JPH06335712A - Wear-resistant and seizing-resistant roll for hot rolling - Google Patents
Wear-resistant and seizing-resistant roll for hot rollingInfo
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- JPH06335712A JPH06335712A JP6084150A JP8415094A JPH06335712A JP H06335712 A JPH06335712 A JP H06335712A JP 6084150 A JP6084150 A JP 6084150A JP 8415094 A JP8415094 A JP 8415094A JP H06335712 A JPH06335712 A JP H06335712A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は耐摩耗性と耐事故性が必
要である耐摩耗耐焼付性熱間圧延用ロールに関し、特に
熱間薄板圧延機の仕上列の後段に用いるワークロールに
好適な耐摩耗耐焼付性熱間圧延用ロール関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wear-resistant and seizure-resistant hot rolling roll that requires wear resistance and accident resistance, and is particularly suitable for a work roll used in the subsequent stage of a finishing row of a hot sheet rolling mill. Abrasion resistance, seizure resistance, and hot rolling roll.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、熱間薄板圧延機の仕上列後段には
グレン鋳鉄材を外層とするロールが使われていた。一般
にグレンロールは耐焼付性に優れ、絞り圧延事故に遭遇
した際でも、被圧延材が焼付きが少なく、その際のクラ
ックの発生進展も少なかった。しかし耐摩耗性について
は、最近適用が拡がりつつある外層をハイス材としたロ
ールに比べ、かなり劣っている。2. Description of the Related Art Conventionally, a roll having a grain cast iron material as an outer layer has been used in the latter stage of a finishing row of a hot strip rolling mill. In general, grain rolls were excellent in seizure resistance, and even when a rolling accident was encountered, the material to be rolled had little seizure, and cracks did not develop at that time. However, in terms of wear resistance, it is considerably inferior to the roll whose outer layer is made of high-speed steel, which has been widely applied recently.
【０００３】ロールの耐摩耗性を向上させる手段として
はＭＣ系、Ｍ2 Ｃ系等の硬質炭化物を晶出或いは析出さ
せる方法が知られており、また耐焼付性を向上させる手
段としては固体潤滑剤である黒鉛を晶出させる方法が知
られている。しかしながら硬質炭化物を構成する元素で
あるＶ、Ｍｏ、Ｗは白銑化元素であり、黒鉛と共存させ
ることは困難であった。また、Ｖ等を含有したグレンロ
ールを遠心鋳造法で製造した場合、晶出炭化物と溶湯と
の比重差により、例えばＭＣ炭化物は内層側に偏析する
という問題があった。A method of crystallizing or precipitating hard carbides such as MC type and M 2 C type is known as a means for improving the wear resistance of rolls, and solid lubricating is a means for improving the seizure resistance. A method of crystallizing graphite as an agent is known. However, V, Mo, and W, which are the elements forming the hard carbide, are elements of white pig iron, and it was difficult to coexist with graphite. Further, when a grain roll containing V or the like is manufactured by a centrifugal casting method, there is a problem that, for example, MC carbide segregates on the inner layer side due to the difference in specific gravity between the crystallized carbide and the molten metal.
【０００４】このような問題を解決するために、種々の
試みがなされている。中でも特公昭60-23183号は、Ｃ2.
2 〜2.9 ％、Ｓｉ0.8 〜1.5 ％、Ｍｎ0.5 〜1.0 ％、Ｐ
0.1％以下、Ｓ0.1 ％以下、Ｎｉ3.8 〜4.8 ％、Ｃｒ1.7
〜2.5 ％、及びＭｏ0.4 〜1.0 ％を含有し、残部は実
質的にＦｅである鋳鉄からなり、マルテンサイト及び／
又はベイナイトの基地と、面積率10〜30％の炭化物及び
面積率0.5 〜３％の黒鉛からなる組織を有し、かつ硬度
Ｈｓ70〜85であることを特徴とする強靭性及び耐摩耗性
に優れた圧延用ロールを開示している。しかしながら、
上記圧延用ロール材は硬質の炭化物の量が少なく、高耐
摩耗性が期待できない。Various attempts have been made to solve such problems. Among them, Japanese Examined Japanese Patent Sho 60-23183 is C2.
2 to 2.9%, Si0.8 to 1.5%, Mn0.5 to 1.0%, P
0.1% or less, S0.1% or less, Ni3.8 to 4.8%, Cr1.7
.About.2.5% and Mo.sub.0.4 to 1.0%, the balance consisting essentially of Fe cast iron, martensite and / or
Alternatively, it has a structure of bainite matrix, carbide with an area ratio of 10 to 30% and graphite with an area ratio of 0.5 to 3%, and hardness Hs 70 to 85, which is excellent in toughness and wear resistance. A rolling roll is disclosed. However,
The rolling material for rolling has a small amount of hard carbide, and high wear resistance cannot be expected.
