KR101281135B1 - 원심 주조 복합롤 - Google Patents

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세이지 오야마
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Abstract

질량%로, C:2.5~9%, Si:0.1~3.5%, Mn:0.1~3.5%, V:11~40%를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 가지는 외층과, 상기 외층의 내면에 형성된 하이스계 합금으로 이루어지는 중간층과, 상기 중간층의 내면에 형성된 주철 또는 주조된 철강으로 이루어지는 내층을 가지는 원심 주조 복합 롤.

Description

원심 주조 복합롤{CENTRIFUGALLY CAST COMPOSITE ROLL}
본 발명은, 극히 우수한 내마모성을 가지는 원심 주조 복합롤에 관한 것이며, 특히 열간 박판 압연기의 마무리 열에 사용하는 공작물 롤로서 적절한 원심 주조 복합롤에 관한 것이다.
압연롤의 내마모성 및 내표면 마모성은 압연의 생산성을 결정하는 중요한 특성이다. 내마모성이 부족하면 조기에 롤 표면이 마모되고, 피압연재의 치수 정밀도가 손상된다. 또 피압연재와의 접촉이나 백업 롤과의 접촉 등에 의해 압연롤의 표면이 불균일하게 마모되고, 표면마모가 발생하면, 그 표면마모가 피압연재에 전사되어, 피압연재의 표면의 외관을 해친다. 이들 문제를 방지하기 위해서는, 롤을 자주 바꾸지 않으면 안 되므로, 압연 조업의 중단의 빈도가 증가하는 것에 의한 압연 공장의 생산성의 저하, 롤 표면 연삭 가공에 필요한 비용의 증대, 그리고 롤 표면 연삭량의 증대에 의한 롤 수명의 단축이라는 문제가 발생한다.
내눌어붙음성도 압연롤에 있어 중요한 특성이다. 내눌어붙음성이 부족하면 압연시의 롤 바이트 내에서의 발열 등에 의해, 피압연재가 롤에 눌어붙고, 정상적인 압연을 할 수 없게 된다. 특히 열간 박판 압연기의 마무리 열의 후단 스탠드에서는, 피압연재의 단부가 어떠한 요인으로 2매 겹침으로 압연되는, 이른바 "조리 개"라는 사고가 발생하는 경우가 있다. 그 경우, 내눌어붙음성이 부족하면 피압연재가 롤에 눌어붙거나, 피압연재가 롤 동체에 감기거나 하여, 압연 정지를 피할 수 없게 된다. 또 피압연재가 롤에 눌어붙은 채 압연되면, 그 늘어붙음부에 압연 하중이 집중되므로 크랙이 발생하고, 그것을 기점으로 스폴 등의 롤 파손에 이르는 경우가 있다.
일반적으로 압연롤은 경도를 증가시키면 내마모성도 향상된다. 하이스(high-speed steel)계 롤재는 합금 원소로 이루어지는 고경도의 탄화물(MC, M2C, M6C, M7C3 등)을 함유한다. 합금 원소 중 특히 V 및 Nb는 빅커스 경도로 Hv 2400~3200 정도의 극히 고경도의 MC 탄화물을 형성하고, 내마모성의 향상에 현저하게 기여한다. 그러나, V 및 Nb로 이루어지는 MC 탄화물은 비중이 비교적 작으므로, V 및 Nb를 많이 포함하는 용탕을 원심 주조하면, MC 탄화물은 원심분리에 의해 내면 측으로 편석한다.
일본 특개평 8-60289호는, 질량%로, C:1.0~3.0%, Si:0.1~3.0%, Mn:0.1~2.0%, Cr:2.0~10.0%, Mo:0.1~10.0%, V:1.0~10.0%, W:0.1~10.0%, Mo+W=10.0%, 및 잔부 Fe 및 불순물로 이루어지는 조성을 가지는 외층과, 주철 또는 주조된 철강의 내층으로 이루어지는 중실(中實) 또는 중공의 원심 주조 복합롤을 개시하고 있다. 이 문헌에는, V가 10질량%를 넘으면, 원심 주조에 의해 가벼운 탄화물은 내면 측에 편석하고, 압연에 사용되는 외층의 외표면에서는 탄화물 양이 적은 것으로 기재되어 있다. 이 현상은, 용탕이 초정으로 MC 탄화물을 정출하는 경우에 발생하기 쉽다. 초정 MC 탄화물은 비중이 6g/cm3 정도와 용탕(비중:7~8g/cm3 정도)으로부터 가볍기 때문에, 원심력에 의해 내면 측으로 이동한다. 그러므로 내층과의 경계 부근에 MC 탄화물이 편석하고, 외층과 내층과의 접합 강도가 열화되는 것으로 기재되어 있다.
일본 특개평 9-256108호는, 원심분리에 의한 편석을 방지하기 위해 탄화물의 비중을 크게 한 열간 압연용 공구강을 제안하고 있다. 이 열간 압연용 공구강은, 질량%로, C:3.5~5.5%, Si:0.1~1.5%, Mn:0.1~1.2%, Cr:4.0~12.0%, Mo:2.0~8.0%, V:12.0~18.0%, 8.0% 이하의 Nb, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 가진다. 일본 특개평 9-256108호는, 비중이 작은 VC 탄화물은 원심 주조에 의해 편석하므로, V와 함께, 비중이 큰 복합 탄화물(V, Nb) C를 형성하는 Nb를 0.2=Nb/V의 조건을 만족시키는 양만큼 첨가함으로써, 원심 주조시의 탄화물의 편석이 방지될 수 있는 것으로 하고 있다. 그러나, 이와 같이 다량의 V 외에 또한, 비교적 많은 양의 Nb를 첨가하면, 용해 불량 등의 제조상의 문제가 생기는 것을 알았다.
또한, 이와 같은 다량의 합금 성분이 첨가된 외층의 내면에 내층을 형성하는 경우, 외층과 내층 사이에 수축결함이나 탄화물 편석 등의 용착 불량이 발생하거나, 외층으로부터 내층으로 다량의 합금 성분의 혼입에 의해 내층의 인성이 열화되는 문제가 있었다.
일본 특개평 9-209071호는, 중량%로, C:2.0~3.2%, Si:0.1~2.0%, Mn:0.1~2.0%, Cr:3~10%, 2×Mo+W:5~22%, V:3~8%, 잔부 실질적으로 Fe로 이루어지는 하이스계 주철재의 외층의 내면에, C:0.8~1.9%, Si:3.0% 이하, Mn:2.0% 이하, Cr:6.0% 이하, Mo:5.0% 이하, W:5.0% 이하, V:5.0% 이하, 잔부 실질적으로 Fe로 이루어지는 중간층이 용착 일체화되어 그 중간층의 내면에, C:0.2~0.8%, Si:0.2~3.0%, Mn:0.2~2.0%, Cr:1.5% 이하, Mo:1.0% 이하, W:1.0% 이하, V:1.5% 이하, 단 Cr+Mo
Figure 112008054134841-pct00001
0.3%이며, 잔부 실질적으로 Fe로 이루어지는 주조된 철강재의 내층이 용착 일체화되어 이루어지는 압연용 복합롤을 기재하고 있다. 이 압연용 복합롤은, 외층과 중간층, 및 중간층과 내층 사이의 용착 상태가 양호하며, 고탄소 재료의 외층과 저탄소 재료의 내층을 가지는 복합롤을 원심 주조에 의해 제작할 때의 용착 불량의 문제를 해소하고 있다. 외층은 소정의 내마모성을 구비하고, 내층은 소정의 강인성을 구비한 고품질의 철 강철 압연용 복합롤을 얻을 수 있다. 그러나, 이 복합롤의 외층은, 0.8~1.9%의 C 및 5.0% 이하의 V와, C 및 V의 함유량이 불충분하므로, 내마모성이 불충분한 것을 알았다.
일본 특개 2000-63976호는, 내마모성이 우수한 하이스계 주철재로 이루어지는 외층의 내면에, 애더마이트재(adamite)(材)로 이루어지는 중간층을 통하여 강인성이 우수한 구조용 철강재로 이루어지는 내층이 주조된 압연용 복합롤을 개시하고 있다. 주조 후의 열처리에 의해 중간층 전체가 펄라이트 변태하고 있으므로, 외층에 큰 표면 압축 잔류 응력이 확보되고, 압연시의 열피로 크랙이나 조리개 사고시의 크랙이 억제된다. 그러나, 하이스계 외층의 베이스는 주조 후의 담금질 열처리 공정에서 마르텐사이트 변태 및 베이나이트 변태하므로, 펄라이트 변태된 중간층과 외층과의 경계부에 반경 방향의 인장 잔류 응력이 발생한다. 이 경계부의 인장 잔류 응력이 재료 강도를 넘으면, 담금질 열처리 공정 중에 외층의 박리가 생기거나, 압연에 의한 응력에 의해 외층과 중간층과의 접합 경계부가 피로하고, 외층의 박리가 일어나기 쉬운 문제가 있다.
일본 특개평 3-254304호는, 면적비로 5~30%의 MC 탄화물(입상 탄화물) 및 5% 이하의 비MC 탄화물(비입상 탄화물)을 함유하는 조직을 가지고, 베이스의 경도가 빅커스 경도 Hv로 550 이상의 외층을 가지는 열간 압연용 복합롤을 개시하고 있다. 이 열간 압연용 복합롤의 외층의 기본 조성은, 1.0~3.5질량%의 C, 3.0질량% 이하의 Si, 1.5질량% 이하의 Mn, 2~10질량%의 Cr, 9질량% 이하의 Mo, 20질량% 이하의 W, 2~15질량%의 V, 잔부 Fe 및 불순물로 이루어진다. 그러나, 이 복합롤은, 강재(鋼材)로 이루어지는 심재(芯材)의 주위에 고주파 코일을 사용하여 연속적으로 외층을 형성하는 이른바 연속 육성 주조법에 의해 형성되어 있고, 원심 주조법과 비교하여 제조 비용이 높고, 또한 롤의 대형화에 대응하지 못하는 문제가 있다.
일본 특개평 4-141553호는, 면적비로, MC 탄화물 5~30%로 비MC 탄화물 6% 이상을 함유하는 조직으로 이루어지고, 또한 베이스의 경도가 빅커스 경도(Hv) 550 이상, 중량%로 C:1.0~4.0%, Si:3.0% 이하, Mn:1.5% 이하, Cr:2~10%, Mo:9% 이하, W:20% 이하, V:2~15%, P:0.08% 이하, S:0.06% 이하, B:500ppm 이상, 잔부 Fe 및 불순물 원소로 이루어지고, 또한 Ni:5.0% 이하, Co:5.0% 이하, Nb:5.0% 이하 중 어느 하나를 함유하는 외층재를, 연속 육성 주조법에 의해 강철 제품의 심재의 주위에 형성하여 이루어지는 열간 압연용 복합롤을 기재하고 있다. 그러나, 내마모성을 향상시키기 위해 V 및 Nb의 함유량을 증대시키면, 초정 MC 탄화물이 육성하는 용탕의 상부로 부상 분리하고, 육성외층 중에 불균일하게 포함되어 탄화물 편석이 발생 하는 것을 알았다.
따라서, 본 발명의 목적은, 내마모성, 내표면 마모성 및 내눌어붙음성이 우수하여 MC 탄화물을 다량 또한, 균일하게 분산한 외층을 가지는 동시에, 외층의 내박리성이 우수한 압연용 원심 주조 복합롤을 제공하는 것이다.
상기 목적을 감안하여 열심히 연구한 결과, 본 발명자 등은, (a) 초정 MC(입상) 탄화물을 정출하는 조성을 가지는 용탕을 원심 주조하면, 비중이 작은 MC 탄화물이 내면 측으로 농화되는 것을 적극적으로 이용하고, 원심 주조 후 MC 탄화물이 농화된 내측의 층만을 남기도록 외측의 층을 절삭 등에 의해 제거하면, 용탕 중의 V의 농도를 현저하게 높게 할 필요가 없으므로, MC 탄화물이 많은 외층을 저비용으로 확실하게 형성할 수 있고, 그리고 (b) MC 탄화물이 많은 외층과 주철 또는 주조된 철강으로 이루어지는 내층 사이에, 하이스계 합금으로 이루어지는 중간층을 형성함으로써, 외층과 내층이 건전하게 용착되고, 또한 접합 경계부의 반경 방향의 인장 잔류 응력을 저감할 수 있는 것에 의해 외층의 내박리성이 향상되는 것을 발견하고, 본 발명에 이르렀다.
