JPH06122937A - 亀裂伝播抵抗性に優れた耐摩耗複合ロール - Google Patents
亀裂伝播抵抗性に優れた耐摩耗複合ロールInfo
- Publication number
- JPH06122937A JPH06122937A JP27411792A JP27411792A JPH06122937A JP H06122937 A JPH06122937 A JP H06122937A JP 27411792 A JP27411792 A JP 27411792A JP 27411792 A JP27411792 A JP 27411792A JP H06122937 A JPH06122937 A JP H06122937A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 亀裂伝播抵抗性に優れた耐摩耗複合ロールを
提供する。 【構成】 このロールは、外殻層を耐摩耗性高合金材、
内層を鍛鋼材もしくは鋳鋼材とする複合ロールであっ
て、ロール表面の圧縮残留応力を１５〜３５ｋｇ／ｍｍ
2にする。ロール表面硬さはＨＳ７０以上で、かつ外殻
層の深さ方向１００ｍｍあたりの硬さ低下はＨＳ３以
下、外殻層の引張強さは７０ｋｇ／ｍｍ2以上、破壊靱
性値ＫICは７０ｋｇ／ｍｍ3/2以上である。
提供する。 【構成】 このロールは、外殻層を耐摩耗性高合金材、
内層を鍛鋼材もしくは鋳鋼材とする複合ロールであっ
て、ロール表面の圧縮残留応力を１５〜３５ｋｇ／ｍｍ
2にする。ロール表面硬さはＨＳ７０以上で、かつ外殻
層の深さ方向１００ｍｍあたりの硬さ低下はＨＳ３以
下、外殻層の引張強さは７０ｋｇ／ｍｍ2以上、破壊靱
性値ＫICは７０ｋｇ／ｍｍ3/2以上である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は熱間または冷間圧延用の
ロールに関するものであり、特に外殻層と内層とを溶
着、金属結合させた構成のロールにおいて、外殻層の亀
裂伝播速度を抑えて遅くするのに優れた耐摩耗複合ロー
ルに関するものである。
ロールに関するものであり、特に外殻層と内層とを溶
着、金属結合させた構成のロールにおいて、外殻層の亀
裂伝播速度を抑えて遅くするのに優れた耐摩耗複合ロー
ルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】熱間または冷間圧延においては、ロール
替えによる圧延機停止の時間を極力少なくし、操業効率
を上げようというニーズが大きい。このような中で、本
出願人は、先にＰＣＴ／ＪＰ８８／００３０４号（国際
公開番号Ｗ０８８／０７５９４号）において、鋳かけ肉
盛法により製造される複合ロールであって、外殻層は
Ｗ，Ｖ，Ｎｂ等の炭化物を含む鉄基合金からなり、ショ
アー硬さＨＳ７０以上の表面硬さを有し、内層は引張強
さ及び伸びがそれぞれ５５ｋｇ／ｍｍ2以上及び１％以
上を有する耐摩耗複合ロールを提案した。このロール
は、Ｗ，Ｖ，Ｎｂ等の硬質の炭化物を晶出させているた
め、耐摩耗性に優れるという利点を持ち、圧延現場のロ
ール替え効率の向上に十分に応えている。また圧延に使
用中に、ロール表面に亀裂を発生し難くするため、外殻
層には３５〜４０ｋｇ／ｍｍ2の圧縮残留応力が付与さ
れている。この圧縮残留応力は、ロール表面に垂直に入
る亀裂の発生に対して、抑制効果が期待される。
替えによる圧延機停止の時間を極力少なくし、操業効率
を上げようというニーズが大きい。このような中で、本
出願人は、先にＰＣＴ／ＪＰ８８／００３０４号（国際
公開番号Ｗ０８８／０７５９４号）において、鋳かけ肉