【０００５】また特開昭61-26758号は、複合ロールの外
層として使用されるロール材であって、その化学組成が
重量％でＣ：1.0 〜2.0 ％、Ｓｉ：0.2 〜2.0 ％、Ｍ
ｎ：0.5 〜1.5 ％、Ｎｉ：3.0 ％以下、Ｃｒ：２〜５
％、Ｍｏ：３〜10％、Ｖ：4.0 ％以下、Ｓ：0.1 〜0.6
％、残部実質的にＦｅからなることを特徴とする耐焼付
性に優れた複合ロールを開示している。このロールにお
いてはＭｎＳ等により耐焼付性の改善が試みられている
が、黒鉛の方がＭｎＳよりも耐焼付性の改善に効果があ
ることが分かった。Further, JP-A-61-26758 is a roll material used as an outer layer of a composite roll, the chemical composition of which is C: 1.0 to 2.0% by weight, Si: 0.2 to 2.0%, and M.
n: 0.5 to 1.5%, Ni: 3.0% or less, Cr: 2 to 5
%, Mo: 3 to 10%, V: 4.0% or less, S: 0.1 to 0.6
%, And the balance substantially consisting of Fe. A composite roll excellent in seizure resistance is disclosed. Although it has been attempted to improve the seizure resistance of this roll by using MnS or the like, it has been found that graphite is more effective in improving the seizure resistance than MnS.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上述の
問題点を解消し、高耐摩耗性を有するとともに、耐焼付
性に優れた熱間圧延用ロールを提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a hot rolling roll having high wear resistance and excellent seizure resistance.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために、耐焼付性に優れたグレン鋳鉄材に硬
質炭化物を晶出させる方法を見出した。In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found a method of crystallizing hard carbide in a grain cast iron material having excellent seizure resistance.
【０００８】本発明の耐摩耗耐焼付性熱間圧延用ロール
は、化学成分が重量比でＣ：２．０〜４．０％、Ｓｉ：
０．５〜４．０％、Ｍｎ：０．１〜１．５％、Ｎｉ：
２．０〜６．０％、Ｃｒ：１．０〜７．０％、Ｖ：２．
０〜８．０％、残部はＦｅ及び不純物元素からなり、基
地組織と、面積率で０．５〜５％の黒鉛と０．２〜１０
％のＭＣ系炭化物と１０〜４０％のセメンタイトとから
なる金属組織を有することを特徴とする。The wear-resistant and seizure-resistant hot rolling roll of the present invention has a chemical composition of C: 2.0 to 4.0% by weight and Si:
0.5-4.0%, Mn: 0.1-1.5%, Ni:
2.0-6.0%, Cr: 1.0-7.0%, V: 2.
0 to 8.0%, the balance consisting of Fe and impurity elements, a matrix structure, an area ratio of 0.5 to 5% graphite, and 0.2 to 10%.
% MC-based carbide and 10-40% cementite.
【０００９】本発明の以下詳細に説明する。 〔１〕耐摩耗耐焼付性熱間圧延用ロール (a) 金属組織 本発明のロールの材質が具備すべき金属組織は以下の通
りである。The present invention will be described in detail below. [1] Abrasion resistance and seizure resistance Roll for hot rolling (a) Metal structure The metal structure of the material of the roll of the present invention is as follows.
【００１０】(1) 耐焼付性は黒鉛量に応じて向上する。
黒鉛量が面積比で０．５％未満では耐焼付性向上の効果
が少なく、黒鉛量が５％を超えると機械的性質が著しく
低下する。このため必要とされる黒鉛量は０．５〜５％
であり、好ましい黒鉛量は２〜４％である。なお、黒鉛
粒子の粒径は５〜５０μｍである。(1) The seizure resistance is improved according to the amount of graphite.
If the amount of graphite is less than 0.5% in area ratio, the effect of improving seizure resistance is small, and if the amount of graphite exceeds 5%, the mechanical properties are remarkably deteriorated. Therefore, the amount of graphite required is 0.5-5%
And the preferable amount of graphite is 2 to 4%. The particle size of the graphite particles is 5 to 50 μm.
【００１１】(2) 耐摩耗性を向上させるためには、硬質
な炭化物を分散させる必要がある。特に硬質な炭化物で
あるＭＣ系炭化物は面積率で０．２〜１０％含有する必
要がある。硬質炭化物の面積率が０．２％以下では耐摩
耗性が十分でない。また黒鉛との共存関係により、面積
率で１０％を超えて硬質炭化物を含有させるのは製造上
困難である。好ましいＭＣ系炭化物の面積率は４〜８％
である。(2) In order to improve wear resistance, it is necessary to disperse hard carbide. MC-based carbide, which is a particularly hard carbide, must be contained in an area ratio of 0.2 to 10%. If the area ratio of hard carbide is 0.2% or less, the wear resistance is not sufficient. Further, due to the coexistence relationship with graphite, it is difficult in manufacturing to contain the hard carbide in an area ratio of more than 10%. Area ratio of preferable MC-based carbide is 4 to 8%
Is.
【００１２】(3) 軟質な炭化物であるセメンタイトは耐
摩耗性の効果が少なく、可能な限り晶出量を減らしたい
が、セメンタイトは黒鉛とほぼ同時期に晶出するため実
質的にセメンタイトの晶出なしに黒鉛を晶出させること
は不可能である。セメンタイトの最少晶出量は面積率で
１０％であり、また４０％を超えると靱性が低下する。
好ましいセメンタイトの面積率は１〜３０％である。(3) Cementite, which is a soft carbide, has little effect of abrasion resistance and it is desired to reduce the amount of crystallization as much as possible. However, since cementite crystallizes at about the same time as graphite, it is substantially a crystal of cementite. It is not possible to crystallize graphite without it. The minimum crystallization amount of cementite is 10% in area ratio, and if it exceeds 40%, the toughness decreases.
The area ratio of cementite is preferably 1 to 30%.
【００１３】(4) さらにＭＣ系炭化物以外にＭ2 Ｃ系、
Ｍ6 Ｃ系、Ｍ7 Ｃ3 系炭化物の１種以上を面積率で０．
２〜１０％含有してもよい。ＭＣ系炭化物以外の炭化物
の面積率が０．２％未満では効果が十分に認められず、
またＭｏ、Ｗの添加量より最大晶出量は１０％である。(4) Further, in addition to MC type carbides, M 2 C type,
The area ratio of one or more types of M 6 C-based and M 7 C 3 -based carbides is 0.
