JPH0575819B2

JPH0575819B2 -

Info

Publication number: JPH0575819B2
Application number: JP30352586A
Authority: JP
Inventors: Tatsumi Kimura; Manabu Oohori; Noriaki Koshizuka
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1986-12-18
Filing date: 1986-12-18
Publication date: 1993-10-21
Also published as: JPS63157836A

Description

【発明の詳細な説明】

＜発明の目的＞産業上の利用分野本発明は冷間圧延用ロール材に係り、詳しく
は、耐摩耗性および耐事故性に優れた冷間圧延用
ロール材に係る。従来の技術最近の冷間圧延操業は圧延能率の向上、難加工
材の増加、製品品質の高級化のために、高速化、
連続化、高圧下化、ロールの小径化を指向してお
り、そこで使用されるワークロールは優れた耐摩
耗性を有することが要求されている。このような
圧延に対して、従来の冷間圧延用ロール材として
は、Ｃ：0.7〜1.6％、Si：0.15〜1.6％、Mn：0.15
〜1.6％、Cr：3.5〜12.0％を含有し、かつ、Mo：
0.4〜3.0％、Ｖ：0.2〜2.0％のうち一種または２
種および選択成分としてNi：1.0％以下を含有す
る冷間圧延用ワークロール材（特開昭57−47849
号）など合金工具鋼が多く提案されている（例え
ば、特開昭56−9328号、特開昭57−108248号）。
前記のように苛酷な圧延操業に用いられる冷間圧
延用ロール材は、耐摩耗性を向上させる目的で高
合金化する傾向にあるが、前記特開昭57−47849
号に提案されたMo：0.4〜3.0％を含有する場合
には、Mo多量添加の影響で、ロール軸部の靭性
が極めて悪くなり、耐事故性が低下するという問
題がある。軸部の靭性が低下すると、圧延操業中
にスポーリング等が発生し、設備の破損あるいは
最悪の場合には、人身事故につながる恐れがあ
る。従つて、耐摩耗性と耐事故性の何れにも優れ
たロール材の開発が求められていた。発明が解決しようとする問題点本発明はこれらの問題点の解決を目的とし、具
体的には、耐摩耗性を向上させる目的で高合金化
した時、靭性が低下し耐摩耗性が低下するという
問題点を解決する耐摩耗性および耐事故性に優れ
た冷間圧延用ロール材を提供することを目的とす
る。＜発明の構成＞問題点を解決するための手段ならびにその作用本発明は、重量％で、Ｃ：0.5〜1.2％、Si：0.1
〜1.5％、Mn：0.2〜1.6％、Cr：4.0〜6.0％、
Mo：0.1〜0.5％、Ｖ：0.5〜2.0％、Ｗ：0.2〜1.0
％、Ｐ：0.025％以下、Ｓ：0.025％以下を含有
し、若しくはこれに更にNi：0.1〜1.0％を含有
し、残部がFeおよび不可避的不純物よりなる鋼
であり、しかも、（Ｖ含有量＋Ｗ含有量）とＣ含
有量との重量比（Ｖ＋Ｗ）／Ｃが1.0〜2.0の範囲
内であることを特徴とする。以下、図面によつて本発明の手段たる構成なら
びに作用を説明すると、次の通りである。第１図はビツカース硬さとシヤルピー吸収エネ
ルギーの関係に及ぼすＷの影響を示すグラフであ
り、第２図は本発明鋼および従来鋼における（Ｖ
＋Ｗ）／Ｃと摩耗速度の関係を示すグラフであ
る。本発明者等は前記問題点を解決するため、ロー
ル材の成分組成、特に、Ｖ、ＷおよびＣとシヤル
ピー吸収エネルギーおよび摩耗量の関係につき詳
しく検討を行なつた結果、 (1) 成分組成Ｃ：1.0〜1.3％、Si：0.65％、Mn：
0.4％、Cr：５％、Mo：0.3％、Ｐ：0.015％、
Ｓ：0.005％を含有する鋼に、Ｖ：0.07〜2.0％
を添加した鋼とＣ：1.0％、Ｗ：0.4％を添加し
た鋼をそれぞれ球状化焼なまし後、油焼入れ、
焼もどしを施し、それぞれのビツカース硬さと
20℃におけるシヤルピー吸収エネルギーuE₂₀
（Kgｆ−ｍ）の関係を検討した結果、第１図に
示すように同一ビツカース硬さで比較すると
Ｖ：1.0％、Ｗ：0.4％を添加した鋼（−●−）
はＷ無添加鋼（−〇−）よりもおよそ2.0Kgｆ
−ｍ、シヤルピー吸収エネルギーuE₂₀が高くな
り、優れた靭性を示し耐事故性は良好であるこ
と。 (2) 成分組成Si：0.65％、Mn：0.4％、Cr：5.0
％、Mo：0.3％、Ｐ：0.015％、Ｓ：0.005％を
含有する鋼にＣ、Ｖ、ＷをそれぞれＣ：0.9〜
1.5％、Ｖ：0.07〜2.0％、Ｗ：０〜0.5％の範囲