盛法により製造される複合ロールであって、外殻層は
Ｗ，Ｖ，Ｎｂ等の炭化物を含む鉄基合金からなり、ショ
アー硬さＨＳ７０以上の表面硬さを有し、内層は引張強
さ及び伸びがそれぞれ５５ｋｇ／ｍｍ2以上及び１％以
上を有する耐摩耗複合ロールを提案した。このロール
は、Ｗ，Ｖ，Ｎｂ等の硬質の炭化物を晶出させているた
め、耐摩耗性に優れるという利点を持ち、圧延現場のロ
ール替え効率の向上に十分に応えている。また圧延に使
用中に、ロール表面に亀裂を発生し難くするため、外殻
層には３５〜４０ｋｇ／ｍｍ2の圧縮残留応力が付与さ
れている。この圧縮残留応力は、ロール表面に垂直に入
る亀裂の発生に対して、抑制効果が期待される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一般に、熱間圧延用ロ
ールは、圧延中に絞り込みや噛み止め等の圧延操業上の
トラブルに遭遇すると、表面に亀裂を発生することがあ
る。この亀裂は通常は研削加工等により除去され、ロー
ルは次回の圧延に供される。しかし、発生した亀裂を完
全に除去しないまま次回の圧延に供すると、亀裂は圧延
による外力を受けて進展することがしばしばある。この
亀裂は、圧延中の繰返し負荷により、主にロール回転と
逆方向の円周方向に対して斜めに進み、その後ロール表
面とほぼ平行に進展する傾向を示す。そして限界寸法ま
で亀裂が進展した場合は、スポーリングと称する大きな
はくり事故に至ることもある。
ールは、圧延中に絞り込みや噛み止め等の圧延操業上の
トラブルに遭遇すると、表面に亀裂を発生することがあ
る。この亀裂は通常は研削加工等により除去され、ロー
ルは次回の圧延に供される。しかし、発生した亀裂を完
全に除去しないまま次回の圧延に供すると、亀裂は圧延
による外力を受けて進展することがしばしばある。この
亀裂は、圧延中の繰返し負荷により、主にロール回転と
逆方向の円周方向に対して斜めに進み、その後ロール表
面とほぼ平行に進展する傾向を示す。そして限界寸法ま
で亀裂が進展した場合は、スポーリングと称する大きな
はくり事故に至ることもある。
【０００４】これら圧延中の表面亀裂が進展する際の伝
播速度は、ロールが１回転する間に、亀裂先端で発生す
る応力拡大係数幅ΔＫに依存し、次式で表わされると考
えられる。 ｄａ／ｄＮ＝Ｃ×（ΔＫi）ｍ乗 ここで、ｄａ／ｄＮは接触負荷１サイクル当りの亀裂が
進展する長さ、Ｃとｍは材料によってほぼ決まる定数で
正の値、ｉはＩ，II，III、ΔＫIは引張り型の応力拡大
係数変動幅、ΔＫIIは面内剪断型の応力拡大係数変動
幅、ΔＫIIIは面外剪断型の応力拡大係数変動幅、ΔＫi
は接触負荷１サイクル中のＫiの最大値と最小値の差で
ある。
播速度は、ロールが１回転する間に、亀裂先端で発生す
る応力拡大係数幅ΔＫに依存し、次式で表わされると考
えられる。 ｄａ／ｄＮ＝Ｃ×（ΔＫi）ｍ乗 ここで、ｄａ／ｄＮは接触負荷１サイクル当りの亀裂が
進展する長さ、Ｃとｍは材料によってほぼ決まる定数で
正の値、ｉはＩ，II，III、ΔＫIは引張り型の応力拡大
係数変動幅、ΔＫIIは面内剪断型の応力拡大係数変動
幅、ΔＫIIIは面外剪断型の応力拡大係数変動幅、ΔＫi
は接触負荷１サイクル中のＫiの最大値と最小値の差で
ある。
【０００５】一例として、圧延中のロール１回転する間
に発生する応力拡大係数を数値解析により算出した。こ
こで、表面亀裂の場合、圧延の負荷による引張型の応力
拡大係数ＫIは、ロール１回転に且って零もしくはほぼ
零に近い無視できる値であったので省略する。面内剪断
型の応力拡大係数ＫIIは、亀裂の開口部が圧延材との接
触域および中間ロール（もしくはバックアップロール）