You may contain 2-10%. If the area ratio of carbides other than MC-based carbides is less than 0.2%, the effect is not sufficiently observed,
The maximum crystallization amount is 10% based on the addition amounts of Mo and W.
【００１４】(5) ロールの基地組織は、実質的にマルテ
ンサイト、ベイナイト又はパーライトからなるのが好ま
しい。(5) The matrix structure of the roll preferably consists essentially of martensite, bainite or pearlite.
【００１５】(b) 組成 上記(1) 〜(5) を満たす金属組織とするため、本発明の
ロールの各成分及びその含有量を以下の通りとする。(B) Composition In order to obtain a metal structure satisfying the above (1) to (5), each component of the roll of the present invention and its content are as follows.
【００１６】Ｃ：２．０〜４．０重量％ Ｃは、同時に含有されるＣｒ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗと結合して
硬質の炭化物を生成し、耐摩耗性の向上に寄与するとと
もに、黒鉛を晶出して耐焼付性を付与するのに必要な元
素である。Ｃが２．０重量％未満では硬質の炭化物量が
不足するとともに黒鉛が晶出せず、４．０重量％を超え
るとセメンタイトや硬質の炭化物が多くなりすぎ靱性が
低下する。Ｃの含有量は、好ましくは2.5 〜3.5 重量％
であり、より好ましくは2.8 〜3.2 重量％である。 C: 2.0 to 4.0 wt% C combines with Cr, V, Mo and W contained at the same time to form a hard carbide, which contributes to the improvement of wear resistance and graphite. Is an element necessary for crystallizing the above to impart seizure resistance. When C is less than 2.0% by weight, the amount of hard carbides is insufficient and graphite does not crystallize, and when it exceeds 4.0% by weight, cementite and hard carbides are too much and the toughness deteriorates. C content is preferably 2.5 to 3.5% by weight
And more preferably 2.8 to 3.2% by weight.
【００１７】Ｓｉ：０．５〜４．０重量％ Ｓｉは黒鉛化促進元素であるため、０．５重量％以上必
要である。しかし４．０重量％を超えると基地が脆化し
靱性が低下する。また黒鉛を晶出させるためには、この
範囲内の含有総Ｓｉ量のうち０．１重量％以上を接種で
添加する必要がある。接種するＳｉの量は好ましくは全
Ｓｉの0.1 〜0.8 重量％とする。なお、ロール中のＳｉ
の全含有量は、好ましくは0.8 〜3.5 重量％であり、よ
り好ましくは1.5 〜2.5 重量％である。 Si: 0.5 to 4.0 wt% Si is a graphitization promoting element, so 0.5 wt% or more is necessary. However, if it exceeds 4.0% by weight, the matrix becomes brittle and the toughness deteriorates. In order to crystallize graphite, it is necessary to inoculate 0.1% by weight or more of the total Si content within this range. The amount of Si inoculated is preferably 0.1 to 0.8% by weight of the total Si. In addition, Si in the roll
The total content of is preferably 0.8 to 3.5% by weight, more preferably 1.5 to 2.5% by weight.
【００１８】Ｍｎ：０．１〜１．５重量％ Ｍｎは溶湯の脱酸や不純物であるＳの固定に効果があ
り、０．１重量％以上必要である。しかし、１．５重量
％を超えると残留オーステナイトを生じやすくなり安定
して硬さを維持できない。Ｍｎの含有量は、好ましくは
0.2 〜1.0 重量％であり、より好ましくは0.3 〜0.6 重
量％である。 Mn: 0.1 to 1.5 wt% Mn is effective in deoxidizing the molten metal and fixing S which is an impurity, and is required to be 0.1 wt% or more. However, if it exceeds 1.5% by weight, retained austenite is liable to be generated and the hardness cannot be stably maintained. The Mn content is preferably
It is 0.2 to 1.0% by weight, more preferably 0.3 to 0.6% by weight.
【００１９】Ｎｉ：２．０〜６．０重量％ Ｎｉは黒鉛の晶出及び基地組織の焼入れ性向上のため有
効であるが、本発明材は鋳造後の焼入を特に必要としな
いため、２．０重量％必要である。また６．０重量％を
超えるとオーステナイトが安定化しすぎ、ベイナイト或
いはマルテンサイトに変態しにくくなる。Ｎｉの含有量
は、好ましくは3.0 〜5.0 重量％であり、より好ましく
は4.0 〜5.0 重量％である。 Ni: 2.0 to 6.0 wt% Ni is effective for crystallization of graphite and improvement of hardenability of matrix structure, but since the material of the present invention does not particularly require quenching after casting, 2.0 wt% is required. On the other hand, if it exceeds 6.0% by weight, austenite is excessively stabilized and it becomes difficult to transform into bainite or martensite. The Ni content is preferably 3.0 to 5.0% by weight, more preferably 4.0 to 5.0% by weight.
【００２０】Ｃｒ：１．０〜７．０重量％ Ｃｒは基地をベイナイト或いはマルテンサイトにして硬
さを保持し、耐摩耗性を維持するのに有効な元素であ
り、１．０重量％以上必要である。しかし、過剰になる
と、黒鉛の晶出を阻害したり基地組織の靭性を低下させ
たりするばかりでなく、Ｃｒ系炭化物（Ｍ7 Ｃ3 系、Ｍ
23Ｃ6 系）を形成する。この炭化物は硬さがＭＣ系又は
ＭＣ系炭化物に比べて低いため、耐摩耗性向上効果が期
待できず、かつ脆くなる。このためＣｒの上限は７．０
重量％とする。Ｃｒの含有量は、好ましくは1.0 〜5.0
重量％であり、より好ましくは1.5 〜3.0 重量％であ
る。 Cr: 1.0 to 7.0 wt% Cr is an element effective in maintaining the hardness and maintaining the wear resistance by using bainite or martensite as the base, and 1.0 wt% or more. is necessary. However, when it becomes excessive, it not only hinders the crystallization of graphite and reduces the toughness of the matrix structure, but also the Cr-based carbide (M 7 C 3 -based, M
23 C 6 system) is formed. Since the hardness of this carbide is lower than that of MC-based or MC-based carbide, the effect of improving wear resistance cannot be expected and it becomes brittle. Therefore, the upper limit of Cr is 7.0.