즉, 본 발명의 제1 원심 주조 복합롤은, 질량%로, C:2.5~9%, Si:0.1~3.5%, Mn:0.1~3.5%, V:11~40%를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 가지는 외층과, 상기 외층의 내면에 형성된 하이스계 합금으로 이루어지는 중간층과, 상기 중간층의 내면에 형성된 주철 또는 주조된 철강으로 이루어지는 내층을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2 원심 주조 복합롤은, 면적 비율로 20~60%의 MC 탄화물이 분산된 조직을 가지는 외층과, 상기 외층의 내면에 형성된 하이스계 합금으로 이루어지는 중간층과, 주철 또는 주조된 철강으로 이루어지는 내층을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 원심 주조 복합롤은, 상기 외층과 상기 중간층 사이의 인장 강도가 400MPa 이상이며, 상기 외층과 상기 중간층 사이의 접합 경계부를 포함하는 인장 시험편을 인장 시험에 제공했을 때, 인장 파단 위치가 상기 접합 경계부를 제외하는 상기 외층 또는 상기 중간층에 있는 것이 바람직하다.
상기 중간층은 질량%로, C:0.5~3%, Si:0.1~3%, Mn:0.1~3%, V:1~10%를 함유하고, Mo 및 W는 하기 식(1):
1%Mo%+(W%/2)
Figure 112008054134841-pct00003
6%(질량%) ...(1)
을 만족시키고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물 원소로 이루어지는 조성을 가지는 것이 바람직하다.
상기 중간층 중의 V 중 적어도 일부를, 하기 식(2) 및 (3):
1%
Figure 112008054134841-pct00004
V%+0.55×Nb%
Figure 112008054134841-pct00005
10%(질량%) ...(2)
Nb
Figure 112008054134841-pct00006
6%(질량%) ...(3)
을 만족시키는 양의 Nb로 치환하는 것이 바람직하다.
상기 중간층은 또한 하기 식(4):
0.3%
Figure 112008054134841-pct00007
C%-0.2×(V%+0.55×Nb%)
Figure 112008054134841-pct00008
2%(질량%) ...(4)
를 만족시키는 것이 바람직하다.
상기 중간층은 또한, 0.5~10질량%의 Cr을 함유하는 것이 바람직하다. 또 상기 중간층은 또한 2질량% 이하의 Ni를 함유하는 것이 바람직하다. 또 상기 중간층은 또한 10질량% 이하의 Co를 함유하는 것이 바람직하다. 또 상기 중간층은 또한, 0.5질량% 이하의 Ti 및/또는 0.5질량% 이하의 Al을 함유하는 것이 바람직하다.
상기 중간층의 베이스 조직은 마르텐사이트 및/또는 베이나이트를 주체로 하는 것이 바람직하다.
상기 중간층의 두께는 5mm 이상인 것이 바람직하다.
상기 외층은 또한, 질량%로, Cr:1~15%, Mo:0.5~20%, 및 W:1~40%으로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종을 함유하는 것이 바람직하다.
상기 외층 중의 V 중 적어도 일부를, 하기 식(5):
11%
Figure 112008054134841-pct00009
V%+0.55×Nb%
Figure 112008054134841-pct00010
40%(질량%) ...(5)
를 만족시키는 양의 Nb로 치환하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 외층이 하기 식(6):
0
Figure 112008054134841-pct00011
C%-0.2×(V%+0.55×Nb%)
Figure 112008054134841-pct00012
2%(질량%) ...(6)
을 만족시키는 것이 바람직하고, 하기 식(7):
0.2>Nb%/V%(질량%) ...(7)
을 만족시키는 것이 바람직하다.
상기 외층은 또한 2질량% 이하의 Ni 및/또는 10질량% 이하의 Co를 함유하는 것이 바람직하다. 상기 외층은 또한, 0.5질량% 이하의 Ti 및/또는 0.5질량% 이하의 Al을 함유하는 것이 바람직하다. 상기 외층 중의 MC 탄화물에 있어서의 V의 함유량은 30질량% 이상인 것이 바람직하다.
상기 외층은, 원 상당 직경이 15㎛ 이상인 MC 탄화물을 포함하지 않는 영역의 최대 내접원 직경이 150㎛를 넘지 않는 조직을 가지는 것이 바람직하다. 원 상당 직경이 15㎛ 이상인 MC 탄화물의 평균 거리(B)는 10~40㎛이며, MC 탄화물의 평균 원 상당 직경(A)는 10~50㎛인 것이 바람직하다. 상기 평균 거리(B)와 상기 평균 원 상당 직경(A)와의 비(B/A)는 2 이하인 것이 바람직하다.
상기 외층에는 원 상당 직경이 1㎛ 이상인 M2C, M6C 및 M7C3 탄화물이 총량으로 0~5%(면적 비율) 분산되어 있어도 된다.
본 발명의 원심 주조 복합롤은, 압연용 공작물 롤 전반, 특히 열간 박판 압연기의 마무리 열에 사용되는 공작물 롤로 극히 우수한 내마모성 및 내눌어붙음성을 발휘한다. 또한, 외층의 내박리성이 우수하므로, 압연 공장에 있어서의 생산성의 향상이나 롤 원 단위의 향상에 기여한다.
도 1은 MC 탄화물의 원 상당 직경을 구하는 방법을 나타내는 개략도이다.
도 2는 MC 탄화물 사이의 평균 거리를 구하는 방법을 나타내는 개략도이다.
도 3은 MC 탄화물을 포함하지 않는 영역의 최대 내접원 직경을 구하는 방법을 나타내는 개략도이다.
도 4a는 원심 주조때 MC 탄화물이 내면 측으로 이동하는 상태를 나타낸 개략 도이다.
도 4b는 본 발명의 압연롤용 원심 주조 외층을 나타내는 반경 방향 단면도이다.
도 4c는 도 4b의 A-A단면에 있어서의 MC 탄화물의 분포를 나타낸 그래프이다.
도 5는 참고예 1의 원심 주조 원통체에 있어서의 원소의 반경 방향 분포를 나타낸 그래프이다
도 6은 참고예 1의 원심 주조 원통체에 있어서의 MC 탄화물의 반경 방향 분포를 나타낸 그래프이다.
도 7은 참고예 3의 원심 주조 원통체에 있어서의 원소의 반경 방향 분포를 나타낸 그래프이다.
도 8은 참고예 3의 원심 주조 원통체에 있어서의 MC 탄화물의 반경 방향 분포를 나타낸 그래프이다.
도 9는 종래예 2의 원심 주조 원통체에 있어서의 원소의 반경 방향 분포를 나타낸 그래프이다.
도 10은 종래예 2의 원심 주조 원통체에 있어서의 MC 탄화물의 반경 방향 분포를 나타낸 그래프이다.
도 11는 압연 마모 시험기를 나타내는 개략도이다.
도 12는 참고예 1의 시험편의 금속 조직을 나타내는 광학 현미경 사진이다.
도 13은 비교예 1의 시험편의 금속 조직을 나타내는 광학 현미경 사진이다.
도 14는 종래예 2의 시험편의 금속 조직을 나타내는 광학 현미경 사진이다.
도 15는 (V%+0.55×Nb%)의 값과 MC 탄화물의 면적 비율과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 16은 실시예 1의 원심 주조 복합롤의 인장 시험 후의 단면 조직을 나타내는 현미경 사진이다.
도 17은 비교예 10의 원심 주조 복합롤의 인장 시험 후의 단면 조직을 나타내는 현미경 사진이다.
도 18은 담금질시의 냉각과정에 있어서의 비교예 11의 원심 주조 복합롤의 열팽창 수축 곡선을 개략적으로 나타낸 그래프이다.
도 19는 담금질시의 냉각과정에 있어서의 비교예 10의 원심 주조 복합롤의 열팽창 수축 곡선을 개략적으로 나타낸 그래프이다.
도 20은 담금질시의 냉각과정에 있어서의 실시예 1의 원심 주조 복합롤의 열팽창 수축 곡선을 개략적으로 나타낸 그래프이다.
도 21은 본 발명의 원심 주조 복합롤의 각종의 구조를 나타낸 개략 단면도이다.
도 22는 늘어붙음 시험기를 나타내는 개략도이다.
도 23a는 실시예 1의 원심 주조 복합롤의 외층과 중간층의 접합 경계부 부근에 있어서의 C의 분포를 나타낸 그래프이다.
도 23b는 실시예 1의 원심 주조 복합롤의 외층과 중간층의 접합 경계부 부근에 있어서의 V의 분포를 나타낸 그래프이다.
본 발명의 원심 주조 복합롤은, MC 탄화물이 다량으로 정출된 외층과, 상기 외층의 내면에 형성된 하이스계 합금으로 이루어지는 중간층과, 상기 중간층의 내면에 형성된 주철 또는 주조된 철강으로 이루어지는 내층을 가진다. 본 발명의 원심 주조 복합롤은, 외층, 중간층 및 내층을 가지는 한 중실이어도 되고 중공이어도 된다.
[1] 외층
(A) 조성(질량%)
(1) 필수 성분
(a) C:2.5~9%
C는, 주로 V, Nb 등의 합금 원소와 결합하고, MC 탄화물을 형성함으로써 내마모성을 향상시키는 필수 원소이다. 합금 원소와 결합하지 않는 C는 주로 베이스 중에 고용(固溶)하거나 극미세하게 석출하고, 베이스를 강화한다. C는 2.5% 미만에서는 MC 탄화물의 양이 부족하고, 충분한 내마모성을 얻을 수 없다. 한편, C는 9%를 넘으면, 탄화물이 과다하게 되어, 롤 외층의 내열 균열성이 열화된다. C 함유량은 바람직하게는 3.5~9%이며, 보다 바람직하게는 4.5~9%이다.
(b) Si:0.1~3.5%
Si는 용탕 중 탈산제로서 작용한다. Si가 0.1% 미만에서는 탈산 효과가 부족하고, 주조 결함이 생기기 쉽다. 한편, Si가 3.5%를 넘으면 롤 외층은 취화(脆化)한다. Si함유량은 바람직하게는 0.2~2.5%이며, 보다 바람직하게는 0.2~1.5%이 다.
(c) Mn:0.1~3.5%
Mn은 용탕의 탈산이나 불순물인 S를 MnS로서 고정하는 작용을 가진다. Mn이 0.1% 미만이면, 이들 효과가 불충분하였다. 한편, Mn이 3.5%를 넘으면 잔류 오스테나이트가 생기기 쉬워져, 경도를 안정적으로 유지하지 못하고, 내마모성이 열화되기 쉬워진다. Mn 함유량은 바람직하게는 0.2~2.5%이며, 보다 바람직하게는 0.2~1.5%이다.
(d) V:11~40%
V는 주로 C와 결합하고, MC 탄화물을 형성하는 원소이다. 롤 외층에 다량의 MC 탄화물을 포함하기 위해서, 11~40%의 V가 필요하다. V가 11% 미만에서는, MC 탄화물이 부족하고, 충분한 내마모성을 얻을 수 없다. 한편, V가 40% 초과하면, MC 탄화물이 과잉으로 되어, 롤 외층의 인성이 열화된다. V함유량은 바람직하게는 15~40%이며, 보다 바람직하게는 18~40%이다.
(e) Nb
Nb는 MC 탄화물을 형성하는 점에서 V와 마찬가지의 작용을 가진다. 원자량의 비로부터, 질량%로 0.55×Nb%와 V%가 등가이다. 따라서, 하기 식(5):
11%
Figure 112008054134841-pct00013
V%+0.55×Nb%
Figure 112008054134841-pct00014
40%(질량%) ...(5)
를 만족시키는 양의 Nb로 V의 일부 또는 전부를 치환해도 된다. (V%+0.55×Nb%)보다 바람직한 범위는, 질량%로, 15~40%이며, 가장 바람직한 범위는 18~40%이다.