との接触部を通過する際に大きな値が発生する。亀裂の
形態としてロール表面に垂直に存在する場合よりも、円
周方向の斜め（特に表面と２５〜３０°の角度）に存在
する場合の方がΔＫIIは大きいので、斜めに存在してい
る亀裂の方が優先的に進展すると考えられる。
に発生する応力拡大係数を数値解析により算出した。こ
こで、表面亀裂の場合、圧延の負荷による引張型の応力
拡大係数ＫIは、ロール１回転に且って零もしくはほぼ
零に近い無視できる値であったので省略する。面内剪断
型の応力拡大係数ＫIIは、亀裂の開口部が圧延材との接
触域および中間ロール（もしくはバックアップロール）
との接触部を通過する際に大きな値が発生する。亀裂の
形態としてロール表面に垂直に存在する場合よりも、円
周方向の斜め（特に表面と２５〜３０°の角度）に存在
する場合の方がΔＫIIは大きいので、斜めに存在してい
る亀裂の方が優先的に進展すると考えられる。
【０００６】図１は、亀裂面の形状を半径１０ｍｍの半
円とする亀裂がロール表面円周方向と３０°をなす角度
に傾いている場合について、ロール１周回転で発生する
最大のΔＫIIと、外殻層の円周方向圧縮残留応力σtと
の関係で示した。ここで、ΔＫIIIについては、値が小
さく、実際の破壊への寄与は小さいと考えられるので省
略した。図１より、従来ロールの外殻層圧縮残留応力３
５〜４０ｋｇ／ｍｍ2の場合は、面内剪断型の応力拡大
係数変動幅ΔＫIIが高いレベルにある。従って圧延中の
操業トラブル等によりいったんロール表面に亀裂が発生
した場合や、発生した表面亀裂を完全に除去しないまま
圧延に供した場合、従来ロールでは、圧縮残留応力が大
きいため、その亀裂の進展速度が大きいという問題点を
有する。
円とする亀裂がロール表面円周方向と３０°をなす角度
に傾いている場合について、ロール１周回転で発生する
最大のΔＫIIと、外殻層の円周方向圧縮残留応力σtと
の関係で示した。ここで、ΔＫIIIについては、値が小
さく、実際の破壊への寄与は小さいと考えられるので省
略した。図１より、従来ロールの外殻層圧縮残留応力３
５〜４０ｋｇ／ｍｍ2の場合は、面内剪断型の応力拡大
係数変動幅ΔＫIIが高いレベルにある。従って圧延中の
操業トラブル等によりいったんロール表面に亀裂が発生
した場合や、発生した表面亀裂を完全に除去しないまま
圧延に供した場合、従来ロールでは、圧縮残留応力が大
きいため、その亀裂の進展速度が大きいという問題点を
有する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題に鑑みて鋭意研
究の結果、本発明者は、炭化物を含む鉄基合金の外殻層
と鋳鋼材もしくは鍛鋼材の内層とが金属的に接合された
複合ロールにおいて、外殻層に発生している圧縮残留応
力を従来よりも小さくすることにより、万一ロール表面
に亀裂が発生しても、圧延中に進展していく速さを抑制
できることを発見し、本発明を完成した。
究の結果、本発明者は、炭化物を含む鉄基合金の外殻層
と鋳鋼材もしくは鍛鋼材の内層とが金属的に接合された
複合ロールにおいて、外殻層に発生している圧縮残留応
力を従来よりも小さくすることにより、万一ロール表面
に亀裂が発生しても、圧延中に進展していく速さを抑制
できることを発見し、本発明を完成した。
【０００８】すなわち、本発明の亀裂伝播抵抗性に優れ
た耐摩耗複合ロールは、Ｗ，Ｖ，Ｎｂ等の炭化物の１種
または２種以上を凝固過程の溶湯中から晶出する成分の
鉄基合金からなる外殻層と、外殻層に金属的に結合した
鋼材質の内層とからなり、外殻層の圧縮残留応力を１５
〜３５ｋｇ／ｍｍ2に付与したことを特徴とする。また