内で添加した鋼を球状化焼なまし後、油焼入
れ、焼もどしを施し、その後、表面焼入れ、低
温焼もどしを実施し、表面硬さHv800に揃えた
ものについて２円筒式摩耗試験機で摩耗試験を
行ない、（Ｖ含有量＋Ｗ含有量）とＣ含有量と
の重量比（Ｖ＋Ｗ）／Ｃ値と摩耗速度（mg／
10⁵回転）との関係を求めた結果、第２図に示
すように、本発明鋼はＶを単独添加した鋼と比
較して同等の耐摩耗性を示すことがわかつた。上記の結果より、耐摩耗性および耐事故性の優
れた冷間圧延用ロール材を提供できることを知見
し、本発明を完成した。以下、本発明に用いられるロール材の成分組成
を限定する理由を説明する。Ｃ：Ｃは一部または全部基地中に固溶し、焼入性
を向上させる元素であり、Cr、Mo、Ｖ、Ｗと
炭化物を形成し、析出硬化による硬さの上昇に
より耐摩耗性を向上する。しかし、0.5％未満
ではその効果は少なく、また、1.2％を超える
と残留オーステナイト量が増加することによる
硬さの低下を招き、耐摩耗性を低下させるの
で、Ｃは0.5〜1.2％の範囲にする必要がある。 Mn：Mnは焼入性向上元素であり、0.2％以上で
その効果が大きくなるが、1.6％を超えると、
脆化を招くのでMnは0.2〜1.6％の範囲にする
必要がある。 Si：Siは耐摩耗性を向上し、その効果は0.1〜1.5
％の範囲で著しい。0.1％未満では耐事故性向
上に対して不十分であり、1.5％を超えると脆
化を助長するため、Siは0.1〜1.5％の範囲にす
る必要がある。 Cr：CrはCr炭化物を形成し基地中に分散し、耐
摩耗性を向上させるが、4.0％未満ではそれら
の効果は少なく、6.0％を超えると、Cr炭化物
量の増加をもたらし、基地中に固溶するＣ量を
減少させるため、焼入性を阻害する。そのた
め、Crは4.0〜6.0％を範囲にする必要がある。 Mo：Moは焼入性を増加させる元素であり、ロ
ール用鋼としては、必須の元素である。しか
し、0.1％以下ではその効果は少なく、また、
0.5％を超えると靭性低下を招くのでMoは0.1
〜0.5％の範囲にする必要がある。Ｖ：ＶはMoと同様に焼入性を上昇させる元素で
あると共に、Ｃと結合して硬いMC炭化物を形
成し、基地中へ分散析出し、耐摩耗性を向上す
る。本発明では（Ｖ含有量＋Ｗ含有量）とＣ含
有量との比（Ｖ＋Ｗ）／Ｃが1.0以下では、耐
摩耗性の向上が期待できない。また、2.0超に
すると、加工性が劣化し、製造コストが増加す
る。また、後記Ｗの成分限定範囲を0.2〜1.0％
とするため、Ｖは0.5〜2.0％の範囲にする必要
がある。Ｗ：ＷはMoおよびＶと同様に、硬質炭化物形成
元素であり、硬いMC炭化物を形成し、基地中
へ分散析出するため、耐摩耗性を向上する他
に、同一硬さで比較した場合にシヤルピー吸収
エネルギーuE₂₀（Kgｆ−ｍ）が高くなるという
特有の現象を示す。しかし、0.2％未満ではそ
の効果は少ない。また、1.0％を超える添加は
耐摩耗性および耐事故性が向上するが、それ以
上に製造コストが増加するため、Ｗは0.2〜1.0
％の範囲にする必要がある。Ｐ：は脆化を助長する有害元素であり、0.025％
以下にする必要がある。Ｓ：Ｓは介在物量を増加させる元素であり、靭性
が低下するので圧延用ロールでは疲労・耐事故
性の向上のために、介在物量を減少させる必要
がある。そのため、Ｓは0.025％以下にする必
要がある。 Ni：Niは高炭素鋼において、焼入性に有効な基
地中の固溶Ｃを減少させず、焼入性に極めて有
効な元素である。本発明においては、必要に応
じて添加されるが、0.1％以下では焼入性の効
果はなく、0.1％以上にする必要がある。しか
し、1.0％以上の添加は残留オーステナイト量
を増加させ、硬さの低下を招くので、Niは0.1
〜1.0％の範囲にする必要がある。実施例以下、実施例によつて更に説明する。電気炉により溶製した鋼をLRFで精錬し、鋼
塊を作製し、この鋼塊を鍛造後、焼ならし、球状
化焼なましを施した。次に、調質処理として油冷
による焼入れ処理後、焼もどしを施し、さらに、
低周波炉により表面焼入れを施し、液体窒素中で
サブゼロ処理後、低温焼もどしをすることによ
り、表面硬さHv800以上を有する冷間圧延用ワー
クロールを製造した。第１表は発明鋼および比較鋼の成分組成、表面
硬さ（Hv）、摩耗速度（mg／10⁵回転）および20
℃におけるシヤルピー吸収エネルギーuE₂₀（Kgｆ
−ｍ）を示す表である。表より発明鋼は、比較鋼に比べ摩耗速度は低
く、耐摩耗性は良好であるにもかかわらず、20℃
におけるシヤルピー吸収エネルギーuE₂₀（Kgｆ−
ｍ）は同等の値を示していることがわかる。