또한 Nb는 C 및 V로, 하기 식(6):
0
Figure 112008054134841-pct00015
C%-0.2×(V%+0.55×Nb%)
Figure 112008054134841-pct00016
2%(질량%) ...(6)
을 만족시키는 것이 바람직하다. [C%-0.2×(V%+0.55×Nb%)]의 값이 0 미만이면, MC 탄화물이 충분히 얻어지지 않고, 베이스 중에 V 및 Nb가 과잉으로 되어, 충분한 경도 및 내마모성을 얻을 수 없다. 한편, [C%-0.2×(V%+0.55×Nb%)]의 값이 2%를 넘으면, M2C, M6C, 및 M7C3 탄화물 등의 비MC 탄화물이 망목(網目)형으로 정출하고, 롤 외층의 내열 균열성이 열화된다.
외층은 또한 하기 식(7):
0.2>Nb%/V%(질량%) ...(7)
을 만족시키는 것이 바람직하다. (Nb%/V%)의 값이 0.2 이상에서는, MC 탄화물이 균일하게 분산되는 것이 곤란해진다. MC 탄화물끼리의 응집 등에 의해 MC 탄화물의 간격이 불균일하게 되면, 간격이 좁은 부분에 우선적으로 크랙이 전파하기 쉽기 때문에, 내열 균열성이 열화된다.
(2) 임의 성분
원심 주조 복합롤의 용도 및 사용 방법에 따라 외층은 이하의 원소를 적당히 함유해도 된다.
(a) Cr:1~15%
Cr은 베이스에 고용(固溶)하여 담금질성을 높일 뿐만 아니라, 일부는 C와 결합하여 극미세한 탄화물로서 석출하고, 베이스를 강화한다. Cr이 1% 미만에서는, 베이스 강화의 효과를 충분히 얻을 수 없다. 한편, Cr이 15%를 넘으면, M7C3 탄화물 등의 MC 탄화물 이외의 탄화물이 망목형으로 정출하고, 롤 외층의 내열 균열성이 열화된다. 보다 바람직한 Cr 함유량은 3~9%이다.
(b) Mo:0.5~20%
Mo는 베이스에 고용하여 담금질성을 높일 뿐만 아니라, 일부는 C와 결합하여 극미세한 탄화물로서 석출되고, 베이스를 강화한다. 또 Mo의 일부는 MC 탄화물을 형성한다. Mo가 0.5% 미만에서는, 베이스 강화의 효과를 충분히 얻을 수 없다. 한편, Mo가 20%를 넘으면 M2C나 M6C 등의 비MC 탄화물이 망목형으로 정출하고, 롤 외층의 내열 균열성이 열화된다. Mo 함유량은 보다 바람직하게는 2.5~20%이며, 특히 2.5~10%이다.
(c) W:1~40%
W는 베이스부에 고용하여 담금질성을 높여 일부는 C와 결합하여 극미세한 탄화물로서 석출되고, 베이스를 강화한다. 또 W의 일부는 MC 탄화물을 형성한다. W가 1% 미만이면, 베이스 강화의 효과를 충분히 얻을 수 없다. 한편, W가 40%를 넘으면 M6C나 M2C 등의 비MC 탄화물이 망목형으로 정출되고, 롤 외층의 내열 균열성이 열화된다. W 함유량은 보다 바람직하게는 5~40%이며, 특히 5~20%이다.
본 발명의 롤 외층에 충분한 내마모성을 부여하기 위하여, 베이스의 강화 원소인 Cr, Mo 및 W 중 적어도 1종을 함유하는 것이 바람직하다.
(d) Ni:2% 이하
Ni는 베이스에 고용하고, 베이스의 담금질성을 향상시키는데 유효하다. Ni가 2%를 넘으면, 베이스의 오스테나이트가 안정화되므로, 베이스의 경화 효과가 불충분하였다.
(e) Co:10% 이하
Co는 베이스에 고용하고, 베이스 강화의 효과가 있다. 또 Co를 함유하면, 고온에서도 베이스의 경도를 유지할 수 있다. Co가 10%를 넘으면, 롤 외층의 인성이 저하된다. Co는 고가이므로, 경제성 및 사용 조건을 고려하여, 그 함유량을 결정하는 것이 바람직하다.
(f) Ti:0.5% 이하
Ti는 용탕 중 탈산제로서 작용하는 것 외에, N과 결합하여 질화물을 형성하고, MC 탄화물의 핵으로 되고, MC 탄화물을 미세하게 하는 효과가 있다. 또한, 일부는 C와 결합하여 MC 탄화물로 된다. Ti의 첨가 효과는 0.5% 이하로 충분하다.
(g) Al:0.5% 이하
Al은 용탕 중 탈산제로서 작용하는 것 외에, MC 탄화물을 미세하게 하는 효과가 있다. Al이 0.5%를 넘으면, 외층의 담금질성이 악화되어, 충분한 베이스 경도를 얻을 수 없게 된다.
(B) 조직 및 특성
(1) MC 탄화물
MC 탄화물은, 다른 탄화물(M2C, M6C 및 M7C3 탄화물 등)에 비하면 고경도이 며, 내마모성의 향상에 기여한다. 또한, MC 탄화물은 고온에서 안정하여, 피압연재와 금속 결합하기 어렵기 때문에, 내눌어붙음성의 개선에도 우수한 효과를 발휘한다. MC 탄화물이 면적 비율로 20% 미만에서는, 내마모성, 내눌어붙음성 및 내열 균열성이 불충분하였다. 한편, MC 탄화물이 면적 비율로 60%를 넘으면, 내눌어붙음성의 개선 효과가 포화되는 동시에, 롤 외층의 인성이 현저하게 저하된다. 게다가, 인접하는 MC 탄화물끼리의 간격이 좁고, 크랙이 전파되기 쉬우므로, 내열 균열성이 열화된다. 따라서, MC 탄화물의 함유량은 면적 비율로 20~60%이다. 바람직한 면적 비율은 30~50%이다. 그리고, 외층에 포함되는 MC 탄화물 중의 V의 함유량이 30질량% 이상이면, 현격히 내마모성이 향상되므로 바람직하다.
(2) MC 탄화물의 크기
MC 탄화물(입상 탄화물)의 평균 원 상당 직경은 10~50㎛인 것이 바람직하다. 열간 압연시에 롤은 고열의 압연 강판과 접촉하고, 표면으로부터 10㎛ 정도까지 베이스가 연화되므로, MC 탄화물의 평균 원 상당 직경이 10㎛ 미만에서는, 베이스가 MC 탄화물을 충분히 지지하지 못하고, 롤의 내마모성 및 내표면 마모성이 불충분하였다. 한편, 평균 원 상당 직경이 50㎛를 넘으면, 내표면 마모성의 향상 효과가 포화되는 동시에, 인성이 저하된다. MC 탄화물의 평균 원 상당 직경은 보다 바람직하게는 10~40㎛이며, 가장 바람직하게는 15~30㎛이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, MC 탄화물(1)의 원 상당 직경은, MC 탄화물(1)과 같은 면적의 원(10)의 직경을 D10라고 정의한다. MC 탄화물(1)의 면적을 S로 하면, D10= 2×(S/π)1/2이다. MC 탄화물의 평균 원 상당 직경은 D10의 평균값이다.
(3) MC 탄화물 사이의 평균 거리
본 발명의 롤 외층의 조직에 있어서, 원 상당 직경이 15㎛ 이상인 MC 탄화물 사이의 평균 거리는 10~40㎛인 것이 바람직하다. 평균 MC 탄화물 사이 거리가 10㎛ 미만이면, MC 탄화물의 편재가 너무 많아 MC 탄화물이 많은 부분과 적은 부분에서 마모 차이에 의한 마이크로적인 요철(凹凸)이 생기고, 내표면 마모성이 낮다. 한편, 평균 MC 탄화물 사이 거리가 40㎛를 초과하면, MC 탄화물의 분포의 불균일이 무시될 수 없을 정도로 커져, 내눌어붙음성의 향상을 볼 수 없다. 원 상당 직경이 15㎛ 이상인 MC 탄화물 사이의 평균 거리는 20~30㎛인 것이 보다 바람직하다.
MC 탄화물 사이의 평균 거리의 구하는 방법을, 롤 외층의 조직을 개략적으로 나타낸 도 2에 의해 설명한다. 이 조직은, 원 상당 직경으로 15㎛ 이상인 MC 탄화물(백색)(1a)과, 원 상당 직경이 15㎛ 미만인 MC 탄화물(흑색)(1b)을 함유한다. 도면 부호 2는 베이스(M2C, M6C 및 M7C3 탄화물을 함유함)를 나타낸다. 이 조직에 임의의 직선 L을 당기면, MC 탄화물 1al, 1a2, 1a3, ... 1an이 교차하고, 이들 MC 탄화물 사이의 거리 L1, L2, L3 ... Ln이 계측된다. 따라서, 원 상당 직경이 15㎛ 이상인 MC 탄화물 사이의 평균 거리는, [Σ(L1+L2+ ㆍㆍㆍㆍ+Ln)]/n에 의해 구해진다.
(4) 평균 MC 탄화물 사이 거리/평균 원 상당 직경
본 발명의 롤 외층의 조직에 있어서, 원 상당 직경이 15㎛ 이상인 MC 탄화물 사이의 평균 거리 B와, MC 탄화물의 평균 원 상당 직경 A와의 비(B/A)는 2 이하인 것이 바람직하다. 다량의 MC 탄화물을 함유하는 본 발명의 롤 외층에서는, MC 탄화물이 응집되기 쉽다. MC 탄화물이 응집하면, MC 탄화물이 많은 부분과 적은 부분에서 마모 차이에 의한 마이크로적인 요철이 생기고, 내표면 마모성이 손상된다. B/A비는 MC 탄화물의 응집의 정도를 나타낸다. B/A가 2를 넘으면, MC 탄화물이 너무 응집되어 있다. 보다 바람직한 B/A비는 1.5 이하이다.
(5) MC 탄화물을 포함하지 않는 영역의 최대 내접원 직경
본 발명의 롤 외층의 조직에 있어서, 원 상당 직경이 15㎛ 이상인 MC 탄화물을 포함하지 않는 영역의 최대 내접원 직경은 150㎛를 넘지 않는 것이 바람직하다. 최대 내접원 직경이 150㎛를 초과하면, MC 탄화물의 분포의 불균일을 무시할 수 없을 정도로 크다. 최대 내접원 직경은 120㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 80㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.
원 상당 직경이 15㎛ 이상인 MC 탄화물을 포함하지 않는 영역의 최대 내접원 직경은 도 3에 나타낸 바와 같이 구한다. 도시된 시야에서는, 원 상당 직경이 15㎛ 이상인 MC 탄화물 1al, 1a2, 1a3, 1a4에 내접하는 원(20)의 직경은 D20이다. 마찬가지로 하여, 다른 MC 탄화물 군에게 내접하는 원의 직경을 구한다. 이 조작을 임의의 복수의 시야에 대하여 행하고, 최대의 내접원 직경 D20max를 결정한다.
(6) 베이스의 경도
베이스는 주로 Fe 및 합금 원소로 이루어지고, 열처리에 의한 변태나 극미세 한 탄화물의 석출에 의해 경도가 변화한다. 베이스의 경도가 빅커스 경도로 Hv550 미만에서는, 롤 외층의 내마모성이 불충분하였다. 내마모성 향상의 관점으로부터 베이스는 단단한 편이 바람직하지만, Hv900을 넘으면, 베이스의 인성이 저하된다. 베이스의 보다 바람직한 경도는 Hv650~850이며, 보다 바람직하게는 Hv650~750이다.
(7) 비MC 탄화물
본 발명의 롤 외층에는, 원 상당 직경이 1㎛ 이상인 비MC 탄화물(M2C, M6C, 및 M7C3 탄화물)이 합계 면적 비율로 0~5% 분산되어 있어도 된다. 비MC 탄화물의 합계 면적 비율이 5%를 넘으면, 비MC 탄화물이 조대화(粗大化)해 롤의 내표면 마모성 및 인성을 해칠 뿐만 아니라, 망목형으로 정출한 비MC 탄화물에 따라 크랙이 진전함으로써 내열 균열성이 저하된다. 비MC 탄화물의 합계 면적 비율은 적으면 적을수록 좋다. 원 상당 직경이 1㎛ 이상의 M2C, M6C, 및 M7C3 탄화물의 합계 면적 비율은 보다 바람직하게는 0~3%이며, 보다 바람직하게는 0~1%이다. 그리고, MC, M2C, M6C, 및 M7C3 탄화물 이외의 탄화물을 미량 포함해도 된다.
