KR850001162B1 - Ductile cast iron roll - Google Patents

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KR850001162B1
KR850001162B1 KR1019810001401A KR810001401A KR850001162B1 KR 850001162 B1 KR850001162 B1 KR 850001162B1 KR 1019810001401 A KR1019810001401 A KR 1019810001401A KR 810001401 A KR810001401 A KR 810001401A KR 850001162 B1 KR850001162 B1 KR 850001162B1
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아끼도시 오까바야시
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구보다 덱고오 가부시기가이샤
히로 게이다로오
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Abstract

The present invention relates to a ductile cast iron roll, which is excellent in its resistance to breaking and which has a chemical composition comprising 3.0-3.8% C, 1.5-2.5 % Si, 0.2-1.0% Mn, 0.01- 0.2 % P, less than 0.06% S, 0.7-3.0% Ni, 0.1-0.6% Cr, 0.1-0.8% Mo, 0.02-0.1% Mg, the balance in iron and unavoidable impurities. The base structure has a fine two-phased structure of ferrite mingled with pearlite.

Description

열간 압연 롤용 연성(Ductile)주철Ductile cast iron for hot rolled rolls

제1도는 연성주철을 가열한 때의 변태상황을 팽창량으로서 표시한 도표.1 is a diagram showing the transformation state when the ductile iron is heated as the amount of expansion.

제2도는 본발명에 관한 열처리법에 있어서의 가열상황을 표시한 도표.2 is a table showing the heating situation in the heat treatment method according to the present invention.

제3도는 열처리 온도와 얻어지는 롤의 기계적 성질의 관계를 표시한 도표.3 is a chart showing the relationship between the heat treatment temperature and the mechanical properties of the resulting rolls.

제4도는 캐리버(Caliber)부착 롤의 예를 표시한 중요부분 단면도.4 is a cross-sectional view of an essential part showing an example of a roll for attaching a caliber.

제5도는 연성주철의 주조조직을 표시한 배율 2000배의 사진도.5 is a photograph of 2000 times magnification showing the casting structure of ductile cast iron.

제6도는 본발명의 연성주철을 사용한 롤의 조직을 표시한 배율 2000배의 사진도.6 is a photograph at 2000 times magnification showing the structure of a roll using ductile cast iron of the present invention.

제7(a)도, 제7(b)도 내지 제10(a)도, 제10(b)도는 본발명의 연성주철을 사용한 롤조직의 다른 예를 표시한 것으로서,7 (a), 7 (b) to 10 (a), and 10 (b) show another example of a roll structure using ductile cast iron of the present invention.

제7(a)도는 배율 100배의 사진도.7 (a) is a photographic figure with a magnification of 100 times.

제7(b)도는 배율 400배의 사진도.Figure 7 (b) is a photographic figure with a magnification of 400 times.

본발명은 내절손성이 우수한 열간압연 롤용 연성주철에 관한 것이다.The present invention relates to a ductile cast iron for hot rolled roll excellent in fracture resistance.

열간 압연설비에 있어서의 조압연(粗壓延)스탠드에서는 압연재가 고온인데다 압연속도가 늦어서롤에 대한 열부하가 극히 크다.In the rough rolling stand in a hot rolling facility, the rolling material is hot and the rolling speed is slow, so that the heat load on the roll is extremely high.

그때문에, 조압연용 롤은 열피로(疲勞)에 의한 균열이 발생되기 쉬우며, 엄격한 압연하중의 조건하에서는 이 균열의 확산에 의한 롤의 절손사고가 발생되는 일등이 많았다.Therefore, the rough rolling roll is likely to be cracked due to thermal fatigue, and the roll loss due to the diffusion of the crack was often caused under severe rolling load conditions.

열간 압연설비에는 종래부터 연성주철을 사용한 롤이 사용되고 있으며, 연성주철을 사용한 롤은 기본바탕중에 구상 흑연의 분산된 조직을 가지고 있어서, 그 흑연이 균열의 확산을 억제하고 균열을 귀갑(龜甲)형상으로 분산하기 때문에 비교적 양호한 내균열성을 갖추고 잇다.Conventionally, rolls made of ductile cast iron have been used in hot rolling equipment, and rolls made of ductile cast iron have a structure in which spherical graphite is dispersed in the base, and the graphite suppresses the spread of the cracks and forms cracks. It has a relatively good crack resistance since it is dispersed in the

그러나, 종래의 연성주철을 사용한 롤은 위에서 설명한 열간압연에서의 조압연 스탠드에서와 같은 열 및 하중의 엄격한 사용조건에 대해서는 아직도 내균열성이 부족하여 절손사고를 일으키는 일이 적지 않다.However, the roll using the conventional ductile cast iron still lacks crack resistance against severe use conditions of heat and load as in the rough-rolled stand in hot rolling described above, and it is not easy to cause a breakage accident.