Weight% The content of Cr is preferably 1.0 to 5.0.
%, More preferably 1.5 to 3.0% by weight.
【００２１】Ｖ：２．０〜８．０重量％ ＶはＣと結合してＭＣ系炭化物を生成する。このＭＣ系
炭化物の硬さはＨｖ２５００〜３０００であり、炭化物
の中で最も硬い。このため、Ｖは耐摩耗性の向上に最も
効果のある必須元素であるが、過剰になると黒鉛の晶出
を阻害する。そのためＶの含有量は２．０〜８．０重量
％とする。Ｖの含有量は、好ましくは2.0 〜6.0 重量％
であり、より好ましくは3.0 〜6.0 重量％である。 V: 2.0 to 8.0 wt% V combines with C to form MC type carbide. The hardness of this MC-based carbide is Hv 2500-3000, which is the hardest of the carbides. Therefore, V is an essential element that is most effective in improving wear resistance, but if it is excessive, V hinders crystallization of graphite. Therefore, the V content is 2.0 to 8.0% by weight. V content is preferably 2.0 to 6.0% by weight
And more preferably 3.0 to 6.0% by weight.
【００２２】Ｍｏ：０．３〜４．０重量％ 本発明のロールは上記必須元素の他にＭｏを含有するこ
とができる。ＭｏはＣと結合して硬質のＭ6 Ｃ系、Ｍ2
Ｃ系炭化物を生成し、かつ基地組織中にも固溶して基地
を強化するので、耐摩耗性向上に有効な元素である。反
面、白銑化元素であるので過剰になると黒鉛の晶出を阻
害する。このため、好ましいＭｏの含有量は０．３〜
４．０重量％である。より好ましいＭｏの含有量は0.5
〜2.0 重量％である。 Mo: 0.3-4.0% by Weight The roll of the present invention may contain Mo in addition to the above essential elements. Mo combines with C to form a hard M 6 C system, M 2
It is an element effective for improving wear resistance because it forms a C-based carbide and also solid-dissolves in the matrix structure to strengthen the matrix. On the other hand, since it is a white pig iron element, if it is excessive, it inhibits crystallization of graphite. Therefore, the preferable Mo content is 0.3 to
It is 4.0% by weight. A more preferable Mo content is 0.5
~ 2.0% by weight.
【００２３】Ｗ：０．３〜４．０重量％ 本発明のロールは上記必須元素の他にＷを含有すること
ができる。ＷはＭｏと同様、Ｃと結合して硬質のＭ6 Ｃ
系、Ｍ2 Ｃ系炭化物を生成し、かつ基地組織中にも固溶
して基地を強化するので、耐摩耗性向上に有効な元素で
ある。反面、白銑化元素であるので過剰になると黒鉛の
晶出を阻害する。このため、好ましいＷの含有量は０．
３〜４．０重量％である。より好ましいＷの含有量は0.
5 〜2.0重量％である。 W: 0.3-4.0% by Weight The roll of the present invention may contain W in addition to the above essential elements. W is hard M 6 C combined with C like Mo
It is an element effective in improving wear resistance because it forms a system-based, M 2 C-based carbide, and forms a solid solution in the matrix structure to strengthen the matrix. On the other hand, since it is a white pig iron element, if it is excessive, it inhibits crystallization of graphite. Therefore, the preferable W content is 0.
It is 3 to 4.0% by weight. A more preferable W content is 0.
5 to 2.0% by weight.
【００２４】Ｃｏ：１．０〜１０．０重量％ 本発明のロールは上記必須元素の他にＣｏを含有するこ
とができる。Ｃｏは基地組織の強化に有効な元素である
が、過剰になると靱性を低下させる。そのため、Ｃｏの
含有量は１．０〜１０．０重量％とする。またＣｏには
セメンタイトを不安定化し、黒鉛を晶出し易くする効果
もある。より好ましいＣｏの含有量は3.0 〜7.0 重量％
である。 Co: 1.0-10.0 wt% The roll of the present invention may contain Co in addition to the above essential elements. Co is an element effective in strengthening the base structure, but if it is excessive, it reduces toughness. Therefore, the Co content is 1.0 to 10.0% by weight. Further, Co also has the effect of destabilizing cementite and facilitating crystallization of graphite. More preferable Co content is 3.0 to 7.0% by weight
Is.
【００２５】Ｎｂ：１．０〜１０．０重量％ 本発明のロールは上記必須元素の他にＮｂを含有するこ
とができる。ＮｂはＶと同様にＣと結合してＭＣ系炭化
物を生成する。上記のようにＭＣ系炭化物は炭化物の中
で最も硬いので、Ｎｂは耐摩耗性の向上に最も効果のあ
る元素であるが、過剰になると黒鉛の晶出を阻害する。
そのためＮｂの含有量は１．０〜１０．０重量％とす
る。より好ましいＮｂの含有量は2.0 〜6.0 重量％であ
る。 Nb: 1.0 to 10.0% by Weight The roll of the present invention may contain Nb in addition to the above essential elements. Like N, Nb combines with C to form MC type carbide. As described above, since MC-based carbides are the hardest of the carbides, Nb is the most effective element for improving wear resistance, but when it is excessive, it inhibits crystallization of graphite.