この複合ロールは、外殻層の表面硬さがショアー硬さＨ
Ｓ７０以上、深さ方向１００ｍｍ当たりの硬さ低下がＨ
Ｓ３以下、外殻層の引張強さが７０ｋｇ／ｍｍ2以上、
破壊靱性値ＫICが７０ｋｇ／ｍｍ3/2以上であることを
特徴とする。
た耐摩耗複合ロールは、Ｗ，Ｖ，Ｎｂ等の炭化物の１種
または２種以上を凝固過程の溶湯中から晶出する成分の
鉄基合金からなる外殻層と、外殻層に金属的に結合した
鋼材質の内層とからなり、外殻層の圧縮残留応力を１５
〜３５ｋｇ／ｍｍ2に付与したことを特徴とする。また
この複合ロールは、外殻層の表面硬さがショアー硬さＨ
Ｓ７０以上、深さ方向１００ｍｍ当たりの硬さ低下がＨ
Ｓ３以下、外殻層の引張強さが７０ｋｇ／ｍｍ2以上、
破壊靱性値ＫICが７０ｋｇ／ｍｍ3/2以上であることを
特徴とする。
【０００９】
【作用】圧延中の操業トラブル等により瞬間的な熱的及
び機械的負荷がかかった場合、ロール表面と垂直な亀裂
が発生しやすい。外殻層への圧縮残留応力付与はロール
表面に垂直に発生する亀裂の防止に効果がある。圧縮残
留応力が１５ｋｇ／ｍｍ2未満では防止効果がない。圧
縮残留応力が３５ｋｇ／ｍｍ2を超える場合は、もしロ
ール表面に亀裂が発生もしくは存在した状態で圧延に供
すると、接触している中間ロール（もしくはバックアッ
プロール）との接触圧力を受けて、亀裂が円周方向に斜
めに進展する速度が大きくなり、スポーリング事故に発
展する危険性がある。従って両者を総合的に鑑み、外殻
層の圧縮残留応力は１５〜３５ｋｇ／ｍｍ2が好まし
い。
び機械的負荷がかかった場合、ロール表面と垂直な亀裂
が発生しやすい。外殻層への圧縮残留応力付与はロール
表面に垂直に発生する亀裂の防止に効果がある。圧縮残
留応力が１５ｋｇ／ｍｍ2未満では防止効果がない。圧
縮残留応力が３５ｋｇ／ｍｍ2を超える場合は、もしロ
ール表面に亀裂が発生もしくは存在した状態で圧延に供
すると、接触している中間ロール（もしくはバックアッ
プロール）との接触圧力を受けて、亀裂が円周方向に斜
めに進展する速度が大きくなり、スポーリング事故に発
展する危険性がある。従って両者を総合的に鑑み、外殻
層の圧縮残留応力は１５〜３５ｋｇ／ｍｍ2が好まし
い。
【００１０】次に外殻層の化学成分について述べるが、
その含有量は重量％で示す。Ｃは耐摩耗性向上のための
炭化物の形成に必要であるが、その量が多くなるにつれ
て耐亀裂性が低下する。従って、１．０〜３．５％の範
囲内であることが必要である。１．０％未満の場合、晶
出炭化物量が少なすぎ、耐摩耗性の点で十分でない。一
方３．５％を超えると、耐摩耗性は良好であるが、耐亀
裂性低下の傾向を示す。Ｓｉは脱酸剤として必要な元素
であり、またＭ6Ｃ炭化物中に固溶してＷ，Ｍｏ等の高
価な元素を置換し、節減するのに有効である。その量が
３．０％を超えると脆化が生じやすく耐亀裂性を低下さ
せるので、３．０％以下とする。しかし、０．３％未満
の場合、脱酸効果が不足して、鋳造材においては鋳造欠
陥を生じやすいので、好ましいＳｉ量は０．３〜２．０
％である。Ｍｎは脱酸作用と共に、不純物であるＳをＭ
ｎＳとして固定する作用がある。しかし過剰になると残
留オーステナイトが生じやすくなり、安定して十分な硬
さを維持できないので、その量は１．５％以下とする。
なお、０．３％未満では脱酸性に乏しく、好ましくな
い。
その含有量は重量％で示す。Ｃは耐摩耗性向上のための
炭化物の形成に必要であるが、その量が多くなるにつれ
て耐亀裂性が低下する。従って、１．０〜３．５％の範
囲内であることが必要である。１．０％未満の場合、晶
出炭化物量が少なすぎ、耐摩耗性の点で十分でない。一
方３．５％を超えると、耐摩耗性は良好であるが、耐亀