물론, 롤절손사고의 발생은 롤소모량의 증대만 그치지 않고, 압연효율의 저하와 그것에 따르는 생산성의 저하를 초래하게 된다.Of course, the occurrence of a roll breaking accident does not only increase the amount of roll consumption, but also leads to a decrease in rolling efficiency and a decrease in productivity.

롤에 우수한 내절손성을 부여함에는 균열의 발생 및 그 확산에 대한 저항성, 즉 내균열성을 향상시키지 않으면 안된다.Imparting excellent fracture resistance to the roll must improve resistance to crack generation and diffusion, that is, crack resistance.

이 내균열성의 향상에는 강인성, 즉 인장시험에 있어서의 신장값이나 절손 저항시험에 있어서의 만곡량을 개선할 필요가 있다.In order to improve this crack resistance, it is necessary to improve the toughness, that is, the elongation value in the tensile test and the amount of curvature in the fracture resistance test.

그 방법으로서는 조직중의 시멘타이트량을 적게하거나, 또는 기본 바탕의 강인성을 높이는 방법이 있다.As such a method, there is a method of reducing the amount of cementite in the tissue or increasing the toughness of the basic ground.

전자(前者)의 방법은 종래부터 실시되고 있는바, 시멘타이트량의 감소가 지나치면 내마모성의 저하를 초래하기 때문에, 본발명의 대상으로하는 압연용 롤과같이 일정한 내마모성을 필요로할 경우에는 강인성의 개선에 한도가 있다.Since the former method has been conventionally performed, excessive reduction of cementite leads to a decrease in wear resistance. Therefore, when a constant wear resistance is required, such as a rolling roll for the present invention, toughness is required. There is a limit to improvement.

본발명은 후자의 방법에 착안하여 여러가지로 연구한 결과, 후술하는 바와같은 화학성분 조성 및 조직을 특정하는 것에 의하여 양호한 내마모성을 유지시킴과 아울러, 열균열의 발생이나 그 진전에대한 저항성을높여서 종래의 재료를 능가하는 내절손성을 구비시킨 것이다.As a result of various studies focused on the latter method, the present invention maintains good abrasion resistance by specifying chemical composition and structure as described below, and improves resistance to occurrence of thermal cracking and its development. It is equipped with the fracture resistance which surpasses material.

본발명은 상기한 문제를 감안하여, 가혹한 사용조건에 견딜 수 있는 충분한 내절손성을 갖춘 열간압연 롤용 연성주철을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention provides a ductile cast iron for hot rolled rolls having sufficient cut resistance to withstand harsh use conditions.

본발명은 C 약 2.0-3.8%(중량 %, 이하 동일함), Si 약 1.5-2.5%, Mn 약 0.2-1.0%, P 약 0.01-0.2%, S 약 0.06%이하, Ni 약 0.7~3.0%, Cr 약 0.1-0.6%, Mo 약 0.1-0.8%, Mg 약 0.02-0.1%, 나머지는 철 및 불가피한 불순물로서 이루어진 성분 조성을 보유하며, 또한 그 기본바탕 조직으로서 페라이트와 퍼얼라이트의 2상(相) 조직을 보유하는 내절손성이 우수한 열간압연 롤용 연성주철을제공함을 목적으로 한다.The present invention is about 2.0-3.8% of C (% by weight, the same below), Si about 1.5-2.5%, Mn about 0.2-1.0%, P about 0.01-0.2%, S about 0.06% or less, Ni about 0.7-3.0 %, Cr about 0.1-0.6%, Mo about 0.1-0.8%, Mg about 0.02-0.1%, the remainder has the composition of components consisting of iron and inevitable impurities, and also as the basic structure, the two phases of ferrite and perlite (相) It is an object to provide ductile cast iron for hot rolled rolls with excellent fracture resistance that has a structure.

이하 본발명의 연성주철을 사용한 롤재의 성분 한정에 대하여 설명한다.Hereinafter, the component limitation of the roll material using the ductile cast iron of this invention is demonstrated.

C는 기본바탕중의 시멘타이트 및 흑연의 형성에 직접관여한다. C량이 약 3.0% 미만이면 시멘타이트 및 흑연의 양이 부족하여 열균열의 분산효과가 불충분하게 되어서, 연성주철로서의 특징을 충분히 발휘할 수가 없다.C is directly involved in the formation of cementite and graphite in the base. If the amount of C is less than about 3.0%, the amount of cementite and graphite is insufficient, resulting in insufficient thermal cracking dispersal effect, and thus the characteristics as ductile cast iron cannot be sufficiently exhibited.

