れた効果を与えることができるも
のである。 又、本発明jlaiBを 1050℃OQで焼入れし、
焼もどした時の硬度曲線を第3図に示すが、これより、
本発明鋼は、焼もどしによる著しい二次硬化現象が認め
られ、靭性、耐摩耗性の優れた熱間圧延用ワークロール
材としても適当であるということができる。
において、共晶型炭化物の面積率を小とすることが目的
達成に有効であることを示すために次の実験をおこなっ
た。 まず、本発明鋼A、B、Cと比較#D(従来型10%ク
ロムI!l)、E(J I S、5KD−11相当)の
組成を第1表に示す。 第 1 表 重量% CSi Mn Ni Cr Mo V本発明 鋼A O,930,77Q、400.9811,4
30.230.16” B1.000,210.29
G、06 9.972.020.50〃C1,190
,310,230,429,120,980,88比較
鋼 D※’ 1.450.5G 0.300.4710.
4g 0.980.16〃E※” 1.510.32
G、340.0812.161.020.25※1
従来型10%Crロール鋼 ※25KI)−If相当 これらの鋼を焼鈍し、研摩、腐食を施し、画像解析装置
を用いて共晶型炭化物の面積率を測定した。 又いずれの鋼も1150”Cに加熱し、鍛造比3で鍛伸
、焼鈍した後鍛伸方向と平行にシャルピー衝撃試験片を
採取、衝撃試験を行った。これらの結果を第2表に示す
。 第 2 表 kg・tm/cm’ 本発明鋼 A 1.43 4.7〃B
1.86 4.2 〃C1,973,9 比較鋼 D ’7.69 1.’1〃E
10.57 0.7 以上の結果、本発明鋼ASB、Cにおける共晶型炭化物
の面積率はいずれも2%以下であり、比較鋼DSEのそ
れに比べ大幅に低く、後述研削試験に見られる通り共晶
型炭化物の面積率と研削性の相関関係についての本発明
者の推察が立証された。 又、前記試験により、本発明鋼は耐衝撃性においても比
較鋼に比し著しく優れていることが明らかにされた。 次に、本発明の主目的である研削性の改善効果を確認す
るため、実際に研削試験を行った。 試料として、本発明鋼のうちでは比較的共晶型炭化物の
面積率が高く研削性の悪いと思われるB及びCを選び、
比較鋼として従来型10%Cr鋼であるD及びさらに比
較の意味で現在多用されている5%CrM(F)につい
てφ1ooxIoLの試験片を製作、適当な熱処理を施
し試験を行った。 比較鋼Fの成分組成は次の通りである。 重量% CSi Mn Ni Cr Mo V試験片
の熱処理条件及び熱処理後の硬さを第3表に示す。 第 3 表 焼入れ温度焼もどし温度硬さII Rc本発明鋼B
1050’COQ L40’C64,11C105
0″COQ 140’C64,6比較14 D
1030′COQ 140℃64.0〃F980
°COQ 140’C64,8研削性試験は円筒研
摩機を用い、切込量0.05++u++時の電力負荷(
KW)及び研削径、研削時間より研削速度を算出し、又
研削後の粗度測定をして仕上粗度を比較した。 第4表に研削試験の結果を示す。 第 4 表 本発明鋼 比較鋼 CDF 研削前径mmφ 99.94 99.86 99.
84 99.93研削後径mraφ 99,70 9
9.64 99.45 99.69研削量 +ymφ
0.24 0.22 0.39 0.24研削時間
min O,580,541,120,48研削
速度mmφ/min O,410,410,350,
50尚、研削条件は次の通りである。 使用砥石 C; C−24J 直径φ220回転数
1600rpyn 試験片回転数 94 rpm 第1図は、上記第4表に示した研削試験結果の中、切込
量0.05mm時の電力負荷量と、研削速度を比較した
ものである。電力負荷量は小さい程研削性が良いといえ
るが、本発明DB、Cは5%CrfilFには劣るもの
の(Fは後述の如く耐摩耗性が著しく悪い)、従来型1
0%Crg14と比較すると大幅に改善されていること
がわかる。 一方、研削速度は大きい程研削性は良好であるが、本発
明i4B、Cは、 5%CrjllFに近く、従来型1
0%Cr鋼D に比して大きく向上していることがわか
る。 次に、第2図a=dは、供試鋼を研削した後の表面粗さ
プロファイルを示したものである。 本発明鋼B(同図C)及びC(同d)のプロファイルは
、従来型lO%Cr54D(同b)と異なって、5%C
r鋼F (同a)に類似しており、現在一般に広く行な
われている研摩機、砥石をを用い大きな変更を必要とし