[2] 내층
복합롤의 내층(심재)에는 고부하가 걸리므로, 고인성(高靭性)의 주철 또는 주조된 철강에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 구형 흑연 주철, 편(片)형 흑연 주철 등의 주철이나, 흑연강철, 애더마이트 등의 주조된 철강이 바람직하다. 이들 주철 또는 주조된 철강은 주지이므로, 이들 조성의 설명은 생략한 다. 내층의 재질은 용도나 목적에 따라 적당히 선정하면 된다.
[3] 중간층
입상의 MC 탄화물이 다량으로 정출된 외층은 열팽창 계수가 작고, 또한 담금질 열처리에 의해 베이스 조직이 마르텐사이트 및/또는 베이나이트에 변태해서 팽창하므로, 외층과 내층과의 열팽창 차가 크다. 그러므로, 접합 경계부에 롤 반경 방향으로 큰 인장 응력이 발생하고, 주조 후의 냉각시나 압연시에 외층 박리가 일어나기 쉽다. 이 문제를 해결하기 위해 예의 연구한 결과, 외층과 내층의 사이에 하이스계 합금으로 이루어지는 중간층을 설치하면, 외층과 내층과의 팽창 차를 완화하는 동시에 외층과의 접합 경계부에 있어서의 인장 잔류 응력을 저감할 수 있는 것을 알았다.
(A) 조성(질량%)
(1) 필수 성분
(a) C:0.5~3% 조직 중에 입상의 MC 탄화물이 다량으로 분산된 외층과의 접합 강도를 향상시키기 위하여, C의 함유량을 제어하는 것이 바람직하다. C가 0.5% 미만에서는, 외층과의 용착이 불충분하게 되기 쉽고, 외층과의 접합 경계부에 주조 등의 결함이 생성되기 쉽다. 또 C가 3%를 넘으면, 외층과의 접합 경계부에 인성이 낮은 탄화물 층이 생성하고, 인장 강도의 저하를 초래한다. 보다 바람직한 C의 범위는 0.8~2.4%이다.
(b) Si:0.1~3%
Si는 용탕 중 탈산제로서 작용한다. Si가 0.1% 미만에서는 탈산 효과가 부 족하여 주조 결함이 생기기 쉽다. 또 3%를 넘으면 담금질성이 저하되어 취화하기 때문에, 중간층으로서 부적당하게 된다. Si의 보다 바람직한 범위는 0.2~1.5%이며, 보다 바람직한 범위는 0.2~1%이다.
(c) Mn:0.1~3%
Mn은 용탕의 탈산이나 불순물인 S를 MnS로서 고정하는 작용을 가진다. 이 작용은, Mn이 0.1% 이상인 경우, 효과적으로 발휘된다. 그러나, Mn이 3%를 넘으면 취화하기 쉬워져, 중간층으로서 부적당하게 된다. Mn의 보다 바람직한 범위는 0.2~1.5%이며, 보다 바람직한 범위는 0.2~1%이다.
(d) Mo:1~6%
Mo는 중간층의 강도(특히 열간 강도)의 향상에 기여한다. 또한, Mo는 담금질성의 향상에 효과가 있고, 마르텐사이트 조직이나 베이나이트 조직을 얻기 쉽다. Mo가 1% 이상이면, 이들의 효과는 현저해진다. 한편 Mo가 6%를 넘어도, 새로운 효과의 향상을 얻을 수 없을 뿐만 아니라, 탄화물이 과잉으로 발생하므로 중간층의 인성이 저하된다. 또한, Mo는 고가의 합금 원소이므로, 과잉의 첨가는 비경제적이다. Mo의 보다 바람직한 범위는 2~4%이다.
(e) W:0~12%
W는, Mo와 마찬가지로, 중간층의 강도(특히 열간 강도)의 향상에 기여하는 동시에 담금질성의 향상에 효과가 있으므로, 마르텐사이트 조직이나 베이나이트 조직을 얻기 쉽다. 그러나, W가 12%를 넘어도, 새로운 효과의 향상을 얻을 수 없을 뿐만 아니라, 탄화물이 과잉으로 발생하고, 인성이 저하된다. 또한, W는 고가의 합금 원소이며, 과잉의 첨가는 비경제적이다. 따라서, W의 바람직한 범위는 0~12%이며, 보다 바람직하게는 0~8%이다.
(f) 1%
Figure 112008054134841-pct00017
Mo%+(W%/2)
Figure 112008054134841-pct00018
6%
W는 Mo와 마찬가지의 작용을 가지지만, 그 효과는 Mo의 1/2(질량%기준)이다. Mo와 W를 동시에 포함하게 한 경우, 이들 효과에 따른 총량[Mo%+(W%/2)로 표현됨]을 제어함으로써, 보다 바람직한 중간층의 특성을 발휘하게 할 수 있다. Mo%+(W%/2)가 1% 미만이면, 중간층의 강도 향상 및 담금질성 향상의 효과를 얻기 어렵다. 한편 Mo%+(W%/2)가 6%를 넘어도, 상기 효과가 포화될 뿐으로, 과잉으로 발생된 탄화물에 의해 인성이 저하되므로 바람직하지 않다. Mo%+(W%/2)의 보다 바람직한 범위는 2~4%이다.
(g) V:1~10%
V는 주로 C와 결합해서 MC형 탄화물을 형성한다. V는 주로 담금질성의 향상, 조직의 미세화에 의한 강도 및 인성의 향상에 기여하지만, 1% 미만에서는 이들 효과가 현저하지 않다. 또 V가 10%를 넘으면, 과잉으로 발생한 MC 탄화물이 편석하고, 강도의 현저한 저하나 인성의 열화를 초래한다. V의 보다 바람직한 범위는 1~6%이다.
(2) 임의 성분
원심 주조시에 외층 표면이 용해하고, 그 중의 성분이 일부 중간층에 혼입되지만, 이하의 성분은 소정 범위 내이면, 포함되어도 지장을 주지 않는다. 또 중간층의 담금질성의 조정 등을 위하여, 이하의 성분을 의도적으로 첨가해도 된다.
(a) Nb
Nb는 V와 마찬가지로 담금질성의 향상 및 강도 향상에 효과가 있다. 원자량의 비로부터, 질량%로 1%의 V가 0.55%의 Nb와 등가이므로, V의 일부 또는 전부를,
1%
Figure 112008054134841-pct00019
V%+0.55×Nb%
Figure 112008054134841-pct00020
10%, 및
Nb=6%
의 조건을 만족시키는 범위의 Nb로 치환해도 된다. 단 Nb가 6%를 넘으면, MC 탄화물이 다량으로 정출되고, 강도의 현저한 저하나 인성의 열화를 초래하므로 바람직하지 않다.
(b) 0.3%
Figure 112008054134841-pct00021
C%-0.2×(V%+0.55×Nb%
Figure 112008054134841-pct00022
2%
[C%-0.2×(V%+0.55Nb%)]가 0.3% 미만이면, 담금질 열처리에 의해 베이스 중의 오스테나이트에 고용하는 C의 양이 불충분하고, 담금질성이 저하된다. 또 [C%-0.2×(V%+0.55Nb%)]가 2%를 넘으면, 외층과 중간층의 접합 경계부 및 중간층 자체에 포함되는 탄화물이 증가하고, 강도 및 인성이 현저하게 저하된다. 또 베이스에 트루스타이트라는 미세 펄라이트를 생성하고, 외층의 내박리성이 저하되므로 바람직하지 않다. [C%-0.2×(V%+0.55Nb%)]의 바람직한 범위는, 0.6~1.5%이다.
(c) Cr:0.5~10%
Cr은 베이스에 고용하고 담금질성이 높고, 또 일부는 베이스 중 C와 결합하여 극미세한 탄화물로서 석출되고, 베이스를 강화한다. Cr이 0.5% 미만에서는, 베이스 강화의 효과를 충분히 얻을 수 없다. 또 10%를 넘으면 M7C3 등의 탄화물이 증 가하고, 인성이 저하된다. Cr의 바람직한 범위는 2~8%이다.
(d) Ni:2% 이하
Ni는 베이스에 고용하고, 중간층의 담금질성을 향상시키는데 유효하다. 중간층의 담금질성은 Mo 등의 합금 원소에 의해 높여져 있으므로, Ni는 임의 원소이다. 그러나, Ni는 탄화물을 형성하지 않기 때문에, 담금질 속도를 얻기 어려운 큰 지름 롤 등에 첨가하면, 중간층에 베이나이트 조직이나 마르텐사이트 조직을 간단하게 얻을 수 있다. Ni를 0.2% 이상 포함하게 하면 상기 효과가 현저해지지만, 2%를 넘게 함유하게 하면, 담금질 열처리 후에 오스테나이트가 많이 잔류하고, 인성이 열화된다. Ni의 보다 바람직한 범위는 0.2~1.5%이다.
(e) Co:10% 이하
Co는 베이스에 고용하고, 고온 강도를 향상시킨다. 그러나, Co가 10%를 넘으면 인성이 저하되어 바람직하지 않다.
(f) Ti:0.5% 이하
Ti는 용탕 중 탈산제로서 작용한다. 또 Ti는 조직을 미세화하는 효과가 있으므로, 강도 및 인성의 향상에 기여한다. 전술한 Ti의 효과는 0.5%로 충분하고, 0.5%를 넘으면 용탕의 점성이 증가하므로, 제조상 바람직하지 않다.
(g) Al:0.5% 이하
Al은 용탕 중 탈산제로서 작용한다. 상기 효과는 0.5%로 충분하는 동시에, 0.5%를 넘으면 담금질성이 악화되어 바람직하지 않다.
(B) 조직 및 특성
중간층의 베이스 조직은 마르텐사이트 조직, 베이나이트 조직, 또는 이들 혼합 조직을 주체(면적 비율로 50% 이상)로 하는 것이 바람직하다. 이들 조직은, 담금질 열처리에 의한 변태에 의해 얻어지고, 외층과의 팽창차를 작게 하고, 외층과 중간층의 접합 경계부의 반경 방향의 인장 잔류 응력을 저감한다. 이로써, 외층의 내박리성이 향상된다.
마르텐사이트 조직, 베이나이트 조직, 또는 이들 혼합 조직 외에, 중간층에 잔류 오스테나이트 등의 불가피하게 발생하는 조직이나, 트루스타이트 등의 펄라이트계 조직 또는 페라이트계 조직이 소량 포함되어 있어도 된다. 그러나, 이들 조직이 합계의 면적 비율로 50% 이상으로 되면, 담금질 열처리에 의해 펄라이트 변태도 일어나기 때문에, 변태 팽창량이 불충분하게 되어, 전술한 잔류 응력 저감 효과를 충분히 발휘할 수 없다.
상기 특징을 가지는 외층 및 중간층은, 경계부에 있어서 400MPa 이상의 인장 강도를 가진다. 이로써, 압연시에 가해지는 응력에 의해 발생되는 접합 경계부의 피로로 외층이 박리되는 것을 방지할 수 있다. 외층과 중간층과의 경계부에 있어서의 인장 강도는 바람직하게는 500MPa 이상이다.
또 외층과 중간층과의 접합 경계부를 포함하는 시험편을 인장 시험에 제공했을 때, 인장 파단 위치는 접합 경계부를 제외하는 부위, 즉 외층 또는 중간층에 있는 것이 바람직하다. 이와 같이, 인장 응력이 극대로 되는(피로 파괴의 기점으로 되는) 부위가 접합 경계부 내에 없기 때문에, 열간 박판 압연기의 공작물 롤과 같은 고부하 조건에서도, 외층 박리를 일으키지 않고 충분히 견디는 것이 가능하다.
(C) 두께
중간층의 두께를 롤 축방향에 대하여 수직인 단면에서 5mm 이상으로 함으로써, 전술한 응력 저감 효과에 의한 외층의 내박리성이 충분히 얻어진다. 중간층의 두께가 5mm 미만에서는, 응력 저감 효과가 불충분한 동시에 외층으로부터 혼입한 합금 원소가 중간층 중 균일하게 분포하지 않고, 탄화물 편석 등의 문제가 생기기 쉽다. 중간층이 두꺼운 경계부에서의 인장 잔류 응력이 저감하지만, 너무 두꺼우면 내층 중심부의 축 방향의 인장 잔류 응력이 증대하고, 내파손성이 저하된다. 한쪽 중간층의 두께가 150mm를 넘으면, 중간층 자체에 결함이 발생하기 쉬워져, 강도 저하의 원인으로 된다. 중간층의 두께는, 제조하는 원심 주조 복합롤의 형상, 사이즈, 요구 특성 등을 감안하여, 적당히 결정하면 된다. 중간층의 두께의 바람직한 범위는 10~10Omm이며, 특히 열간 압연롤 등에서는 20~50mm가 바람직하다. 중간층은 단층에 한정되지 않고, 용도나 목적에 따라 2층 이상으로 해도 되고, 그때는 합계 두께를 5mm 이상으로 한다.