단, 다량으로 되면 재질의 취약화를 초래하므로 약 3.8%를 상한으로 한다.However, if the amount is large, it causes weakening of the material, so the upper limit is about 3.8%.

Si 는 시멘타이트량을 좌우하며, 약 1.5%미만이면 시멘타이트량이 지나치게 많게되어서 취약화를 초래하거나, 페라이트, 오오스테나이트의 공존범위가 없어진다.Si determines the amount of cementite, and if it is less than about 1.5%, the amount of cementite becomes excessively high, causing weakening, or the coexistence range of ferrite and austenite is lost.

본발명롤은 후기와같이 열처리에있어서 공석(共析)변태온도에서의 페라이트, 오오스테나이트 공존범위를 이용하는 것에 의하여 페라이트, 퍼얼라이트의 2상조직이 얻어진다.In the present invention, the two-phase structure of ferrite and ferrite is obtained by using the ferrite and austenite coexisting ranges at the vacancy transformation temperature in the heat treatment as described later.

Si 는 부족에 의하여 페라이트·오오스테나이트 공존범위가 없어지면 상기한 소정의 기본바탕 조직을 얻을 수 없게된다.When the Si becomes insufficient due to lack of the ferrite austenite coexistence range, the above-described predetermined basic structure cannot be obtained.

제1도에 성분조성이 다른(a), (b) 2종류의 주철을 가열할때에 있어서의 변태상황을 팽창량으로서 표시한다. (가열속도 : 194℃hr) 단, (a)는 C 3.38%, Si 2.08%, Mn 0.49%, Ni 1.76%, Cr 0.18% 및 Mo 0.16%(본발명 규정의 범위)를 함유하는 주철, (b)는 C 3.41%, Si 1.08%, Mn 0.72%, Ni 2.41%, Cr 0.62% 및 Mo 0.48%(Si 량부족, Cr 량과잉를함유하는 주철이다.The transformation state in heating two types of cast iron (a) and (b) which differ in component composition from FIG. 1 is shown as expansion amount. (Heating rate: 194 ° C) However, (a) refers to cast iron containing C 3.38%, Si 2.08%, Mn 0.49%, Ni 1.76%, Cr 0.18%, and Mo 0.16% (range of the present invention), ( b) is cast iron containing C 3.41%, Si 1.08%, Mn 0.72%, Ni 2.41%, Cr 0.62% and Mo 0.48% (lack of Si content, excess Cr content).

(a)의 공석변태수축량이 적은것은 페라이트의 석출(析出)에 의하여 페라이트와 오오스테나이트가 공존하고 있기때문이며, 이것에 대하여 Si 량이 적은 (b)의 공석변태수축량이 큰 것은 완전한 오오스테나이트화에 의해서 오오스테나이트 1상으로 되어있는 것을 표시하는 것이다.The small amount of vacant transformation in (a) is due to coexistence of ferrite and austenite due to the precipitation of ferrite, whereas the large amount of vacancy transformation in (b) with small amount of Si is completely austenitized Indicates that austenite is in one phase.

따라서, 완전한1오오스테나이트화를 피하고, 페라이와 오트오스테나이트를 공존시키기 위하여 Si 량은 약 1.5% 이상으로 한다.Therefore, the amount of Si is made about 1.5% or more in order to avoid complete austenitization and to coexist with ferrai and austenite.

한편, 약 2.5%를 초과하면 흑연량이 지나치게 많게되어 유연화됨과 아울러 기본바탕조직이 취약하게 되며, 또 천이온도 가 상승되므로 바람직하지 않다.On the other hand, when the content exceeds about 2.5%, the amount of graphite becomes too large to be softened and the basic ground tissue becomes weak, and the transition temperature is increased, which is not preferable.

Mn은 불순물로서 혼입되는 S 의 비율을 억제하는데 유효하다. 이때문에 약 0.2% 이상을 첨가한다.Mn is effective to suppress the ratio of S incorporated as impurities. For this reason, about 0.2% or more is added.

또, Mn은 기본바탕의 경도를 높이는 효과를 보유하고 있으나, 함유량을 너무 증가하면 재질이 취약하게 되므로 약 1.0%를 상한으로한다.In addition, Mn has the effect of increasing the hardness of the base, but if the content is too high, the material becomes vulnerable, so the upper limit is about 1.0%.