Therefore, the Nb content is 1.0 to 10.0% by weight. A more preferable Nb content is 2.0 to 6.0% by weight.
【００２６】Ｔｉ：０．０１〜２．０重量％ 本発明のロールは上記必須元素の他にＴｉを含有するこ
とができる。Ｔｉは黒鉛化阻害元素であるＮ及びＯと結
合し酸窒化物を形成する。Ｔｉは含有量０．０１重量％
未満では効果を期待できず、また含まれているＮ及びＯ
の量からＴｉは２．０重量％で十分である。より好まし
いＴｉの含有量は0.05〜0.5 重量％である。 Ti: 0.01 to 2.0 wt% The roll of the present invention may contain Ti in addition to the above essential elements. Ti combines with N and O which are graphitization inhibiting elements to form an oxynitride. Ti content 0.01% by weight
If less than the above, no effect can be expected, and N and O contained
From the above amount, 2.0 wt% of Ti is sufficient. A more preferable Ti content is 0.05 to 0.5% by weight.
【００２７】Ｂ：０．００２〜０．２重量％ 本発明のロールは上記必須元素の他にＢを含有すること
ができる。Ｂは炭化物を微細化する効果があり、０．０
０２重量％未満ではその効果が十分に発揮されず、０．
２重量％を超えると炭化物が不安定になる。そのため好
ましいＢの含有量は０．００２〜０．２重量％である。
より好ましいＢの含有量は0.01〜0.05重量％である。 B: 0.002 to 0.2 wt% The roll of the present invention may contain B in addition to the above essential elements. B has an effect of refining carbides, and is 0.0
If it is less than 02% by weight, the effect is not sufficiently exerted, and
If it exceeds 2% by weight, the carbide becomes unstable. Therefore, the preferable content of B is 0.002 to 0.2% by weight.
A more preferable B content is 0.01 to 0.05% by weight.
【００２８】Ｃｕ：０．０２〜１．０重量％ 本発明のロールは上記必須元素の他にＣｕを含有するこ
とができる。ＣｕはＣｏと同様、セメンタイトを不安定
化し、黒鉛を晶出させ易くする効果がある。その含有量
は０．０２重量％未満では効果が十分でなく、１．０重
量％を超えると靱性を低下させる。そのため好ましいＣ
ｕの含有量は０．０２〜１．０重量％である。より好ま
しいＣｕの含有量は0.1 〜0.5 重量％である。 Cu: 0.02 to 1.0% by Weight The roll of the present invention can contain Cu in addition to the above essential elements. Like Co, Cu has the effect of destabilizing cementite and facilitating crystallization of graphite. If the content is less than 0.02% by weight, the effect is not sufficient, and if it exceeds 1.0% by weight, the toughness decreases. Therefore, preferred C
The content of u is 0.02 to 1.0% by weight. A more preferable Cu content is 0.1 to 0.5% by weight.
【００２９】上記元素以外は、不純物を除いて残部は実
質的にＦｅである。不純物として主な元素はＰ及びＳで
あるが、Ｐは靱性低下防止のため０．１重量％以下、Ｓ
も同様理由により０．０８重量％以下であるのが望まし
い。Other than the above elements, the balance is substantially Fe except impurities. The main elements as impurities are P and S, but P is 0.1% by weight or less and S to prevent deterioration of toughness.
Also for the same reason, it is desirable that the amount is 0.08% by weight or less.
【００３０】〔２〕耐摩耗耐焼付性熱間圧延用複合ロー
ル 複合ロールとする場合、上記金属組織及び組成を有する
鉄基合金は外層を形成し、外層に金属的に接合する軸材
は鋼製であれば、鋳鋼及び鍛鋼のいずれでもよい。その
引張強さは55kg／mm2 以上、伸びは1.0 ％以上である必
要がある。これは圧延用ロールとして用いた場合に大き
な圧下力がかかるとともに、圧延中の撓みを補正するた
めに軸の両端部に曲げ力をかけるので、それらに対する
耐久力を有する必要があるからである。また、軸は上記
鉄基合金からなる外層と強固に接合している必要がある
ので、両者の境界部の接合強さは外層と軸のうちの弱い
方の機械的強度と同等以上でなければならない。[2] Wear-resistant and seizure-resistant composite roll for hot rolling In the case of a composite roll, the iron-based alloy having the above-mentioned metal structure and composition forms an outer layer, and the shaft material which is metallically joined to the outer layer is steel. If it is made, either cast steel or forged steel may be used. Its tensile strength must be 55 kg / mm 2 or more and its elongation must be 1.0% or more. This is because a large rolling force is applied when used as a rolling roll, and a bending force is applied to both ends of the shaft in order to correct the bending during rolling, so it is necessary to have durability against them. Further, since the shaft needs to be firmly bonded to the outer layer made of the iron-based alloy, the bonding strength at the boundary between the two must be equal to or greater than the mechanical strength of the weaker one of the outer layer and the shaft. I won't.