ないで目標とする粗度が得られるものである。 以上の如き、本発明の課題である優れた研削性の確保は
、後述する限定理由に基づく成分組成の選択により達成
されたものである。 次に耐摩耗性について説明する。 本発明鋼B、C及び比較HD、Fについて西原式摩耗試
験を行った。 供試鋼は前出第3表の条件で熱処理し、次の条件で摩耗
試験を行った。 試験片寸法 φ30X4wX8L 相手材材質 0.9%G−3%Cr−MO鋼(HRc6
0)回転数 80 Orpm(試験片)ヘルツの接
触応力 150 kg/mm2スリップ率 5% 潤滑剤 灯油 その結果を第5表に示す。 第 5 表 3xlO’回転後摩耗量 本発明鋼 8 3.4 mg〃C3,0 比較g I) 3.7” F
13.に れらの結果より、本発明鋼の耐摩耗性は5%Cr′iA
である比較鋼Fに比しはるかに優れていることは勿論、
従来型10%Cr’iADと比べても、勝るとも劣らぬ
ことが認められた。 以上のごく、本発明鋼は、高クロム型ロール鋼の特徴で
ある耐摩耗性をそのまま維持したと、従来のこの種ロー
ル鋼の欠点であった研削性、靭性が改善されており、特
に、冷間圧延用ワークロール、熱間、冷間圧延用中間ロ
ールに用いた場合、優れた効果を与えることができるも
のである。 又、本発明jlaiBを 1050℃OQで焼入れし、
焼もどした時の硬度曲線を第3図に示すが、これより、
本発明鋼は、焼もどしによる著しい二次硬化現象が認め
られ、靭性、耐摩耗性の優れた熱間圧延用ワークロール
材としても適当であるということができる。
以上のような特長のある高クロム型圧延用ロール鋼は次
の限定理由に基づく成分組成によりえられる。 C,0,9%以上1.2%未満 一部は地質に固溶し、マルテンサイト組織を形成するこ
とによって、マトリックスの硬さと強度を保持するが、
残りのCは、Cr、Mo5VなどとFeを含め複合炭化
物を形成する。この為、Crを9.0%以上12.0%
未満含仔する鋼の場合、Cの量が1.2%を超すと例え
ば、従来型10%Cr屑の如く共晶型炭化物の面積率が
大となり (第2表)、本発明の重要な目的である研削
性改善に悪影響を与えるので1−限は1.2%とする。 又、Cを減少すると焼入れ硬さが低下してくるので圧延
ロール鋼に必要な硬さを保持させるためその下限は0.
9%とした。 Si ; 0.1%以J−1、0%未満脱酸剤として0
.1%以−L添加される外、S+は焼入性を増大させ、
ロール鋼にとって有効な元素であり、その効果は1%ま
では急速に増加するがそれ以−ヒではあまり効果はなく
、又鋼塊内のマクロ的偏析を助長するのでその上限は1
,0%とする。 Mn;0.2%以上1.0%未満 脱酸剤として添加され、その下限は0.2%であり、又
1.0%以上添加するとオーステナイトを安定化させ、
焼入れ硬さが低下するのでその上限は1.0%とする。 Ni ; 1.0%未満 Niは焼入性増大元素であるが、オーステナイト安定化
元素であるため、その」−限は1.0%とする。 Cr ; 9.0%以−1−12.0%未満Crは地に
固溶して焼入性を増大させ、又自硬性を持たせる。又、
炭化物を形成してロールの耐摩耗性を向上させる。 従
来のロール鋼に比べ、9.0%未満ではその耐摩耗性の
優位性は十分でなく、一方、12.0%を超えると靭性
が低下し焼入れ温度の上昇を招くのでその上限は12.
0%とする。 Mo;0.2%以上3.0%未満 炭化物生成元素であり、複合炭化物を形成し、耐摩耗性
に寄与するとともに、焼入性、焼きもどし軟化抵抗性を
向上させる。 このため最低0.2%必要であるが、一
方、共晶型炭化物の生成を助長するので、その上限は3
.0%とする。 V 、0.1%以11.0%未満 ■は強力なMC型炭化物形成元素で、耐摩耗性を著しく
改善する。しかし、VCが多くなるとロールの研削性を
阻害するので0.1%以J: 1 、0%未満とする。
の限定理由に基づく成分組成によりえられる。 C,0,9%以上1.2%未満 一部は地質に固溶し、マルテンサイト組織を形成するこ
とによって、マトリックスの硬さと強度を保持するが、
残りのCは、Cr、Mo5VなどとFeを含め複合炭化
物を形成する。この為、Crを9.0%以上12.0%
未満含仔する鋼の場合、Cの量が1.2%を超すと例え
ば、従来型10%Cr屑の如く共晶型炭化物の面積率が
大となり (第2表)、本発明の重要な目的である研削
性改善に悪影響を与えるので1−限は1.2%とする。 又、Cを減少すると焼入れ硬さが低下してくるので圧延
ロール鋼に必要な硬さを保持させるためその下限は0.