P는 재질을 취약하게하므로 약 0.2% 이하로 한다.P weakens the material, so it should be about 0.2% or less.

또한 P는 용융물의 유동성을 양호하게하고, 내마모성을 높이므로 약 0.2%을 상한으로 하며, 약 0.01% 이상 가해도 좋다.In addition, P has a good flowability of the melt and increases wear resistance, so that the upper limit is about 0.2%, and about 0.01% or more may be added.

S는 P와 동일하게 재질을 취약하게하고, 또 흑연의 구상화(球狀化)를 방해하므로 약 0.06%이하로 한다.S, like P, weakens the material and hinders the spheroidization of graphite, so it is about 0.06% or less.

Ni는 흑연화와 기본바탕의 경도를 높게하는 효과를 가지고 있으나, 함유량이 적으면 흑연량이 부족하고, 또 기본바탕의 경도도 낮아 진다.Ni has the effect of increasing the graphitization and the hardness of the base. However, if the content is small, the amount of graphite is insufficient, and the hardness of the base is also lowered.

이때문에 약 0.7% 이하로 한다.For this reason, it shall be about 0.7% or less.

단, 약 3.0%를 초과하면 시멘타이트량이 감소됨과 아울러, 기본 바탕이 열적으로 불안정한 베이나이트나 마르텐사이트로 되기 쉽고, 이것은 열간압연용 롤재로서 적당하지 않다.However, when it exceeds about 3.0%, the amount of cementite decreases, and it becomes easy to become bainite or martensite whose base ground is thermally unstable, which is not suitable as a roll material for hot rolling.

Cr은 시멘타이트 안정화 원소이나, 약 1% 미만이면 시멘타이트는 거의 없어져서 내마모성의부족을 초래한다.Cr is a cementite stabilizing element, but less than about 1% of cementite almost disappears, resulting in a lack of wear resistance.

한편, 약 0.6%를 초과하면, 시멘타이트량이 지나치게 많게되어서, 재질이 취약해지는 외에 본발명의 목적으로 하는 페라이트·퍼얼라이트의 2상으로서 이루어지는 기본바탕 조직을 얻는 것이 어렵게 된다. Mo 은 시멘타이트의 안정화와 기본바탕의 경도를 높게하는 작용을 보유한다.On the other hand, when it exceeds about 0.6%, the amount of cementite becomes excessively large, and it becomes difficult to obtain a basic base structure composed of two phases of ferrite and pearlite for the purpose of the present invention, in addition to weakening of the material. Mo has the effect of stabilizing cementite and increasing the hardness of the base.

단, 약 0.1% 미만에서는 시멘타이트량이 적고, 기본바탕의 경도도 부족하다.However, at less than about 0.1%, the amount of cementite is small, and the hardness of the base is also insufficient.

한편, 약 0.8%를 초과하면 시멘타이트가 지나치게 많게되며, 또 기본바탕의 경도 개선효과도 포화하게되어 경제적이 아니다.On the other hand, if it exceeds about 0.8%, the cementite becomes too large, and the hardness improvement effect of the base is also saturated, which is not economical.

Mg 은 흑연구상화에 필요하다.Mg is required for graphite spheroidization.

약 0.02% 미만에서는 그 효과가 부족하고, 한편, 약 0.1%를 초과하면 주조의 결함이 발생하기 쉬운 이외에 시멘타이트량의 증가에 의한 재질의 취약화를 초래한다.If the amount is less than about 0.02%, the effect is insufficient. On the other hand, if the amount is more than about 0.1%, defects in the casting are likely to occur, resulting in weakening of the material due to an increase in the amount of cementite.

본발명롤 재는 상기한 모든 원소 이외에 Al 및 희토류(希土類)를 포함할 수 있다.The present invention roll ash may include Al and rare earths in addition to all the above-mentioned elements.

Al은 흑연화작용을 보유하므로, 롤의용도에 맞게 함유시키면 좋으며, 특히 열 및 하중조건이 엄중한 스탠드에 쓰이는 롤재의 경우에 유효하다.Since Al has a graphitization effect, it is good to contain it according to the use of a roll, and it is especially effective in the case of the roll material used for the stand | strict heat and load conditions.

단, 흑연구상화를 방해하므로 약 3%를 상한으로 한다.However, since graphite spheroidization is hindered, the upper limit is about 3%.

La, Cel 등의 희토류원소는 흑연구상화 안정제로서 유효하다. 단, 그 1종류 또는 2종류 이상의 합계량이 약 0.05%를 초과하면 그 효과는 대략 포화되므로 상한을 약 0.0%로 한다.Rare earth elements such as La and Cel are effective as graphite spheroidizing stabilizers. However, if the total amount of one or two or more kinds exceeds about 0.05%, the effect is substantially saturated, so the upper limit is set to about 0.0%.