【００３１】〔３〕耐摩耗耐焼付性熱間圧延用ロールの
製造方法 本発明のロールは、外層をグレン鋳鉄材で製造する場
合、遠心力鋳造法或いは連続肉盛鋳造法により製造する
ことができる。いずれの場合も鋳造に際して、上記組成
の溶湯にＳｉ含有接種剤を用いて接種する必要がある。
接種するＳｉの量は０．１重量％以上必要であるが、
０．５重量％を越えると接種剤が溶湯に均一に溶けにく
くなり、鋳造組織にむらが生じやすくなる。[3] Method of Manufacturing Wear-Resistant, Seizure-Resistant Roll for Hot Rolling When the outer layer is made of a Glen cast iron material, it can be manufactured by a centrifugal casting method or a continuous overlay casting method. it can. In either case, upon casting, it is necessary to inoculate the molten metal having the above composition with a Si-containing inoculant.
The amount of Si to be inoculated must be 0.1% by weight or more,
If it exceeds 0.5% by weight, the inoculum becomes difficult to uniformly dissolve in the molten metal, and uneven casting structure is likely to occur.
【００３２】例えば遠心力鋳造法の場合、回転する鋳型
内の溶湯７中に、Ｓｉ含有接種剤を注入する。Ｓｉ含有
接種剤としては、Ｆｅ−Ｓｉ、Ｃａ−Ｓｉ等が挙げられ
る。接種剤中のＳｉの含有量は３０〜８０重量％であ
る。For example, in the case of the centrifugal casting method, the Si-containing inoculant is injected into the molten metal 7 in the rotating mold. Examples of Si-containing inoculants include Fe-Si and Ca-Si. The content of Si in the inoculum is 30 to 80% by weight.
【００３３】本発明のロールはＮｉを多く含むため焼入
性が良い。従って鋳造後の熱処理時に特に焼入を必要と
しない。残留オーステナイトの分解と歪取りのために５
００℃以下の熱処理を施せば良い。Since the roll of the present invention contains a large amount of Ni, it has good hardenability. Therefore, quenching is not particularly required during heat treatment after casting. 5 for decomposition and strain relief of retained austenite
A heat treatment at 00 ° C. or lower may be applied.
【００３４】[0034]
【実施例】本発明を以下の実施例により詳細に説明する
が、本発明はそれらの実施例に限定されるものではな
い。The present invention will be described in detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.
【００３５】実施例１ 表１に示す化学成分（本発明材１）の１６００℃に加熱
した溶湯を、前もってＦｅ−Ｓｉ接種剤をＳｉ量で０．
２重量％入れた直径１００mm、深さ１５０mmの砂型へ鋳
込温度１５００℃で鋳込んだ。このようにして得た試験
材を、４００℃で１０時間加熱し、徐冷することによ
り、残留オーステナイトの分解と歪取りを行なった。 Example 1 A molten metal having the chemical composition shown in Table 1 (material 1 of the present invention) heated to 1600 ° C. was mixed with Fe--Si inoculant in an amount of 0.5%.
It was cast into a sand mold having a diameter of 100 mm and a depth of 150 mm containing 2% by weight at a casting temperature of 1500 ° C. The test material thus obtained was heated at 400 ° C. for 10 hours and gradually cooled to decompose the retained austenite and remove the strain.
【００３６】試験材の底面から４０mmの位置より試験片
を切り出し、組織構成要素の面積率を画像解析装置（日
本アビオニクス（株）製）により測定した結果、面積率
で黒鉛が２．７％、ＶＣ炭化物（ＭＣ系炭化物）が５．
５％、セメンタイトが３７％であった。A test piece was cut out from a position 40 mm from the bottom surface of the test material, and the area ratio of the tissue constituent elements was measured by an image analyzer (manufactured by Japan Avionics Co., Ltd.). As a result, the area ratio of graphite was 2.7%, VC carbide (MC-based carbide) is 5.
It was 5% and cementite was 37%.
【００３７】 表１ Ｃ Ｓｉ Ｍｎ Ｎｉ Ｃｒ Ｍｏ Ｖ Ｗ 本発明材１ 3.0 2.0 0.5 4.0 2.0 1.0 5.0 1.0 グレン材 3.1 1.0 0.7 4.5 1.8 0.3 - - ハイス材 2.1 0.8 0.4 0.5 6.2 3.5 5.9 2.2Table 1 C Si Mn Ni Cr Mo V W Inventive material 1 3.0 2.0 0.5 4.0 2.0 1.0 5.0 1.0 Glen material 3.1 1.0 0.7 4.5 1.8 0.3--HSS material 2.1 0.8 0.4 0.5 6.2 3.5 5.9 2.2
【００３８】実施例２ 実施例１の試験材から外径６０mm、内径４０mm、幅４０
mmの小型スリーブロール試験片を作製し、図１に示す圧
延試験機で摩耗試験を、図２に示す摩擦熱衝撃試験機で
焼付試験を行なった。比較のため、表１に示す従来のグ
レン鋳鉄ロール試験片とハイス系ロール試験片について
も、同様に試験を行なった。 Example 2 From the test material of Example 1, outer diameter 60 mm, inner diameter 40 mm, width 40
A small-sized sleeve roll test piece of mm was prepared, and a rolling tester shown in FIG. 1 was used for wear test, and a friction thermal shock tester shown in FIG. 2 was used for seizure test. For comparison, the conventional Glen cast iron roll test piece and the HSS-based roll test piece shown in Table 1 were similarly tested.
【００３９】圧延試験機は、圧延機11と、圧延機11に組
み込まれた上ロール12及び下ロール13と、圧延材Ｓを予
熱する加熱炉14と、圧延材Ｓを冷却する冷却水槽15と、
圧延中に一定のテンションを与える巻取機16と、テンシ
ョンを調節するテンションコントローラ17とからなる。
圧延試験条件は次の通りである。The rolling tester includes a rolling mill 11, an upper roll 12 and a lower roll 13 incorporated in the rolling mill 11, a heating furnace 14 for preheating the rolled material S, and a cooling water tank 15 for cooling the rolled material S. ,
It comprises a winder 16 that applies a constant tension during rolling, and a tension controller 17 that adjusts the tension.