[4] 원심 주조법
먼저 초정 MC 탄화물을 정출하는 화학 조성에 조정된 외층용 용탕을 원통형 주형의 거푸집에 붓는다. 원심 주조에 의한 MC 탄화물의 원심분리를 이용하는 외층의 조성은 용탕 조성과는 다르다. [1](A)에 기재된 외층 조성으로 하기 위해서는, 용탕 조성은, 질량%로, C:2.2~6.0%, Si:0.1~3.5%, Mn:0.1~3.5%, 및 V:8~22%를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물 원소로 이루어지는 것이 바람직하다. Nb는 V 중 적어도 일부를 치환하고, 또한 MC 탄화물로서 원심 주조에 의해 원심분리하므 로, 용탕에, 8%
Figure 112008054134841-pct00023
V%+0.55×Nb%
Figure 112008054134841-pct00024
22%(질량%)를 만족시키는 양의 Nb를 첨가해도 된다.
바람직한 용탕 조성은, 질량%로, C:2.5~6.0%, Si:0.2~1.5%, Mn:0.2~1.5%, 및 V:10~22%를 함유하고, Nb를 10%
Figure 112008054134841-pct00025
V%+0.55×Nb%
Figure 112008054134841-pct00026
22%(질량%)를 만족시키는 양만큼 함유해도 된다.
임의 원소 중 Cr, Mo, Ni, Co 및 Al은 대략 원심분리하지 않기 때문에, 용탕 중의 함유량은 롤 외층에 있어서의 함유량과 대략 같게 된다. 또 W 및 Ti는, 그 일부가 초정 MC 탄화물에 고용하기 위하여, 약간 원심분리된다.
도 4a에 나타낸 바와 같이, 주형(41) 내에서의 원심 주조때, 용탕(42) 중 비중이 작은 초정 MC 탄화물(43)은 중공부(44)에 접하는 롤의 내측으로 이동한다. 그 결과, 도 4b 및 도 4c에 나타낸 바와 같이, MC 탄화물이 농화된 내주층(40a)과, MC 탄화물이 부족한 외주층(40b)과, MC 탄화물의 면적 비율이 변화하는 농도 경사층(40c)으로 이루어지는 원통체(40)를 얻을 수 있다. 이어서, 원통체(40)로부터 외주층(40b)의 모두 및 농도 경사층(40c) 중 적어도 일부를 절삭 등에 의해 제거하고, MC 탄화물이 농화된 부분(주로 내주층(40a))을 원심 주조 복합롤용 외층으로 한다.
외주층(40b) 및 농도 경사층(40c)의 두께는, 용탕의 조성 및 원심 주조 조건에 의해 정해지므로, 예측 가능하다. 농도 경사층(40c)은 모두 제거할 필요가 있는 것은 아니기 때문에, 농도 경사층(40c)의 어느 깊이까지 제거할 것인지를 미리 설정한다. 물론, 확실하게 고내마모성을 얻기 위하여, 내주층(40a)의 일부까지도 제거해야 좋다. 예를 들면, 도 4c에 나타낸 바와 같이, 완전하게 제거해야 할 외주층(40b)의 두께 Dout, 및 적어도 부분적으로 제거해야 할 농도 경사층(40c)의 제거 깊이 Dim, 또한 필요에 따라 부분적으로 제거해야 할 내주층(40a)의 제거 깊이 Din이, 실험적으로 또는 시뮬레이션에 의해 용탕의 조성 및 원심 주조 조건에 의해 정해지면, Dout+Dim(+Din)의 깊이만큼 원통체(40)를 절삭함으로써 노출되는 내주층(40a)(또는 내주층(40a)+농도 경사층(40c)의 일부)가 원하는 두께(외층의 목표 두께) Dt를 가지도록, 원통체(40)의 두께 Do[=Dt+Dout+Dim(+Din)] 를 미리 설정할 수 있다. 기존의 주형(41)을 사용하여 외층의 목표 두께 Dt 보다 큰 두께 Do를 가지는 원통체(40)를 원심 주조법에 의해 형성하면, Dout+Dim(+Din)의 깊이만큼 원통체(40)를 절삭함으로써, 용이하고 저비용으로 두께 Dt의 롤 외층을 얻을 수 있다.
본 발명에서는, 상기 용탕 조성 및 원심 주조 조건에 의해 예측되는 상기 MC 탄화물의 분포로부터, MC 탄화물의 면적 비율이 20% 이상으로 되는 깊이를 예측하고, 그 깊이의 분만큼, 상기 원통체를 상기 외층의 목표 외경보다 큰 외경으로 제작하는 것이 바람직하다.
원심 주조 주형의 내면에 형성한 외층의 내면에 중간층용의 용탕을 주입한다. 그리고, 형성된 중간층의 내면에 내층용의 용탕을 주입한다. 이같이 하여 복합롤이 형성되었으면, 주형으로부터 인출하고, 담금질 열처리 등의 열처리 및 기계 가공을 적당히 행한다.
본 발명을 이하의 실시예에 의해 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명은 그들에 한정되는 것은 아니다.
참고예 1~5, 비교예 1~3, 종래예 1 및 2
표 1에 나타내는 화학 조성(질량%)에 조정한 외층용 용탕을 원심 주조하고, 외경 450mm, 내경 250mm 및 길이 800mm의 원통체를 제작하였다. 단 비교예 1만 정치 주조법을 이용하였다.
[표 1]

 외층용 용탕의 조성(질량%)
C Si Mn V Nb Cr Mo W Ni Co Ti Al
참고예 1 4.4 0.9 0.7 17.3 - 4.6 5.3 19.3 - - - -
참고예 2 4.7 0.3 0.3 18.0 - 2.5 8.5 - - 4.7 0.05 -
참고예 3 2.8 0.2 0.9 7.7 1.7 - 2.3 3.2 - - - -
참고예 4 3.2 0.4 0.7 - 14.5 11.6 2.0 1.5 - - - -
참고예 5 2.6 0.7 0.5 11.6 - 8.8 - 12.0 1.5 - - 0.11
비교예 1 4.3 1.0 0.5 19.3 - 4.1 0.3 - 0.6 - - -
비교예 2 2.0 1.5 0.2 21.7 - - 2.4 6.8 2.3 8.3 0.11 0.23
비교예 3 5.1 0.4 0.6 9.4 - 15.9 2.4 - - - - -
종래예 1 3.0 2.0 0.5 5.0 - 2.0 1.0 1.0 4.0 - - -
종래예 2 2.0 0.8 0.4 5.3 - 2.7 2.7 2.4 0.6 - - -
참고예 1, 3 및 종래예 2의 원통체로부터 반경 방향에 있어서 봉형 시험편을 채취하고, 원통체의 반경 방향 단면에 있어서의 원소 분포 및 MC 탄화물 분포를 측정하였다. 그리고 원소 분포 및 MC 탄화물 분포는, 봉형 시험편의 길이 방향으로 10mm 간격으로 절단하여 복수의 시료를 채취하고, 각 시료의 성분 분석 및 MC 탄화물 면적 비율의 측정을 행함으로써 구하였다. 결과를 도 5 ~ 도 10에 나타낸다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 참고예 1의 원통체에서는, V는 외주층에서는 대략 5질량%으로 적었지만, 내주층에서는 25질량% 이상으로 많고, 또 W도 외주층에서는 대략 10~15질량%으로 적었지만, 내주층에서는 20~25질량%으로 많았다. C도, 외주층 2.5질량%으로 적었지만, 내주층에서는 5질량% 이상으로 많았다. 그 외의 원소 Cr, Mo에 대하여는, 외주층~내주층에서의 농도 분포는 대략 변함없었다.
도 6에 나타낸 바와 같이, MC 탄화물의 면적 비율 분포는 V의 농도 분포와 대략 같은 경향을 나타낸다. 즉, MC 탄화물의 면적 비율은 외주층에서는 4~8면적%으로 부족했지만, 내주층에서는 35면적% 이상으로 많았다. 따라서, 외주층의 전부 및 농도 경사층의 대부분을 포함하는 깊이(도면 중 선분 A로 나타냄)까지 원통체를 절삭하고, 35면적% 이상인 MC 탄화물을 함유하는 부분을 압연롤용 외층으로 했다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 참고예 3의 원통체에서는, V는 외주층에서는 6질량% 이하로 적었지만, 내주층에서는 15질량% 이상으로 많고, 또 C, Nb 및 W도 외주층에서는 5질량% 이하로 적었지만, 내주층에서는 8질량% 이상으로 약간 많았다. Mo에 대하여는, 외주층~내주층으로 농도 분포는 대략 변함없었다.
도 8에 나타낸 바와 같이, MC 탄화물의 면적 비율은 외주층에서는 4면적% 이하로 부족했지만, 내주층에서는 25면적% 이상으로 많았다. 따라서, 외주층의 전부 및 농도 경사층의 대부분을 포함하는 깊이(도면 중 선분 A'으로 나타냄)까지 원통체를 절삭하고, 25면적% 이상인 MC 탄화물을 함유하는 부분을 압연롤용 외층과 했다.
종래예 2의 원통체에서는, 도 9 및 도 10에 나타낸 바와 같이, 외주층과 내주층 사이에서 원소의 농도 분포는 대략 변함없었다. MC 탄화물은 어느 깊이에서도 대략 8면적% 이하였다.
참고예 1 및 3의 원통체와 마찬가지로, 다른 참고예의 원통체에 대해도 MC 탄화물이 농화된 부분이 노출되기까지 절삭 등으로 외주층을 제거하고, 압연롤용 외층을 제작하였다. 각 롤 외층에 대하여, 1000~1200℃에서의 담금질, 및 500~600 ℃에서의 3회의 템퍼링으로 이루어지는 열처리를 행하였다. 단 종래예 1의 롤 외층에 대하여는, 400~500℃에서의 잔류 오스테나이트 분해 겸 왜취(歪取)열처리를 행하였다. 이같이 하여 얻어진 롤 외층의 조성을 표 2에 나타낸다. 표 2 중, X는 식(a):[V%+0.55×Nb%]의 값이며, 또 Y는 식(b):[C%-0.2×(V%+0.55×Nb%)]의 값이다.
[표 2]
예 No.
 외층의 조성(질량%)
C Si Mn V Nb Cr Mo W
참고예 1 5.8 0.8 0.6 25.3 - 4.6 5.4 23.2
참고예 2 8.1 0.3 0.3 34.8 - 2.5 8.7 -
참고예 3 4.5 0.2 0.8 20.3 3.5 - 2.6 5.2
참고예 4 4.9 0.4 0.6 - 27.4 12.9 2.2 1.9
참고예 5 3.4 0.6 0.5 15.7 - 8.8 - 15.4
비교예 1 4.3 1.0 0.5 19.3 - 4.1 0.3 -
비교예 2 2.0 1.5 0.2 21.7 - - 2.4 6.8
비교예 3 5.1 0.4 0.6 9.4 - 15.9 2.4 -
종래예 1 3.0 2.0 0.5 5.0 - 2.0 1.0 1.0
종래예 2 2.0 0.8 0.4 5.3 - 6.7 2.7 2.4
[표 2](계속)
예 No.