상기한 성분조성으로서 이루어진 본발명롤은 주조까지에서는 퍼얼라이트 1상이나(제5도 참조), 열처리에 의하여 제6도에 표시한바와같이 페라이트·퍼얼라이트의 2상 기본바탕 조직을 보유하는 퍼얼라이트부분은, 압연용 롤로서 요구되는 양호한 내마모성을 부여하며, 한편 페라이트부분은 균열의 확산을 억제하고, 강인성을 높이는 것에 의하여 내절손성의 현저한 향상에 기여한다.The present invention roll made up of the above-mentioned ingredient composition has one phase of perlite (see Fig. 5) until casting, or a perlite having a two-phase base structure of ferrite and perlite as shown in Fig. 6 by heat treatment. The part imparts good wear resistance required as a roll for rolling, while the ferrite part contributes to remarkably improved fracture resistance by suppressing the diffusion of cracks and increasing toughness.

이 페라이트·퍼얼라이트 2상조직을 획득함에는 조직을 일단 페라이트와 오오스테나이트의 공존조직으로 하고, 이 상태에서 오오스테나이트를 퍼얼라이트로 변태시키면 좋다.In order to acquire this ferrite and pearlite two-phase structure, it is good to make into a coexistence structure of a ferrite and austenite once, and to transform austenite into a pearlite in this state.

본발명에 의하면, 상기한 성분조성의 롤을 온도 약 780-850℃로 약 20시간 이하 보전유지하고, 이어서 냉각속도 약 50-300℃/Hr로서 약 600℃까지 냉각시키는 열처리를 행한다.According to the present invention, the roll of the composition of the above components is maintained at a temperature of about 780-850 ° C. for about 20 hours or less, and then a heat treatment is performed to cool down to about 600 ° C. at a cooling rate of about 50-300 ° C./Hr.

본발명의 열처리법을 제2도에 표시하는 열처리 양상에 따라서 설명하면 다음과 같다.Referring to the heat treatment method shown in Figure 2 the heat treatment method of the present invention is as follows.

(A) 및 (B)부분은 온도상승 과정이다.Parts (A) and (B) are temperature rise processes.

그 가열속도는 열변형에 의한 파손등의 장해가 발생되지 않도록 열처리로(爐)의 능력에 따라서 적당하게 조절하면 좋고, 그이외에는 특별한 제한은 없다.The heating rate may be appropriately adjusted according to the capacity of the heat treatment furnace so that no damage such as damage due to thermal deformation occurs, and there is no particular limitation other than this.

(C)부분은 본발명 열처리법에 있어서의 가장중요한 과정이다. 즉, 이 과정에 있어서 조직을 페라이트·오오스테나이트의 2상으로 한후, 다음의 (D)부분의 냉각과정에서 오오스테나이트를 퍼얼라이트변태시키는 것에 의하여 목적하는 페라이트·퍼얼라이트의 2상조직을 얻는다.Part (C) is the most important process in the heat treatment method of the present invention. That is, in this process, the two-phase structure of the ferrite austenite is formed, and then the target two-phase structure of the ferrite and perlite is formed by performing austenite transformation of the austenite in the cooling step of the next part (D). Get

이 과정에서의 열처리 온도는 최종적으로 얻어지는 롤의 재질 특성에 크게 영향을 주게된다.The heat treatment temperature in this process greatly affects the material properties of the finally obtained roll.

제3도에 열처리 온도와 롤의 기계적 성질의 관계를 표시한다. 곡선(i)은 인장강도(kg/mm2), (ii)는 신장율(%)을 표시한다.3 shows the relationship between the heat treatment temperature and the mechanical properties of the rolls. Curve (i) shows tensile strength (kg / mm 2 ) and (ii) shows elongation (%).

또한 동일한 열처리에 있어서의 보전유지 시간은 어느 것이나 2시간으로 하고, 열처리후의(D)과정에 있어서의 냉각속도는 70℃/Hr로 하였다.In addition, any maintenance holding time in the same heat processing was 2 hours, and the cooling rate in the process (D) after heat processing was 70 degreeC / Hr.

시험에 제공한롤의 치수 및 화학성분의 조성은 다음과 같으며, 시험편은 몸체부분 중앙부의 표명으로부터 140mm의 위치에서 채취하였다.The dimensions of the rolls and the chemical composition of the rolls provided for the test were as follows. The test pieces were taken at a position of 140 mm from the manifestation of the center of the body part.