The rolling test conditions are as follows.
【００４０】 圧延材料：ＳＵＳ３０４ 圧下率：２５％ 圧延速度：１５０ｍ／ｍｉｎ 圧延材温度：９００
℃ 圧延距離：３００ｍ／回 ロール冷却：水冷 ロール数：４重式Rolling material: SUS304 Rolling rate: 25% Rolling speed: 150 m / min Rolling material temperature: 900
℃ Rolling distance: 300m / roll Roll cooling: Water cooling Number of rolls: Quadruple type
【００４１】摩擦熱衝撃試験機は、ラック28に重り29を
落下させることによりピニオン20を回動させ、試験材21
に噛み込み材22を強く接触させるものである。In the friction thermal shock tester, the weight 29 is dropped on the rack 28 to rotate the pinion 20, and the test material 21
The biting member 22 is strongly contacted with the.
【００４２】試験結果を表２に示す。本発明のロールの
摩耗量はグレン鋳鉄ロールの約１／２、ハイス系ロール
の約２倍である。本発明のロールの焼付面積率は、表２
のように、グレン鋳鉄ロールとほぼ同等、ハイス系ロー
ルの約６０％である。これらの結果より、本発明のロー
ルは、耐焼付性が従来のグレン鋳鉄ロールと同等で、耐
摩耗性が２倍という優れた性能を発揮することが明らか
となった。The test results are shown in Table 2. The amount of wear of the roll of the present invention is about 1/2 that of the Glen cast iron roll and about twice that of the HSS roll. The baked area ratio of the roll of the present invention is shown in Table 2.
As described above, it is about the same as that of the Glen cast iron roll and about 60% of that of the HSS roll. From these results, it has been clarified that the roll of the present invention has the seizure resistance equivalent to that of the conventional grain cast iron roll, and exhibits excellent performance of twice the wear resistance.
【００４３】 表２ 黒鉛面積率 ＭＣ面積率 炭化物面積率 焼付面積率 摩耗量 材質 （％） （％） （％） （％） （μｍ） 本発明材１ ２．８ ５．７ ２８．６ ３９ １３ グレン ２．５ − ３８．６ ３８ ２７ ハイス − ７．３ ２０．７ ６３ ７Table 2 Graphite area ratio MC area ratio Carbide area ratio Seizure area ratio Abrasion amount Material (%) (%) (%) (%) (μm) Inventive material 1 2.8 5.7 28.6 39 13 Glen 2.5-38.6 38 27 HSS-7.3 20.7 637
【００４４】実施例３ 表１の本発明材１に示す化学成分の溶湯を使用して、遠
心力鋳造法により外径５００mm、胴長１８００mmのロー
ルを製作した。溶解温度は１５８０℃、鋳込温度は１３
５０℃である。接種は、Ｆｅ−Ｓｉ接種剤（Ｓｉ量：
０．３重量％）を用い、取鍋内で行なった。鋳込は接種
５分後に行なった。製作したロールの胴上部、中央部、
下部それぞれの位置において、表面から深さ方向に５m
m、２５mm、５０mmの位置から試験片を切り出し、化学
分析と組織観察を行なった。 Example 3 A roll having an outer diameter of 500 mm and a body length of 1800 mm was produced by the centrifugal casting method using the molten metal having the chemical composition shown in Table 1 of the present invention material 1. Melting temperature is 1580 ℃, casting temperature is 13
It is 50 ° C. The inoculum was Fe-Si inoculant (Si content:
0.3% by weight) was used in the ladle. Casting was performed 5 minutes after the inoculation. The upper part of the body of the roll, the center part,
5m from the surface in the depth direction at each lower position
Test pieces were cut out from the positions of m, 25 mm, and 50 mm, and chemical analysis and structure observation were performed.
【００４５】分析結果を表３に示す。Ｗ、Ｖ等の偏析も
殆どなく良好なロールとなっている。金属組織を観察し
た結果は、面積率で黒鉛が２．０〜３．０％、ＶＣ炭化
物（ＭＣ系炭化物）が５．０〜６．０％、セメンタイト
が２０〜２５％であった。この結果は実施例１とほぼ同
様であり、耐摩耗性、耐焼付性共に良好な性能を有して
いる。Table 3 shows the analysis results. The roll is a good roll with almost no segregation of W and V. As a result of observing the metal structure, graphite was 2.0 to 3.0%, VC carbide (MC carbide) was 5.0 to 6.0%, and cementite was 20 to 25% in terms of area ratio. This result is almost the same as that of Example 1, and has excellent wear resistance and seizure resistance.