【表】

【表】＜発明の効果＞以上説明したように、本発明は、重量％でＣ：
0.5〜1.2％、Si：0.1〜1.5％、Mn：0.2〜1.6％、
Cr：4.0〜6.0％、Mo：0.1〜0.5％、Ｖ：0.5〜2.0
％、Ｗ：0.2〜1.0％、Ｐ：0.025％以下、Ｓ：
0.025％以下と選択成分としてNi：0.1〜1.0％を含
有し、若しくはこれに更にNi：0.1〜1.0％を含有
し、残部がFeおよび不可避的不純物よりなり、
（Ｖ＋Ｗ）／Ｃが1.0〜2.0の範囲内であることを
特徴とするロール材であつて、本発明により耐摩
耗性および耐事故性は大幅に向上し、ロール原単
位を低減させるだけでなく、圧延寿命の延長によ
り圧延能率を向上させることが可能となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図はビツカース硬さとシヤルピー吸収エネ
ルギーの関係に及ぼすＷの影響を示すグラフ、第
２図は本発明鋼および従来鋼における（Ｖ／
Ｗ）／Ｃと摩耗速度の関係を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】１重量％で、Ｃ：0.5〜1.2％、Si：0.1〜1.5％、
Mn：0.2〜1.6％、Cr：4.0〜6.0％、Mo：0.1〜0.5
％、Ｖ：0.5〜2.0％、Ｗ：0.2〜1.0％、Ｐ：0.025
％以下、Ｓ：0.025％以下を含有し、残部がFeお
よび不可避的不純物よりなる鋼であり、しかも、
（Ｖ含有量＋Ｗ含有量）とＣ含有量との重量比
（Ｖ＋Ｗ）／Ｃが1.0〜2.0の範囲内であることを
特徴とする耐摩耗性および耐事故性に優れた冷間
圧延用ロール材。２重量％で、Ｃ：0.5〜1.2％、Si：0.1〜1.5％、
Mn：0.2〜1.6％、Ni：0.1〜1.0％、Cr：4.0〜6.0
％、Mo：0.1〜0.5％、Ｖ：0.5〜2.0％、Ｗ：0.2〜
1.0％、Ｐ：0.025％以下、Ｓ：0.025％以下を含有
し、残部がFeおよび不可避的不純物よりなる鋼
であり、しかも、（Ｖ含有量＋Ｗ含有量）とＣ含
有量との重量比（Ｖ＋Ｗ）／Ｃが1.0〜2.0の範囲
内であることを特徴とする耐摩耗性および耐事故
性に優れた冷間圧延用ロール材。