裂性低下の傾向を示す。Ｓｉは脱酸剤として必要な元素
であり、またＭ6Ｃ炭化物中に固溶してＷ，Ｍｏ等の高
価な元素を置換し、節減するのに有効である。その量が
３．０％を超えると脆化が生じやすく耐亀裂性を低下さ
せるので、３．０％以下とする。しかし、０．３％未満
の場合、脱酸効果が不足して、鋳造材においては鋳造欠
陥を生じやすいので、好ましいＳｉ量は０．３〜２．０
％である。Ｍｎは脱酸作用と共に、不純物であるＳをＭ
ｎＳとして固定する作用がある。しかし過剰になると残
留オーステナイトが生じやすくなり、安定して十分な硬
さを維持できないので、その量は１．５％以下とする。
なお、０．３％未満では脱酸性に乏しく、好ましくな
い。
【００１１】Ｃｒは焼入性を向上させる作用を持ち２％
以上必要である。しかし７％を超えるとクロム系炭化物
が過多となるため不都合である。すなわちＣｒ系炭化物
のＭ7Ｃ3はＭＣ，Ｍ2Ｃ炭化物と比較して硬さが低く、
耐摩耗性を低下させる。このためＣｒ量は２〜７％とす
るが、好ましいＣｒ量は３〜６％である。Ｖは耐摩耗性
の向上に効果のあるＭＣ系炭化物を形成するための必須
元素である。その量が３％未満では十分な効果がなく、
１５％より多いと溶湯の酸化が激しくなり、粘性の増加
によって鋳造作業が困難になる。このためＶ量は３〜１
５％とするが、好ましくは５〜１５％である。Ｍｏは焼
入れ性と高温硬さを得るために必要である。その量が９
％を超えるとＣとＶとＭｏとのバランスにおいてＭ6Ｃ
およびＭ2Ｃ系炭化物が増加し、靱性および耐肌荒性の
点で好ましくないので、Ｍｏ量の上限は９％である。好
ましいＭｏ量は１〜７％である。Ｗは高温硬さの維持の
点で必要である。その量が２０％を超えるとＭ6Ｃ系炭
化物が増加して靱性及び耐肌荒性の点で好ましくないの
で、上限を２０％とする。好ましいＷ量は２〜１５％で
ある。Ｎｉは焼入れ性を向上させる作用を有する。従っ
て特に大型ロールのような焼入れ速度を速くできないも
のに添加するのが好ましい。しかしその含有量が５％を
超えると残留オーステナイトの増加を招き、割れや圧延
中の肌荒れ等の問題が生ずるので、最高５％まで含有す
ることができる。好ましくは２％以下である。
以上必要である。しかし７％を超えるとクロム系炭化物
が過多となるため不都合である。すなわちＣｒ系炭化物
のＭ7Ｃ3はＭＣ，Ｍ2Ｃ炭化物と比較して硬さが低く、
耐摩耗性を低下させる。このためＣｒ量は２〜７％とす
るが、好ましいＣｒ量は３〜６％である。Ｖは耐摩耗性
の向上に効果のあるＭＣ系炭化物を形成するための必須
元素である。その量が３％未満では十分な効果がなく、
１５％より多いと溶湯の酸化が激しくなり、粘性の増加
によって鋳造作業が困難になる。このためＶ量は３〜１
５％とするが、好ましくは５〜１５％である。Ｍｏは焼
入れ性と高温硬さを得るために必要である。その量が９
％を超えるとＣとＶとＭｏとのバランスにおいてＭ6Ｃ
およびＭ2Ｃ系炭化物が増加し、靱性および耐肌荒性の
点で好ましくないので、Ｍｏ量の上限は９％である。好
ましいＭｏ量は１〜７％である。Ｗは高温硬さの維持の
点で必要である。その量が２０％を超えるとＭ6Ｃ系炭
化物が増加して靱性及び耐肌荒性の点で好ましくないの
で、上限を２０％とする。好ましいＷ量は２〜１５％で
ある。Ｎｉは焼入れ性を向上させる作用を有する。従っ
て特に大型ロールのような焼入れ速度を速くできないも
のに添加するのが好ましい。しかしその含有量が５％を
超えると残留オーステナイトの増加を招き、割れや圧延
中の肌荒れ等の問題が生ずるので、最高５％まで含有す
ることができる。好ましくは２％以下である。