【００４６】 表３ Ｃ Ｓｉ Ｍｎ Ｎｉ Ｃｒ Ｍｏ Ｖ Ｗ 上 5mm 3.04 1.90 0.48 4.70 1.85 1.09 4.44 1.10 部 25mm 3.00 1.87 0.46 4.67 2.01 1.08 4.55 1.07 50mm 2.98 1.88 0.47 4.68 1.95 1.09 4.87 1.07 中 5mm 2.89 1.86 0.48 4.48 1.84 1.06 4.35 1.11 央 25mm 3.01 1.78 0.47 4.59 1.87 1.09 4.26 1.08 50mm 2.99 1.88 0.47 4.67 1.91 1.05 4.77 1.07 下 5mm 3.02 1.94 0.49 4.46 1.87 0.99 4.45 1.12 部 25mm 2.96 1.91 0.51 4.47 1.92 0.97 4.50 1.08 50mm 2.95 1.89 0.46 4.65 1.91 1.03 4.52 1.06 Table 3 C Si Mn Ni Cr Mo V W on 5 mm 3.04 1.90 0.48 4.70 1.85 1.09 4.44 1.10 part 25 mm 3.00 1.87 0.46 4.67 2.01 1.08 4.55 1.07 50 mm 2.98 1.88 0.47 4.68 1.95 1.09 4.87 1.07 Medium 5 mm 2.89 1.86 0.48 4.48 1.84 1.06 4.35 1.11 center 25mm 3.01 1.78 0.47 4.59 1.87 1.09 4.26 1.08 50mm 2.99 1.88 0.47 4.67 1.91 1.05 4.77 1.07 Lower 5mm 3.02 1.94 0.49 4.46 1.87 0.99 4.45 1.12 part 25mm 2.96 1.91 0.51 4.47 1.92 0.97 4.50 1.08 50mm 2.95 1.89 0.46 4.65 1.91 1.03 4.52
【００４７】[0047]
【発明の効果】本発明の熱間圧延用ロールは、黒鉛と硬
質炭化物の共存により、耐摩耗性と耐焼付性を合わせ持
つ。この耐摩耗耐焼付性熱間圧延用ロールは特に熱間薄
板圧延機の仕上列後段において優れた性能を発揮し、圧
延工場における生産性の向上に寄与する。The roll for hot rolling of the present invention has both wear resistance and seizure resistance due to the coexistence of graphite and hard carbide. This wear-resistant and seizure-resistant hot-rolling roll exhibits excellent performance particularly in the latter stage of the finishing row of the hot-rolled sheet rolling mill, and contributes to the improvement of productivity in the rolling mill.
【図１】実施例２に用いた圧延試験機の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a rolling tester used in Example 2.
【図２】実施例２に用いた摩擦熱衝撃試験機の説明図で
ある。FIG. 2 is an explanatory diagram of a friction thermal shock tester used in Example 2.
１１：圧延試験機 １２：上試験ロール １３：下試験ロール １４：加熱炉 １５：冷却水槽 １６：巻取機 １７：テンション調節機 ２０：ピニオン ２１：試験材 ２２：噛み込み材 ２８：ラック ２９：重り Ｓ：圧延材 11: Rolling test machine 12: Upper test roll 13: Lower test roll 14: Heating furnace 15: Cooling water tank 16: Winding machine 17: Tension adjusting machine 20: Pinion 21: Test material 22: Biting material 28: Rack 29: Weight S: Rolled material
Claims (4)
％、Ｓｉ：０．５〜４．０％、Ｍｎ：０．１〜１．５
％、Ｎｉ：２．０〜６．０％、Ｃｒ：１．０〜７．０
％、Ｖ：２．０〜８．０％、残部はＦｅ及び不純物元素
からなり、基地組織と０．５〜５面積％の黒鉛と０．２
〜１０面積％のＭＣ系炭化物と１０〜４０面積％のセメ
ンタイトとからなる金属組織を有することを特徴とする
耐摩耗耐焼付性熱間圧延用ロール。1. The weight ratio of chemical components is C: 2.0 to 4.0.
%, Si: 0.5 to 4.0%, Mn: 0.1 to 1.5
%, Ni: 2.0 to 6.0%, Cr: 1.0 to 7.0
%, V: 2.0 to 8.0%, the balance consisting of Fe and impurity elements, a matrix structure, 0.5 to 5 area% of graphite, and 0.2.
A roll for hot rolling having wear resistance and seizure resistance, which has a metal structure composed of 10 to 10 area% of MC-based carbide and 10 to 40 area% of cementite.
延用ロールにおいて、前記金属組織がＭＣ系炭化物以外
にＭ2 Ｃ系、Ｍ6 Ｃ系、Ｍ7 Ｃ3 系炭化物の１種以上を
面積率で０．２〜１０％含有することを特徴とする耐摩
耗耐焼付性熱間圧延用ロール。2. The wear-resistant and seizure-resistant hot-rolling roll according to claim 1, wherein the metal structure is M 2 C-based, M 6 C-based or M 7 C 3 -based carbide in addition to MC-based carbide. A wear-resistant and seizure-resistant hot-rolling roll, characterized by containing at least 0.2% by weight of the seeds.
熱間圧延用ロールにおいて、前記基地組織が実質的にマ
ルテンサイト、ベイナイト又はパーライトからなること
を特徴とする耐摩耗耐焼付性熱間圧延用ロール。3. The wear and seizure resistance hot rolling roll according to claim 1 or 2, wherein the matrix structure is substantially made of martensite, bainite or pearlite. Roll for hot rolling.
摩耗耐焼付性熱間圧延用ロールにおいて、前記化学成分
が重量比でさらにＭｏ：０．３〜４．０％、Ｗ：０．３
〜４．０％、Ｃｏ：１．０〜１０．０％、Ｎｂ：１．０
〜１０．０％、Ｔｉ：０．０１〜２．０％、Ｂ：０．０
０２〜０．２％、Ｃｕ：０．０２〜１．０％の１種以上
を含むことを特徴とする耐摩耗耐焼付性熱間圧延用ロー
ル。4. The wear-resistant and seizure-resistant hot-rolling roll according to claim 1, wherein the chemical composition further comprises Mo: 0.3 to 4.0% by weight and W. : 0.3
~ 4.0%, Co: 1.0 to 10.0%, Nb: 1.0
~ 10.0%, Ti: 0.01-2.0%, B: 0.0
02-0.2%, Cu: 0.02-1.0% 1 or more types, Abrasion-resistant-seizure-resistant hot rolling roll characterized by the above-mentioned.
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