 외층의 조성(질량%) X
 Y
Ni Co Ti Al
참고예 1 - - - - 25.3 0.7
참고예 2 - 4.7 0.15 - 34.8 1.1
참고예 3 - - - - 22.2 0.1
참고예 4 - - - - 15.1 1.9
참고예 5 1.2 - - 0.11 15.7 0.3
비교예 1 0.6 - - - 19.3 0.4
비교예 2 2.3 8.3 0.11 0.23 21.7 -2.3
비교예 3 - - - - 9.4 3.2
종래예 1 4.0 - - - 5.0 2.0
종래예 2 0.6 - - - 5.3 0.9
각 롤 외층으로부터 자른 시험편에 대하여, MC 탄화물 중의 V함유량(질량%), MC 탄화물의 면적 비율 SMC(%), 원 상당 직경 10㎛를 초과하는 MC 탄화물 면적 비율 SMC10(%), 원 상당 직경이 1㎛ 이상인 비MC 탄화물(M2C, M6C 및 M7C3)의 합계 면적 비 율 AA(%), MC 탄화물의 평균 원 상당 직경 A(㎛), 원 상당 직경이 15㎛ 이상인 MC 탄화물 사이의 평균 거리 B(㎛), 원 상당 직경이 15㎛ 이상인 MC 탄화물을 포함하지 않는 영역에 내접하는 최대 원의 직경 BB(㎛), 실온에 있어서의 베이스의 빅커스 경도(Hv), 마모량(㎛), 표면 거칠기 Rz(㎛), 파괴 인성값 KIC(kg/mm3 /2) 및 히트 크랙 깊이를 이하의 방법에 의해 측정하였다. 측정 결과를 표 3에 나타낸다.
(1) MC 탄화물 중의 V 함유량
각 시험편을 경면 연마하고, 피클린산 에타놀 용액을 사용하여 베이스를 가볍게 부식한 후, 임의로 선택한 5개의 MC 탄화물에 대하여, EDX 분석 장치(KEVEX 사제 델타 III)를 사용하여, 원자량이 나트륨 이상의 원소를 분석하고, V의 비율(질량%)을 구하고, 평균하였다.
(2) MC 탄화물의 면적 비율(SMC, SMC10)
각 시험편을 경면 연마하고, 중크롬산 칼륨 수용액으로 전해 부식시킴으로써 MC 탄화물을 흑색으로 부식시킨 후, 화상 해석 장치(일본 아비오니크스 가부시키가이샤제 SPICCA-II)를 사용하여, 각각 시험편의 0.23mm×0.25mm의 부분에 상당하는 20개의 임의의 시야에서, MC 탄화물의 면적 비율 SMC(%)를 측정하고, 평균값을 구하였다. 또한, 원 상당 직경으로 10㎛를 초과하는 MC 탄화물만을 측정하고, 원 상당 직경 10㎛를 초과하는 MC 탄화물 면적 비율 SMC10(%)도 마찬가지로 하여 구하였다.
(3) 비MC 탄화물(M2C, M6C 및 M7C3)의 합계 면적 비율 AA
각 시험편을 경면 연마하고, 무라카미(村上) 시약으로 부식시킴으로써 M2C, M6C 및 M7C3 탄화물을 흑색 또는 회색으로 부식시킨 후, 상기 화상 해석 장치를 사용하여, 각각의 시험편에 있어서 0.23mm×0.25mm의 부분에 상당하는 20개의 임의의 시야에서 M2C, M6C, M7C3 탄화물의 합계 면적 비율(%)을 측정하고, 측정값을 평균하였다. 그리고, 식별이 용이한 원 상당 직경으로 1㎛ 이상의 M2C, M6C 및 M7C3 탄화물을 측정 대상으로 했다.
(4) MC 탄화물의 평균 원 상당 직경 A
각 시험편을 경면 연마하고, 중크롬산 칼륨 수용액으로 전해 부식시킴으로써 MC 탄화물을 흑색으로 부식시킨 후, 상기 화상 해석 장치를 사용하여, 각각의 시험편에 있어서 0.23mm×0.25mm의 부분에 상당하는 20개의 임의의 시야에서, MC 탄화물의 평균 원 상당 직경(㎛)을 측정하고, 측정값을 평균하였다.
(5) MC 탄화물 사이의 평균 거리 B
각 시험편을 경면 연마하고, 피클린산 알코올 용액으로 베이스를 부식시켰다. 이 광학 현미경 관찰(200배)에서는, 베이스는 진한 회색, MC 탄화물은 얇은 회색, M2C, M6C 및 M7C3 탄화물은 백색으로 보였다. 각 시험편의 1.0mm×1.5mm의 부분에 상당하는 20개의 임의의 시야에서, 원 상당 직경이 15㎛ 이상인 MC 탄화물 사이의 평균 거리(㎛)를 측정하고, 측정값을 평균하였다.
(6) MC 탄화물을 포함하지 않는 영역에 내접하는 최대 원의 직경 BB
(4)와 마찬가지로 부식시킨 각 시험편을 광학 현미경(100배)으로 관찰하고, 각각 시험편의 2.0mm×3.0mm의 부분에 상당하는 20개의 임의의 시야에서, 원 상당 직경이 15㎛ 이상인 MC 탄화물을 포함하지 않는 영역에 내접하는 최대 원의 직경(㎛)을 측정하고, 측정값을 평균하였다.
(7) 실온에 있어서의 베이스의 빅커스 경도
각 시험편을 경면 연마하고, 피클린산 에타놀 용액으로 가볍게 부식시킨 후, 빅커스 경도 시험기를 사용하여, 시험편의 임의의 5개소에서, 하중 50~200g의 범위에서, 빅커스 경도(Hv)를 측정하고, 측정값을 평균하였다.
(8) 마모 깊이 및 표면 거칠기 Rz
내마모성 및 내표면 마모성의 평가로서 도 11에 개략적으로 나타낸 압연 마모 시험기를 사용하여, 압연한 후의 롤에 대하여, 마모 깊이(㎛) 및 10점 평균 표면 거칠기 Rz를 하기와 같이 측정하였다. 그리고, 표면 거칠기 Rz는 촉침식 표면 거칠기 합계에 의해 측정하였다.
압연 마모 시험기는, 참고예 1~5, 비교예 1~3, 종래예 1 및 2에 의해 각각 제조한 외경 60mm, 내경 40mm 및 폭 40mm의 소형 슬리브 롤로 이루어지는 시험용 롤(52, 53)을 구비하는 압연기(51)와, 가열로(54)와, 냉각수조(55)와, 권취기(56)와, 텐션 컨트롤러(57)를 가진다. 압연 마모 시험 조건은 이하의 같았다.
압연재 S: SUS304
압하율: 25%
압연 속도: 150m/분
압연온도: 900℃
압연 거리: 300m
롤 냉각: 냉수
롤 수: 4 중식
9) 늘어붙음 면적 비율
도 22에 개략적으로 나타낸 늘어붙음 시험기는, 시험편(61)을 탑재하는 받침대(63)와, 시험편(61)의 상면에 하단이 맞닿는 랙(68)과, 이 랙(68)과 걸어 맞추어지는 피니언(60)과, 랙(68) 상에 낙하하는 추(69)와, 피니언(60)의 회동에 의해 시험편(61)에 맞물리게 되어 있는 맞물림 부재(62)(연강제)를 구비한다. 이 시험기에 있어서, 무게 100kg의 추(69)를 랙(68)에 낙하시키면, 피니언(60)이 회동하고, 맞물림 부재(62)는 시험편(61)에 강하게 가압되고, 시험편(61)에 압흔이 생기는 것과 동시에, 부재(62)가 시험편(61)에 소성되어 붙는다. 시험편(61)의 늘어붙음 면적 비율은, 늘어붙음 면적/압흔 면적(%)에 의해 산출한다. 이 늘어붙음 시험을 각 시험편에 대하여 2회 행하고, 늘어붙음 면적 비율의 평균값을 구하였다.
(10) 파괴 인성값 KIC
각 시험편의 파괴 인성값 KIC를 ASTM E399에 준거해서 측정하였다. 측정은 2개의 시험편에 대하여 행하고, 그 평균값을 구하였다.
(11) 히트 크랙 시험
각 원통체로부터 직경 30mm 및 길이 30mm의 5개의 원기둥형 시험편을 채취하고, 원형 단면을 경면 연마하여 히트 크랙 시험용 시험편으로 하였다. 시험편의 원형 단면을 700℃의 염욕로(salt bath)와 30℃의 물에 교대로 침지하는 조작을 5회 반복 후, 시험편을 원형 단면에 대하여 수직 방향으로 절단하고, 표면에 생긴 히트 크랙의 깊이를 측정하고, 측정값을 평균하였다.
[표 3]
예 No. V함유량(1) (질량%) SMC (2)
(면적%)		 SMC10 (3)
(면적%)		 AA(4)
(면적%)		 BB(5)
(면적%)
참고예 1 56.8 38.3 34.5 0.8 65
참고예 2 93.0 54.6 49.1 1.7 45
참고예 3 77.1 32.9 28.0 0.0 90
참고예 4 0.0 22.3 22.3 2.9 125
참고예 5 41.6 23.2 20.9 0.4 140
비교예 1 91.2 26.8 26.8 0.2 210
비교예 2 89.3 8.9 5.6 0.0 -(7)
비교예 3 24.7 15.4 15.4 24.9 135
종래예 1 92.4 5.7 5.7 0.0(6) -(7)
종래예 2 78.0 7.4 4.9 8.5 550
주:(1) MC 탄화물 중의 V함유량.
(2) SMC: MC 탄화물의 면적 비율.
(3) SMC10: 원 상당 직경 10㎛를 초과하는 MC 탄화물의 면적 비율.
(4) AA: 원 상당 직경이 1㎛ 이상인 M2C, M6C 및 M7C3 탄화물의 합계 면적 비율.
(5) BB: 원 상당 직경이 15㎛ 이상인 MC 탄화물을 포함하지 않는 영역에 내접하는 최대 원의 직경.
(6) M3C를 28.6면적% 함유하고 있었다.
(7) 원 상당 직경이 15㎛ 이상인 MC 탄화물이 존재하지 않았다.
[표 3](계속)
예 No. 평균입자간
거리B(8)
(㎛)		 평균 원 상당 직경 A(9)
(㎛)		 B/A 베이스 경도
(Hv)		 마모량
(㎛)
참고예 1 26.0 20 1.3 698 1.4
참고예 2 14.3 13 1.1 852 0.8
참고예 3 49.6 31 1.6 663 1.9
참고예 4 65.8 47 1.4 726 2.8
참고예 5 32.3 17 1.9 644 2.3
비교예 1 61.6 22 2.8 675 4.0
비교예 2 17.2 4 4.3 426 9.3
비교예 3 84.7 11 7.7 712 4.1
종래예 1 32.4 6 5.4 570 13.0
종래예 2 52.0 8 6.5 659 5.1
주: (8) 원 상당 직경이 15㎛ 이상인 MC 탄화물 간의 평균 거리
(9) MC 탄화물의 평균 원 상당 직경
[표 3](계속)
예 No. 거칠기 Rz
(㎛)		 소부
면적 비율(%)		 KIC
(kg/mm3 /2)		 히트 크랙 깊이 (mm)
참고예 1 3.2 47 75.4 2.6
참고예 2 2.8 41 71.2 3.5
참고예 3 3.7 51 76.8 3.8
참고예 4 4.1 53 70.9 4.2
참고예 5 4.3 59 77.4 2.1
비교예 1 6.1 71 73.7 4.8
비교예 2 4.2 87 82.9 3.3
비교예 3 5.8 45 63.2 4.0
종래예 1 4.5 39 72.4 5.2
종래예 2 4.9 63 70.6 4.6
도 12는 참고예 1의 시험편의 금속 조직을 나타내고, 도 13은 비교예 1의 시험편의 금속 조직을 나타낸다. 도 12 및 도 13에 있어서, 백색의 부분은 MC 탄화물이며, 흑색의 부분은 베이스이다. 참고예 1의 시험편에서는 MC 탄화물이 고농도로 균일하게 분포하고 있었다. 한편, 비교예 1의 시험편에서는 MC 탄화물은 고농도였지만, 농도 분포가 불균일이었다.
도 14는 종래예 2의 하이스계 롤재의 금속 조직을 나타낸다. 백색의 미세 입상부는 MC 탄화물이며, 백색의 망목형 부분은 M2C, M6C 및 M7C3 탄화물이며, 흑색 의 부분은 베이스이다. 종래예 2의 롤재에서는 MC 탄화물이 부분적으로 편재하고, M2C, M6C 및 M7C3 탄화물이 망목형으로 분포하고 있었다.
참고예 1~5의 마모량은 종래예 1 및 2의 대략 반 이하며, 내마모성이 극히 양호하다는 것을 알 수 있다. 또 참고예 1~5는 내표면 마모성, 내눌어붙음성 및 인성의 어느 것에 있어서도 종래예 2보다 우수했다.