【００１２】さらにＬａ，Ｃｅ，Ｎｄの希土類元素を１
種又は２種以上適宜添加することもできる。これらの希
土類元素はＮｂとともに添加してＮｂ−希土類炭化物を
形成し、微細均一に分散させる。またＢを極微量添加す
ることにより、焼入れ性を高めることができる。しか
し、過剰に添加すると靱性が劣化するため５００ｐｐｍ
以下に抑える必要がある。上記元素以外、鉄基合金は不
純物を除いて実質的に鉄からなる。不純物として主なも
のはＰ及びＳであるが、Ｐは脆化防止のため０．１％以
下であり、Ｓは同様に０．０６％以下であるのがよい。
本発明の耐摩耗複合ロールの内層は鋼材であり、鋳鋼又
は鍛鋼のいずれでもよい。
種又は２種以上適宜添加することもできる。これらの希
土類元素はＮｂとともに添加してＮｂ−希土類炭化物を
形成し、微細均一に分散させる。またＢを極微量添加す
ることにより、焼入れ性を高めることができる。しか
し、過剰に添加すると靱性が劣化するため５００ｐｐｍ
以下に抑える必要がある。上記元素以外、鉄基合金は不
純物を除いて実質的に鉄からなる。不純物として主なも
のはＰ及びＳであるが、Ｐは脆化防止のため０．１％以
下であり、Ｓは同様に０．０６％以下であるのがよい。
本発明の耐摩耗複合ロールの内層は鋼材であり、鋳鋼又
は鍛鋼のいずれでもよい。
【００１３】
【実施例】実施例１ 胴径６１５ｍｍ、胴長１８１０ｍｍ、内層は直径４７０
ｍｍで長さ５１００ｍｍのＳＮＣＭ材のロールの製造例
を示す。表１に示す成分で連続肉盛したロールを、図２
に示すように１０５０℃から焼入れを行った後、５３０
℃での焼もどしを３回繰返した。この熱処理により得ら
れたロールの胴部表面の硬さはショアー硬さでＨＳ８０
〜８１であった。また胴体表面に歪ゲージを設置し、解
放法により残留応力を測定した結果、２３〜２７ｋｇ／
ｍｍ2の圧縮残留応力であった。
ｍｍで長さ５１００ｍｍのＳＮＣＭ材のロールの製造例
を示す。表１に示す成分で連続肉盛したロールを、図２
に示すように１０５０℃から焼入れを行った後、５３０
℃での焼もどしを３回繰返した。この熱処理により得ら
れたロールの胴部表面の硬さはショアー硬さでＨＳ８０
〜８１であった。また胴体表面に歪ゲージを設置し、解
放法により残留応力を測定した結果、２３〜２７ｋｇ／
ｍｍ2の圧縮残留応力であった。
【００１４】
【表１】
【００１５】実施例２ 胴径７７０ｍｍ、胴長１９００ｍｍ、内層材は直径６２
０ｍｍで長さ５５００ｍｍのＳＣＭ芯材を用い、実施例
１と同様にして製造した例を示す。表２に示す外殻層及
び内層の成分で連続肉盛したロールを、図３で示すよう
に１１５０℃から焼入れた後、焼もどしを３回行った。
この熱処理を施したロールの胴部硬さを測定した結果、
ショアー硬さでＨＳ７９〜８０であった。また実施例１
と同様に、解放法によって胴部の残留応力を測定した結
果、２６〜３０ｋｇ／ｍｍ2の圧縮残留応力であった。
０ｍｍで長さ５５００ｍｍのＳＣＭ芯材を用い、実施例
１と同様にして製造した例を示す。表２に示す外殻層及
び内層の成分で連続肉盛したロールを、図３で示すよう
に１１５０℃から焼入れた後、焼もどしを３回行った。
この熱処理を施したロールの胴部硬さを測定した結果、
ショアー硬さでＨＳ７９〜８０であった。また実施例１
と同様に、解放法によって胴部の残留応力を測定した結
果、２６〜３０ｋｇ／ｍｍ2の圧縮残留応力であった。
【００１６】
【表２】
【００１７】仮りに、亀裂伝播速度がｄａ／ｄＮ＝５．
３×１０-22（ΔＫII）10・5なる式に従うならば、圧縮
残留応力が４０ｋｇ／ｍｍ2から３５ｋｇ／ｍｍ2および
２５ｋｇ／ｍｍ2に低下した場合の亀裂伝播速度を表３
に示す。表３から亀裂伝播速度は５０％以下に遅くなる