9%とした。 Si ; 0.1%以J−1、0%未満脱酸剤として0
.1%以−L添加される外、S+は焼入性を増大させ、
ロール鋼にとって有効な元素であり、その効果は1%ま
では急速に増加するがそれ以−ヒではあまり効果はなく
、又鋼塊内のマクロ的偏析を助長するのでその上限は1
,0%とする。 Mn;0.2%以上1.0%未満 脱酸剤として添加され、その下限は0.2%であり、又
1.0%以上添加するとオーステナイトを安定化させ、
焼入れ硬さが低下するのでその上限は1.0%とする。 Ni ; 1.0%未満 Niは焼入性増大元素であるが、オーステナイト安定化
元素であるため、その」−限は1.0%とする。 Cr ; 9.0%以−1−12.0%未満Crは地に
固溶して焼入性を増大させ、又自硬性を持たせる。又、
炭化物を形成してロールの耐摩耗性を向上させる。 従
来のロール鋼に比べ、9.0%未満ではその耐摩耗性の
優位性は十分でなく、一方、12.0%を超えると靭性
が低下し焼入れ温度の上昇を招くのでその上限は12.
0%とする。 Mo;0.2%以上3.0%未満 炭化物生成元素であり、複合炭化物を形成し、耐摩耗性
に寄与するとともに、焼入性、焼きもどし軟化抵抗性を
向上させる。 このため最低0.2%必要であるが、一
方、共晶型炭化物の生成を助長するので、その上限は3
.0%とする。 V 、0.1%以11.0%未満 ■は強力なMC型炭化物形成元素で、耐摩耗性を著しく
改善する。しかし、VCが多くなるとロールの研削性を
阻害するので0.1%以J: 1 、0%未満とする。
第1図は、本発明鋼並びに比較鋼の研削試験結果の中、
切込量0.05m+++時の電力負荷端及び研削速度を
比較したグラフである。 第2図は、本発明E並びに比較鋼の研削後の表面粗さを
説明するプ[lファイルで、(a)は5%Cr鋼F、(
b)は従来型10%CrJr4D、 (c)は本発明鋼
B、(c)は本発明鋼Cである。 第3図は、本発明MU3を l050℃OQで焼入れし
、焼きもどした時の硬度曲線である。 特許出願人 関東特殊製鋼株式会社 代 理 人 弁理士 板本 栄− 笥1図 第3図 1介もどし、L席 (’C) 第2図
切込量0.05m+++時の電力負荷端及び研削速度を
比較したグラフである。 第2図は、本発明E並びに比較鋼の研削後の表面粗さを
説明するプ[lファイルで、(a)は5%Cr鋼F、(
b)は従来型10%CrJr4D、 (c)は本発明鋼
B、(c)は本発明鋼Cである。 第3図は、本発明MU3を l050℃OQで焼入れし
、焼きもどした時の硬度曲線である。 特許出願人 関東特殊製鋼株式会社 代 理 人 弁理士 板本 栄− 笥1図 第3図 1介もどし、L席 (’C) 第2図
Claims (3)
- (1)重量%で、C0.9%以上1.2%未満Si0.
1%以上1.0%未満 Mn0.2%以上1.0%未満 Ni1%未満 Cr9.0%以上12.0%未満 Mo0.2%以上3.0%未満 V0.1%以上1.0%未満 を含有し、残部鉄並びに不可避的不純物よりなる研削性
を改善した高クロム型圧延用ロール鋼。 - (2)特許請求の範囲第1項記載の組成を有する高クロ
ム型冷延用中間及びワークロール鋼。 - (3)特許請求の範囲第1項記載の組成を有する高クロ
ム型熱延用中間及びワークロール鋼。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3128388A JPH01208437A (ja) | 1988-02-13 | 1988-02-13 | 研削性を改善した高クロム型圧延用ロール鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3128388A JPH01208437A (ja) | 1988-02-13 | 1988-02-13 | 研削性を改善した高クロム型圧延用ロール鋼 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01208437A true JPH01208437A (ja) | 1989-08-22 |
Family
ID=12326989
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3128388A Pending JPH01208437A (ja) | 1988-02-13 | 1988-02-13 | 研削性を改善した高クロム型圧延用ロール鋼 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01208437A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010075941A (ja) * | 2008-09-25 | 2010-04-08 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 搬送用ロール、搬送テーブル、及び、鋼板の製造方法 |
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EP2495340A1 (en) | 2011-03-04 | 2012-09-05 | Akers AB | A forged roll meeting the requirements of the cold rolling industry and a method for production of such a roll |
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-
1988
- 1988-02-13 JP JP3128388A patent/JPH01208437A/ja active Pending
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