도 15는, MC 탄화물의 면적 비율과 식(a):[V%+0.55×Nb%]의 값 X와의 관계를 나타낸다. 양자의 관계는 대략 직선적이고, X가 약 15질량% 이상이면, MC 탄화물의 면적 비율이 약 20% 이상으로 되는 것을 알 수 있다.
비교예 1의 시험편에서는, 원 상당 직경이 15㎛ 이상인 MC 탄화물을 포함하지 않는 영역의 내접원 직경 BB가 150㎛를 넘고, 또 원 상당 직경이 15㎛ 이상인 MC 탄화물 사이의 평균 거리 B와, MC 탄화물의 평균 원 상당 직경 A와의 비(B/A)가 2를 넘고 있었다. 그러므로 내표면 마모성에 뒤떨어지고 있었다.
비교예 2는, C 함유량, 식(b)의 값 Y, MC 탄화물의 면적 비율, 및 MC 탄화물의 평균 원 상당 직경이 본 발명의 범위 밖에 있고, 또 B/A가 2를 넘고 있었다. 그러므로 내마모성 및 내눌어붙음성에 뒤떨어지고 있었다.
비교예 3은, V의 함유량, 식(a) 및 식(b)의 값 X 및 Y, MC 탄화물의 면적 비율, 및 M2C, M6C 및 M7C3 탄화물의 합계 면적 비율 AA가 본 발명의 범위 밖에 있고, 또 B/A가 2를 넘고 있으며, 종래예 1 또는 2에 비해 표면 거칠기 Rz가 크고 KIC가 작았다. 그러므로 내표면 마모성 및 인성에 뒤떨어지고 있었다.
종래예 1은, V의 함유량, 식(a)의 값 X, MC 탄화물의 면적 비율, 및 MC 탄화물의 평균 원 상당 직경이 본 발명의 범위 밖에 있고, 또 B/A가 2를 넘었다. 그러므로 내마모성에 뒤떨어지고 있었다.
종래예 2는, V의 함유량 및 식(a)의 값 X가 본 발명의 범위 밖에 있으므로, 내마모성에 뒤떨어지고 있었다.
참고예 6~10, 비교예 4~6
각 참고예 및 각 비교예의 중간층용 용탕의 화학 성분(질량%)을 표 4에 나타낸다.
[표 4]
예No.
 중간층용 용탕의 조성(질량%)
C Si Mn V Nb Cr Mo W Ni Co Ti Al
참고예 6 1.6 0.8 0.3 2.7 - 3.7 2.0 - 0.3 - - -
참고예 7 2.0 0.2 0.2 3.6 - 0.9 4.9 - - - - -
참고예 8 0.4 0.2 1.3 0.1 - - 1.1 0.3 - - - -
참고예 9 1.8 0.6 0.6 - 0.8 7.9 1.5 4.7 - - - -
참고예10 1.0 0.3 0.4 - - 5.4 1.2 - - - - 0.04
비교예 4 0.2 1.5 0.2 - - - - - - - - -
비교예 5 2.0 0.2 0.5 - - 15.0 1.3 7.8 1.2 - - -
비교예 6 2.3 0.8 0.3 1.3 - 4.1 8.4 - 0.1 - - -
실시예 1
표 1에 나타내는 참고예 1의 외층용 용탕을 내경 450mm 및 길이 800mm의 원심 주조형을 사용하여 원심 주조한 후, 그 내측에 표 4에 나타내는 참고예 6의 중간층용 용탕을 주입하였다. 얻어진 외층 및 중간층으로 이루어지는 원통체를 원심 주조형로부터 인출하고, 중간층의 내측에 정치 주조법에 의해 구형 흑연 주철(질량%로, C:3.3%, Si:1.8%, Mn:0.4%, Cr:0.4%, Mo:0.5%, Ni:2.2%, 잔부 실질적으로 Fe 및 불가피적 불순물)로 이루어지는 내층용 용탕을 주입하여 내층을 형성하고, 복합롤 전구체를 얻었다. 이 복합롤 전구체의 동체부의 표층에 있어서의 MC 탄화물이 적은 부분(도 4b 및 도 4c의 MC 탄화물이 부족한 외주층(40b)와 MC 탄화물의 면적 비율이 변화하는 경사층(40c))을 기계 가공에 의해 제거하여, 몸통 지름 310mm 및 몸통 길이 500mm으로 하고, 담금질 및 템퍼링 열처리를 행하여 복합롤을 얻었다.
실시예 2
표 1에 나타내는 참고예 2의 외층용 용탕 및 표 4에 나타내는 참고예 7의 중간층용 용탕을 사용한 것 외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 복합롤을 제작하였다.
실시예 3
표 1에 나타내는 참고예 3의 외층용 용탕 및 표 4에 나타내는 참고예 8의 중간층용 용탕을 사용한 것 외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 복합롤을 제작하였다.
실시예 4
표 1에 나타내는 참고예 4의 외층용 용탕 및 표 4에 나타내는 참고예 9의 중간층용 용탕을 사용한 것 외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 복합롤을 제작하였다.
실시예 5
표 1에 나타내는 참고예 5의 외층용 용탕 및 표 4에 나타내는 참고예 10의 중간층용 용탕을 사용한 것 외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 복합롤을 제작하였다.
비교예 7
표 1에 나타내는 참고예 1의 외층용 용탕 및 표 4에 나타내는 비교예 4의 중간층용 용탕을 사용한 것 외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 복합롤을 제작하였다.
비교예 8
표 1에 나타내는 참고예 1의 외층용 용탕 및 표 4에 나타내는 비교예 5의 중간층용 용탕을 사용한 것 외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 복합롤을 제작하였다.
비교예 9
표 1에 나타내는 참고예 1의 외층용 용탕 및 표 4에 나타내는 비교예 6의 중간층용 용탕을 사용한 것 외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 복합롤을 제작하였다.
비교예 10
중간층을 형성하지 않았던 것 외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 복합롤을 제작하였다.
비교예 11
표 1에 나타내는 종래예 2의 외층용 용탕을 사용하여 원심 주조한 후, 형성된 외층의 내측에 정치 주조법에 의해 구형 흑연 주철(질량%로, C:3.3%, Si:1.8%, Mn:0.4%, Cr:0.4%, Mo:0.5%, Ni:2.2%, 잔부 실질적으로 Fe 및 불가피적 불순물)로 이루어지는 내층용 용탕을 주입하여 내층을 형성하고, 복합롤을 제작하였다. 중간층을 형성하지 않았던 예이다.
실시예 1~5, 비교예 7~11의 복합롤의 몸통체 중앙부로부터, 기계 가공에 의해 외층, 중간층 및 내층을 포함하는 원반형 샘플을 잘랐다. 이 샘플로부터 각 시험용의 시험편을 채취했다.
표 5에 각 복합롤의 중간층의 조성을 나타낸다. 표 5로부터 명백한 바와 같이, 중간층 용탕의 조성과 중간층 자체의 조성은 같지 않다. 여기서, 표 5중의 X, Y 및 Z는 각각 중간층에 있어서 식(a):[V%+0.55×Nb%]의 값, 식(b):[C%-0.2×(V%+0.55×Nb%)]의 값, 및 식(c):[Mo%+(W%/2)]의 값이다.
실시예 1~5 및 비교예 7~9의 복합롤의 시험편에 대하여, 외층과 중간층과의 접합 경계부의 건전성을 확인하였다. 또 중간층의 두께 및 베이스 조직을 조사하였다.
실시예 1~5 및 비교예 7~9의 복합롤의 외층과 중간층의 사이의 접합 경계부를 중앙으로 하고, 롤 반경 방향의 인장 시험편을 채취해 인장 시험을 행하였다. 인장 시험은 각 공시재에 대하여 2회 행하고, 평균한 값을 나타낸다. 또한, 인장 시험 후의 파단 위치를 조사하였다.
비교예 10 및 11의 복합롤의 시험편에 대하여, 외층과 내층과의 접합 경계부의 건전성을 확인하고, 내층의 베이스 조직을 조사하였다.
또, 비교예 10 및 11의 복합롤의 외층과 내층의 사이의 접합 경계부를 중앙 으로 하고, 롤 반경 방향의 인장 시험편을 채취해 인장 시험을 행하였다. 그리고, 인장 시험은 각 공시재에 대하여 2회 행하고, 평균한 값을 나타낸다. 또한, 인장 시험 후의 파단 위치를 조사하였다. 이상의 측정 시험 결과를 표 5에 나타낸다.
표 5 중의 실시예 1~5 및 비교예 7~11의 복합롤의 마모량의 값은, 전술한 대응하는 외층의 시험 결과이다.
[표 5]

예No.
 외층용
용탕
 중간층용 용탕 중간층의 조성(질량%)
예No. 재질 C Si Mn V Nb
실시예 1 참고예 1 참고예 6 하이스계 2.2 0.9 0.4 5.2 -
실시예 2 참고예 2 참고예 7 하이스계 2.8 0.2 0.2 7.1 -
실시예 3 참고예 3 참고예 8 하이스계 0.8 0.2 1.4 2.1 0.4
실시예 4 참고예 4 참고예 9 하이스계 2.2 0.6 0.6 - 2.8
실시예 5 참고예 5 참고예10 하이스계 1.3 0.4 0.4 1.5 -
비교예 7 참고예 1 비교예 4 주조된 철강계 0.4 1.5 0.2 0.2 -
비교예 8 참고예 1 비교예 5 하이크롬계 3.2 0.4 0.6 1.2 -
비교예 9 참고예 1 비교예 6 하이스계 2.9 0.9 0.4 3.8 -
비교예10 참고예 1 - - - - - - -
비교예11 종래예 2 - - - - - - -
[표 5](계속)
예No.
 중간층의 조성(질량%) X(1)
Y(2)
Z(3)
Cr Mo W Ni Co Ti Al
실시예 1 4.1 2.5 2.3 0.3 - - - 5.2 1.2 3.7
실시예 2 1.1 5.8 - - 0.5 0.02 - 7.1 1.4 5.8
실시예 3 - 1.4 0.8 - - - - 2.3 0.3 1.8
실시예 4 8.9 1.7 4.8 - - - - 1.5 1.9 4.1
실시예 5 6.3 1.2 1.5 0.1 - - 0.05 1.6 1.0 2.0
비교예 7 0.1 0.1 1.3 - - - - 0.2 0.4 0.8
비교예 8 15.9 2.4 12.4 1.2 - - - 1.2 3.0 8.6
비교예 9 4.5 8.9 2.3 0.1 - - - 3.8 2.1 10.1
비교예10 - - - - - - - - - -
비교예11 - - - - - - - - - -
주:(1) X는 중간층에 있어서의 식(a):[V%+0.55×N%]의 값이다.
(2) Y는 중간층에 있어서의 식(b):[C%-0.2×(V%+0.55×Nb%)]의 값이다.
(3) Z는 중간층에 있어서의 식(c):[Mo%+(W%/2)]의 값이다.
[표 5](계속)
예 No.
 중간층 내층 경계(3)

파단위치

마모량
(㎛)
두께
(mm)		 베이스
조직(1) 		면적비 율(2)
(%)		 베이스
조직(1) 		인장강도
(MPa)
 성상(4)
실시예 1 35 B+M 100 P 628 정상 외층측 1.4
실시예 2 40 M 100 P 497 정상 중간층측 0.8
실시예 3 60 B+P 93 P 584 정상 외층측 1.9
실시예 4 50 M+P 78 P 551 정상 외층측 2.8
실시예 5 45 B 100 P 524 정상 외층측 2.5
비교예 7 30 P+B 25 P 160 용착불량 경계부 1.4
비교예 8 15 M 100 P 204 탄화물응집 경계부 1.4
비교예 9 4 B+M 100 P 274 정상 중간층측 1.4
비교예10 - - 0 P 151 탄화물응집 경계부 1.4
비교예11 - - 0 P 456 정상 외층측 5.1
주: (1) B:베이나이트, M:마르텐사이트, P:펄라이트.
(2) B(베이나이트) 및/또는 M(마르텐사이트)의 면적 비율.
(3) 실시예 1~5 및 비교예 7~9에서는 외층과 중간층과의 접합 경계부이며, 비교예 10에서는 외층과 내층과의 접합 경계부이다.