ことがわかる。
３×１０-22（ΔＫII）10・5なる式に従うならば、圧縮
残留応力が４０ｋｇ／ｍｍ2から３５ｋｇ／ｍｍ2および
２５ｋｇ／ｍｍ2に低下した場合の亀裂伝播速度を表３
に示す。表３から亀裂伝播速度は５０％以下に遅くなる
ことがわかる。
【００１８】
【表３】
【００１９】
【発明の効果】本発明により、従来の連続肉盛法による
耐摩耗複合ロールに比べて外殻層の圧縮残留応力が低減
されているため、特に斜め方向に入った亀裂や、表面と
平行に入った亀裂に対して、その亀裂進展が遅いという
効果を示す。従って、付与する圧縮残留応力を管理する
ことにより、万一ロール表面に亀裂が発生した場合で
も、亀裂の進展を抑制すると共に、亀裂の除去に費やさ
れる無効削量は半分以下ですみ、この種高価なロールの
コストパフォーマンスは大幅に向上する。
耐摩耗複合ロールに比べて外殻層の圧縮残留応力が低減
されているため、特に斜め方向に入った亀裂や、表面と
平行に入った亀裂に対して、その亀裂進展が遅いという
効果を示す。従って、付与する圧縮残留応力を管理する
ことにより、万一ロール表面に亀裂が発生した場合で
も、亀裂の進展を抑制すると共に、亀裂の除去に費やさ
れる無効削量は半分以下ですみ、この種高価なロールの
コストパフォーマンスは大幅に向上する。
【図１】亀裂面の形状を半径１０ｍｍの半円とする亀裂
がロール表面円周方向と３０°をなす角度で傾いている
場合、ロール１周回転で発生する最大のΔＫII（面内剪
断型の応力拡大係数変動幅）を外殻層の円周方向圧縮残
留応力σtとの関係で示したものである。
がロール表面円周方向と３０°をなす角度で傾いている
場合、ロール１周回転で発生する最大のΔＫII（面内剪
断型の応力拡大係数変動幅）を外殻層の円周方向圧縮残
留応力σtとの関係で示したものである。
【図２】本発明の実施例１の連続肉盛したロールを熱処
理する際に適用した熱処理パターンである。
理する際に適用した熱処理パターンである。
【図３】本発明の実施例２の連続肉盛したロールを熱処
理する際に適用した熱処理パターンである。
理する際に適用した熱処理パターンである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２３Ｋ 9/04 Ｒ 7920−4Ｅ
Claims (2)
- 【請求項１】 外殻層の成分が重量比でＣ１．０〜３．
５％，Ｓｉ３．０％以下，Ｍｎ１．５％以下，Ｃｒ２〜
７％，Ｎｉ５％以下，Ｍｏ９％以下，Ｗ２０％以下，Ｖ
３〜１５％および残部実質的にＦｅであり、内層として
鍛鋼材もしくは鋳鋼材を用いた複合ロールにおいて、表
面の圧縮残留応力を１５〜３５ｋｇ／ｍｍ2に付与した
ことを特徴とする亀裂伝播抵抗性に優れた耐摩耗複合ロ
ール。 - 【請求項２】 請求項１において、ロール表面における
ショアー硬さがＨＳ７０以上で、かつ外殻層の深さ方向
１００ｍｍあたりの硬さ低下がＨＳ３以下、外殻層の引
張強さが７０ｋｇ／ｍｍ2以上、破壊靱性値ＫICが７０
ｋｇ／ｍｍ3/2以上であることを特徴とする亀裂伝播抵
抗性に優れた耐摩耗複合ロール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27411792A JPH06122937A (ja) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | 亀裂伝播抵抗性に優れた耐摩耗複合ロール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27411792A JPH06122937A (ja) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | 亀裂伝播抵抗性に優れた耐摩耗複合ロール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06122937A true JPH06122937A (ja) | 1994-05-06 |