롤 치수 : 780mmψ × 2200ml (몸체부분)Roll dimension: 780mmψ × 2200ml (body part)

화학성분 : C 3.38%, Si 2.03%,Chemical composition: C 3.38%, Si 2.03%,

Mn 0.49%, P 0.078%,Mn 0.49%, P 0.078%,

S 0.012%, Ni 1.76%,S 0.012%, Ni 1.76%,

Cr 0.18%, Mo 0.16%,Cr 0.18%, Mo 0.16%,

Mg 0.051%,Mg 0.051%,

나머지는 철 및 불가피한 불순물.The rest is iron and inevitable impurities.

도면에 표시한바와같이 인장강도는 열처리온도가 높게됨에 따라서 점차로 증가되는 한편, 신장은 약 820℃ 부근을 절정으로하여 급격하게 변화한다.As shown in the drawing, the tensile strength gradually increases as the heat treatment temperature increases, while the elongation rapidly changes at its peak around 820 ° C.

즉, 열처리온도가 약 780℃미만이면, 기본바탕중의 C가 흑연에 흡착되기 때문에 최종적으로 얻어지는 롤재의 기본바탕 경도가 낮게되며, 또 흑연의 주변부분의 페라이트화에 의하여 감인성도 충분하지 않게된다.In other words, if the heat treatment temperature is less than about 780 ° C, C in the base is adsorbed on the graphite, and thus the basic base hardness of the finally obtained roll material becomes low, and the perception of the periphery of the graphite becomes insufficient. .

한편, 약 850℃를 초과하면 조직이 오오스테나이트 1상으로 되어 버려서 목적으로하는 페라이트·퍼얼라이트 2상의 기본바탕이 얻어지지 못하게되어 강인성은 연저하게 저하된다.On the other hand, when it exceeds about 850 degreeC, a structure will become an austenite 1 phase, and the basic base of the target ferrite and pearlite 2 phase will not be obtained, and toughness will fall slightly.

따라서, 이 열처리 온도는 약 780-850℃로 한다.Therefore, this heat treatment temperature is about 780-850 degreeC.

제7도, 제8도 및 제9도는 상기한 시험에서의 열처리 온도를 각각 780℃, 820℃ 및 840℃로 하였을 때에 얻어진 롤의 현미경 조직을 표시한다(각도명 모두 배율은 (a)가 100배, (b)가 400 이다).7, 8, and 9 show the microscopic structure of the roll obtained when the heat treatment temperatures in the test described above were 780 ° C, 820 ° C, and 840 ° C, respectively. (B) is 400).

어느것이나 모두 페라이트, 퍼얼라이트의 2상조직을 나타내고 있으며, 조직적으로도 강인성 및 내마모성이 우수함을 알수 잇다.All of them show two-phase structure of ferrite and pearlite, and it can be seen that the structure is excellent in toughness and wear resistance.

또한 본발명 롤의 2상 기본바탕 조직의형성 및 재질특성은 화학성분조성과, 상기한 (C)과정에 있어서의 가염온도 및 보전유지시간의 3요인의 상호관계에 의존되는 것인바, 그 기본적 경향으로서는, 낮은 Si%-높은 Cr%조성에서는 낮은 온도쪽의 온도에 있어서, 한편 높은 Si%-Cr%낮은 800℃조성에서는 높은 온도쪽의 온도에 있어서 각각 강인성이 가장 우수하다.In addition, the formation and material properties of the two-phase basic ground tissue of the present invention roll are dependent on the chemical composition and the interrelationship between the three factors of the salting temperature and the holding time in the above-mentioned process (C). As a tendency, the toughness is the highest at the low temperature at the low Si% -high Cr% composition, and at the high temperature at the high Si% -Cr% low 800 ° C composition.

또 보전유지시간을 길게하면 높은 온도쪽의 특성을 표시하며, 예컨데 800℃에서 10시간 보전유지하였을 경우와, 820℃에서 1시간미만 보전유지하였을 경우와는 대략 동일한 경도 및 강인성을 표시한다.In addition, the longer the holding time, the higher the temperature characteristics are displayed, for example, the same hardness and toughness as the case of holding for 10 hours at 800 ℃ and less than 1 hour at 820 ℃.

본발명 성분조보의 상기한 온도범위에서의 처리에 있어서는, 전유지 시간은 약 20시간을 초과할 필요는 없으며 또 비경제적이므로 성분조성과 설정온도에 따라 약 20시간이하의 범위내에서 적당하게 선택하면 좋다.In the above-described temperature range of the component aid of the present invention, the total holding time does not need to exceed about 20 hours, and it is uneconomical, so it is appropriately selected within the range of about 20 hours or less depending on the composition and the set temperature. Do it.