표 5로부터 명백한 바와 같이, 실시예 1~5의 복합롤에서는 외층과 중간층의 사이의 인장 강도는 480MPa 이상으로 높고, 또한 양자는 정상적으로 용착하고 있었다. 실시예 1~5의 중간층의 베이스 조직은, 베이나이트(B) 또는 마르텐사이트(M), 또는 베이나이트와 마르텐사이트의 혼합 조직(B+M)을 주체로 하는 것이며, 이들 면적 비율은 70% 이상이었다.
도 23a 및 도 23b은 실시예 1의 외층과 중간층의 접합 경계부에 있어서의 EPMA(가속 전압:20kV, 빔 직경:100×1㎛)의 원소 분석 결과를 나타낸다. 도 23a 및 도 23b로부터 명백한 바와 같이, 외층과 중간층 사이의 경계부에서는, C 및 V의 농도가 급격하게 변화되어 있었다.
비교예 7의 복합롤은 주조된 철강재로 이루어지는 중간층을 형성한 것이며, 접합 경계부에 주조가 다량으로 존재하고, 용착 불량이 발생하고 있는 것이 인정되었다. 중간층에서는, C 및 Mo의 함유량, 식(a):[V%+0.55×Nb%]의 값 X, 및 식(c):[Mo%+(W%/2)]의 값 Z가 본 발명의 바람직한 범위 밖에 있었다. 또 중간층의 베이스 중에 베이나이트 조직이 면적 비율로 25% 밖에 존재하고 있지 않고, 본 발명의 범위 밖에 있었다. 그러므로, 비교예 7의 복합롤에서는, 열처리 공정 후에 외층의 일부가 박리하는 제조 트러블이 발생하고, 또한 외층과 중간층 사이의 인장 강도도 160MPa로 매우 낮았다.
비교예 8의 복합롤은 하이크롬계 주철로 이루어지는 중간층을 형성한 것이며, 접합 경계부에 탄화물이 다량으로 존재하고 있는 것이 인정되었다. 이 중간층에서는, C 및 Cr의 함유량, 식(b):[C%-0.2×(V%+0.55×Nb%)]의 값 Y, 및 식(c):[Mo%+(W%/2)]의 값 Z가 본 발명의 바람직한 범위 밖에 있었다. 또 외층과 중간층 사이의 인장 강도도 204MPa로 매우 낮았다.
비교예 9의 복합롤은 하이스계 합금으로 이루어지는 중간층을 형성한 것이지만, 중간층이 4mm로 얇고, 본 발명의 범위 밖이다. 이 중간층에서는, Mo의 함유량, 및 식(c):[Mo%+(W%/2)]의 값 Z가 본 발명의 바람직한 범위 밖에 있었다. 또 외층과 중간층 사이의 인장 강도도 274MPa로 매우 낮았다.
비교예 10의 복합롤은, 중간층을 형성하지 않고 외층의 내면에 직접 내층을 형성한 것이며, 외층과 내층과의 접합 경계부에 다량으로 탄화물이 존재하고 있었다. 그러므로 주조 후에 외층이 일부 박리하는 제조 트러블이 발생하였다. 또 외 층과 내층 사이의 인장 강도도 151MPa로 매우 낮고, 접합 경계부로 파단했다.
비교예 11의 복합롤은, 종래예의 외층을 사용하여 중간층을 형성하지 않고 외층의 내면에 직접 내층을 형성한 것이다. 외층과 내층과의 접합은 건전하고, 인장 강도도 456MPa로 높은 값이었지만, 종래예의 외층을 사용하였으므로, 그 내마모성은 뒤떨어지고 있었다.
실시예 1의 시험편을 피클린산 에타놀 용액에 의해 에칭하고, 현미경 관찰하였다. 결과를 도 16에 나타낸다. 도 16으로부터, 실시예 1의 복합롤은 외층과 중간층과의 접합 경계부에 주조나 응집된 탄화물 층이 없고, 파단이 외층 측에서 일어난 것, 및 중간층의 베이스 조직이 베이나이트 및 마르텐사이트의 혼합 조직으로 이루어지는 것을 알 수 있다.
비교예 10의 시험편을 과황산암모늄 수용액에 의해 에칭하고, 현미경 관찰하였다. 결과를 도 17에 나타낸다. 도 17로부터, 비교예 10의 복합롤은 외층과 내층 사이의 접합 경계부에 응집된 탄화물 층이 있으므로, 취약한 접합 경계부로 파단이 일어났던 것을 알 수 있다.
도 18에 비교예 11의 복합롤에 있어서의 담금질시의 냉각과정에서의 열팽창 수축 곡선을 개략적으로 나타낸다. 비교예 11에서는, 냉각과정 중에 외층은 마르텐사이트 변태 또는 베이나이트 변태를 일으키고, 열팽창 수축(이하 단지 열팽창이라 함)하고, 외층과 내층의 팽창차 α가 생겼다. 팽창차 α는 외층의 박리가 생기지 않는 정도였다. 종래형의 외층을 이용하면 내마모성은 뒤떨어지지만, 외층과 내층의 접합은 건전한 원심 주조 복합롤을 제조할 수 있다.
도 19에 비교예 10의 복합롤에 있어서의 담금질시의 냉각과정에서의 열팽창 수축 곡선을 개략적으로 나타낸다. 비교예 10에서는, 냉각과정 중에 외층은 마르텐사이트 변태 또는 베이나이트 변태를 일으키고, 열팽창이 작지만, 내층은 펄라이트 변태를 일으키기 때문에, 열팽창이 크다. 그러므로, 외층과 내층의 팽창차 α는 컸다. 따라서, 담금질 냉각과정에서 외층의 박리가 일어나기 쉽고, 건전한 원심 주조 복합롤의 제조가 곤란하다.
도 20에 실시예 1의 복합롤의 담금질시의 냉각과정에 있어서의 열팽창 수축 곡선을 개략적으로 나타낸다. 실시예 1에서는, 냉각과정 중의 외층과 내층의 팽창차 α는 비교예 10의 경우와 변함없지만, 베이나이트 및 마르텐사이트의 혼합 조직으로 이루어지는 중간층의 열팽창량은 외층 및 내층의 열팽창량의 사이에 있으므로, 외층과 중간층과의 팽창차 α1은 중간층과 내층과의 팽창차 α2의 분만큼 α보다 작아진다. 이와 같이, 중간층을 형성함으로써 외층과 내층의 팽창차를 완화할 수 있고, 또한 담금질 냉각과정에서의 외층의 박리를 방지하고, 건전한 원심 주조 복합롤을 제조할 수 있다.
실시예 1~5의 원심 주조 복합롤을 사용하여 스테인레스강을 압연했는데, 우수한 내마모성, 내표면 마모성 및 내박리성을 발휘했다.
도 21은 본 발명의 원심 주조 복합롤의 각종의 구조예를 나타낸다. (a)는 외층(71), 중간층(73) 및 내층(72)으로 이루어지는 중실 복합롤을 나타내고, (b)는 외층(71), 중간층(73) 및 내층(72)으로 이루어지고, 내층(72)에 중공부(85)가 설치 된 중공 슬리브 롤을 나타내고, (c)는 (b)의 중공 슬리브 롤에 금속제 축재(86)를 결합시킨 복합롤을 나타낸다.

Claims (26)

  1. 질량%로, C:2.5~9%, Si:0.1~3.5%, Mn:0.1~3.5%, V:11~40%를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 가지는 외층과, 상기 외층의 내면에 형성된 하이스계 합금으로 이루어지는 중간층과, 상기 중간층의 내면에 형성된 주철 또는 주조된 철강으로 이루어지는 내층을 포함하는 원심 주조 복합롤.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외층이 면적 비율로 20~60%의 MC 탄화물이 분산된 조직을 가지는 원심 주조 복합롤.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 외층과 상기 중간층 사이의 인장 강도가 400MPa 이상인, 원심 주조 복합롤.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 외층과 상기 중간층과의 사이의 접합 경계부를 포함하는 시험편을 인장 시험에 제공했을 때, 인장 파단 위치가 상기 접합 경계부를 제외한 상기 외층 또는 상기 중간층에 있는, 원심 주조 복합롤.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 중간층은, 질량%로, C:0.5~3%, Si:0.1~3%, Mn:0.1~3%, V:1~10%를 함유하고, Mo 및 W 는 하기 식(1):
    1%
    Figure 112012095560934-pct00027
    Mo%+(W%/2)
    Figure 112012095560934-pct00028
    6%(질량%) ...(1)
    을 만족시키고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 가지는 원심 주조 복합롤.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 중간층 중의 V 중 적어도 일부를, 하기 식(2) 및 (3):
    1%
    Figure 112012095560934-pct00029
    V%+0.55×Nb%
    Figure 112012095560934-pct00030
    10%(질량%) ...(2)
    Nb
    Figure 112012095560934-pct00031
    6%(질량%) ...(3)
    을 만족시키는 양의 Nb로 치환하는, 원심 주조 복합롤.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 중간층이, 또한 하기 식(4):
    0.3%
    Figure 112012095560934-pct00032
    C%-0.2×(V%+0.55×Nb%)
    Figure 112012095560934-pct00033
    2%(질량%) ...(4)
    를 만족시키는, 원심 주조 복합롤.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 중간층이 또한, 0.5~10질량%의 Cr을 함유하는, 원심 주조 복합롤.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 중간층이 또한, 2질량% 이하의 Ni를 함유하는, 원심 주조 복합롤.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 중간층이 또한, 10질량% 이하의 Co를 함유하는, 원심 주조 복합롤.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 중간층이 또한, 0.5질량% 이하의 Ti 및 0.5질량% 이하의 Al 중 하나 이상을 함유하는, 원심 주조 복합롤.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 중간층의 베이스 조직이 마르텐사이트 및 베이나이트 중 하나 이상을 주체로 하는, 원심 주조 복합롤.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 중간층의 두께가 5mm 이상인, 원심 주조 복합롤.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 외층은 또한, 질량%로, Cr:1~15%, Mo:0.5~20%, 및 W:1~40%으로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종을 함유하는, 원심 주조 복합롤.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 외층 중의 V 중 적어도 일부를, 하기 식(5):
    11%
    Figure 112012095560934-pct00034
    V%+0.55×Nb%
    Figure 112012095560934-pct00035
    40%(질량%) ...(5)
    를 만족시키는 양의 Nb로 치환하는, 원심 주조 복합롤.
  16. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 외층이 또한 하기 식(6):
    0
    Figure 112012095560934-pct00036
    C%-0.2×(V%+0.55×Nb%)
    Figure 112012095560934-pct00037
    2%(질량%) ...(6)
    을 만족시키는, 원심 주조 복합롤.
  17. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 외층이 또한 하기 식(7):
    0.2>Nb%/V%(질량%) ...(7)
    을 만족시키는, 원심 주조 복합롤.
  18. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 외층이 또한, 2질량% 이하의 Ni 및 10질량% 이하의 Co 중 하나 이상을 함유하는, 원심 주조 복합롤.
  19. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 외층이 또한, 0.5질량% 이하의 Ti 및 0.5질량% 이하의 Al 중 하나 이상을 함유하는, 원심 주조 복합롤.
  20. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 외층 중의 MC 탄화물에 있어서의 V의 함유량이 30질량% 이상인, 원심 주조 복합롤.
  21. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 외층은, 원 상당 직경이 15㎛ 이상인 MC 탄화물을 포함하지 않는 영역의 최대 내접원 직경이 150㎛를 넘지 않는 조직을 가지는 원심 주조 복합롤.
  22. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 외층은, 원 상당 직경이 15㎛ 이상인 MC 탄화물의 평균 거리가 10~40㎛인 조직을 가지는, 원심 주조 복합롤.
  23. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 외층은, MC 탄화물의 평균 원 상당 직경이 10~50㎛인, 원심 주조 복합롤.
  24. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 외층에 있어서의 원 상당 직경이 15㎛ 이상인 MC 탄화물의 평균 거리 B와 MC 탄화물의 평균 원 상당 직경 A와의 비(B/A)가 2 이하인, 원심 주조 복합롤.
  25. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 외층에는 원 상당 직경이 1㎛ 이상인 M2C, M6C 및 M7C3 탄화물이 총량으로 0~5%(면적 비율) 분산하고 있는, 원심 주조 복합롤.
  26. 삭제
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