Family
ID=17537257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27411792A Pending JPH06122937A (ja) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | 亀裂伝播抵抗性に優れた耐摩耗複合ロール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06122937A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102430582A (zh) * | 2011-12-29 | 2012-05-02 | 河北津西钢铁集团大方重工科技有限公司 | 一种超强耐磨高合金钢辊压机辊套及制造方法 |
| CN104818434A (zh) * | 2015-05-05 | 2015-08-05 | 柳州金特新型耐磨材料股份有限公司 | 一种耐磨钢材料 |
| CN104894489A (zh) * | 2015-05-05 | 2015-09-09 | 柳州金特新型耐磨材料股份有限公司 | 一种耐磨钢材料的制备方法 |
| EP3187606A4 (en) * | 2014-08-25 | 2018-04-04 | Kubota Corporation | Outer layer material for composite rolls for rolling, and composite roll for rolling |
-
1992
- 1992-10-13 JP JP27411792A patent/JPH06122937A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102430582A (zh) * | 2011-12-29 | 2012-05-02 | 河北津西钢铁集团大方重工科技有限公司 | 一种超强耐磨高合金钢辊压机辊套及制造方法 |
| EP3187606A4 (en) * | 2014-08-25 | 2018-04-04 | Kubota Corporation | Outer layer material for composite rolls for rolling, and composite roll for rolling |
| US10376937B2 (en) | 2014-08-25 | 2019-08-13 | Kubota Corporation | Outer layer material for composite roll for rolling and composite roll for rolling |
| CN104818434A (zh) * | 2015-05-05 | 2015-08-05 | 柳州金特新型耐磨材料股份有限公司 | 一种耐磨钢材料 |
| CN104894489A (zh) * | 2015-05-05 | 2015-09-09 | 柳州金特新型耐磨材料股份有限公司 | 一种耐磨钢材料的制备方法 |
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