상기한 (C) 과정에서 페타이트·오오스테나이트의 2상조직으로한후, 다음의 (D)부분에서의 냉각과정에 있어서 오오스테나이트를 퍼얼라이트로 변태시킬때, 냉각속도가 약 50℃/Hr 미만이명 냉각도중 약 720℃ 부근에서 퍼얼라이트가 입상화(粒狀化)되기 때문에 경도가 저하된다.When the austenite is transformed into pearlite in the cooling step in the following part (D) after the biphasic structure of the petite austenite in the above (C) process, the cooling rate is about 50 ° C. Hardness decreases because the pearlite granulates in the vicinity of about 720 ° C during the cooling of tinnitus less than / Hr.

냉각속도를 높임에 따라서 생성되는 퍼얼라이트는 치밀하게되므로, 높은 경도와 우수한 내마모성이 얻어진다.As the cooling rate is increased, the produced pearlite becomes dense, and thus high hardness and excellent wear resistance are obtained.

제10도는 전기한 제3도의 시험에 의한것과 동일한 성분조성의 롤을 사용하여 열처리 온도 820℃, 보전유지시간 2시간으로서 처리한후, 300℃/Hr에서 냉각하여 얻어진 롤의 현미경 조직이다(배율은 제10(a)도가 100배, 제10(b)가 400배).FIG. 10 is a microscopic structure of a roll obtained by treating at a heat treatment temperature of 820 ° C. and a holding time of 2 hours using a roll of the same composition as in the test of FIG. 3 described above, followed by cooling at 300 ° C./Hr. 10 times (a) is 100 times, and 10 times (b) is 400 times).

이것을 동일한 열처리 조건으로서 처리한 제8도의 조직(단, 냉각속도는 70℃/Hr)과 비교하면, 퍼얼라이트 부분이 치밀화되어 있는 것을 확인할 수 있다.Compared with the structure of FIG. 8 (the cooling rate is 70 ° C./Hr) treated as the same heat treatment condition, it can be confirmed that the pearlite portion is densified.

이것과 관련하여 양자의 기계적성질을 대비하면 제1표와 같다.In this regard, the mechanical properties of both are compared with the first table.

[제1표][Table 1]

Figure kpo00001
Figure kpo00001

상기한 표와같이 냉각속도의 증대에 따라서 강인성을 저하시키는 일없이 강도 및 경도(내마모성)가 향상되는것을 확인할 수 있다.As shown in the above table, it can be confirmed that the strength and hardness (wear resistance) are improved without decreasing the toughness as the cooling rate is increased.

단, 약 300℃/Hr를 초과하는 냉각속도는 실제의 작업에서 얻는것이 곤란할뿐만 아니라, 기본바탕이 지나치게 단단해져서 강인성의 저하를 초래한다.However, the cooling rate exceeding about 300 DEG C / Hr is not only difficult to obtain in actual work, but also the base is excessively hard, resulting in a decrease in toughness.

따라서, 냉각속도는 약 50-300℃/Hr로 한다.Therefore, the cooling rate is about 50-300 ° C / Hr.

또한 이 냉각과정(D)의 최종온도는 변태가 완전종료 하는것을 요하므로, 약 600℃이하로 한다.In addition, the final temperature of this cooling process (D) is about 600 ℃ or less, because the transformation is required to complete the end.

상기한 냉각과정에 후속되는 (E)부분은 변형제거가 염냉각 과정이며, 보통의 방법에 따라서 약 450-650℃로 보전유지하는 것에 의하여, 전기한 열처리에 유래하는 롤의 변형, 내부응력을 제거한다.Part (E) following the above cooling process is the deformation cooling is a salt cooling process, and the deformation and internal stresses of the rolls resulting from the aforementioned heat treatment are maintained by maintaining them at about 450-650 ° C. according to a conventional method. Remove

그 보전유지 시간은 약 20시간을 초과할 필요는 없다.The retention time does not need to exceed about 20 hours.

캐리버부착롤을 목적으로 하는 경우, 캐리버가공은 열처리후에 행하는것이 일반적인 것이다.In the case of using a carrier attachment roll, it is common to carry out the carver processing after heat treatment.

그러나, 전기한 (D)부분의 냉각과정에 있어서의 롤의 냉각속도는 롤표면에 비해서 내부쪽이 완만하기 때문에, 내부에 생성되는 퍼얼라이트의 치밀도는 표면에 비해서 낮다.However, since the cooling speed of the roll in the cooling process of the above-mentioned part (D) is gentle on the inside compared with the roll surface, the density of the pearlite produced inside is low compared with the surface.

따라서, 내부의 경도는 표면의 그것보다도 낮게되는 결과, 가공에 의하여 형성되는 캐리버의 밑바닥부분의 내마모성도 낮은 것으로 된다.Therefore, the internal hardness becomes lower than that of the surface, and as a result, the wear resistance of the bottom portion of the carver formed by processing is also low.

이것에 대해서는 열처리 전에 사전 캐리버가공을 실시해두면 좋다.This may be carried out prior to the heat treatment.

제4도는 롤몸체부분(1)에 박스형태의 캐리버(3)를 형성한 예이다. 실선(l)은 나머지부분의 두께를 남겨놓고 캐리버 가공한 열처리전의 형상이며, (m)은 열처리후 절삭가공에 의해 소정된 치수로 마무리된 형상을 표시한다.4 shows an example in which a box-shaped carry 3 is formed on the roll body 1. The solid line l is the shape before the heat treatment carried out by the carver processing leaving the thickness of the remaining part, and (m) indicates the shape finished in the predetermined dimension by the cutting process after the heat treatment.

나머지부분의 두께 (n)는 보통 약 1-20mm 정도이면 좋다. 이와같이 캐리버 가공한후 본발명에 의한 열처리를 행하면, 캐리버밑바닥 부분 근처(2)의 냉각속도는 충분히 크게되므로 퍼얼라이트도 치밀화된다.The thickness (n) of the remainder is usually about 1-20 mm. In this way, if the heat treatment according to the present invention is carried out after the carver processing, the cooling rate of the vicinity of the lower part of the carrier 2 is sufficiently large, and the pearlite is also densified.

그결과, 캐리버 밑바닥부분의 경도는 플랜지부(4)에 있어서의 전기한 밑바닥 부분과 동일한 지름위치의 경도에 비해서 Hs 약 1-5정도 높게되어 롤의 내마모성은 한층 높아진다.As a result, the hardness of the bottom portion of the carver is about 1-5 Hs higher than the hardness at the same diameter position as the bottom portion of the flange portion 4, and the wear resistance of the roll is further improved.

또한, 본발명 롤은 필요에 따라서 본발명이 규정하는 성분조성 및 조직을 보유하는 외부층과, 적당한 재질의 내부층으로 구성된 2중구조로서 사용해도 좋은것은 물론이다.In addition, the roll of the present invention may be used as a double structure composed of an outer layer having the composition and structure of the present invention prescribed by the present invention and an inner layer of a suitable material, if necessary.

이상과같이, 본발명의 연성주철을 사용한 롤은 강인성이 풍부한 페라이트와 치밀하고 단단한 퍼얼라이트의 2상으로 구성되는 기본바탕 조직을 보유하므로, 연성주철 본래의 강인성에 더하여 우수한 내마모성과 탁월한 내절손성을 갖추게 된다.As described above, the roll using the flexible cast iron of the present invention has a basic base structure composed of two phases of tough ferrite and dense and hard pearlite. You will have

따라서, 이것을 열간압연설비에 있어서의 조압연 스탠드용 롤등에 사용하면, 가혹한 사용조건에 잘 견디고, 압연효율의 개선과 생산성의 향상에 기여한다.Therefore, when it is used for rolls for rough rolling stands, etc. in a hot rolling facility, it withstands severe use conditions well and contributes to the improvement of the rolling efficiency and the productivity.

Claims (1)

C 3.0-3.8%(중량 %, 이하 동일함), Si 1.5-2.5%, Mn 0.2-1.0%, P 0.01-0.2%, S 0.06%이하, Ni 0.7-3.0%, Cr 0.1-0.6%, Mo 0.1-0.8%, Mg 0.02-0.1%, 나머지는 철 및 불가피한 불순물로서 구성되며, 또한 기본바탕 조직이 페라이트와 퍼얼라이트의 2상조직인것을 특징으로하는 열간압연 롤용 연성주철.C 3.0-3.8% (weight% or less), Si 1.5-2.5%, Mn 0.2-1.0%, P 0.01-0.2%, S 0.06% or less, Ni 0.7-3.0%, Cr 0.1-0.6%, Mo 0.1-0.8%, Mg 0.02-0.1%, the remainder is composed of iron and inevitable impurities, and the soft cast iron for hot rolled rolls, characterized in that the basic base structure is a two-phase structure of ferrite and pearlite.
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