耐疲劳性优异的热轧用离心铸造制辊外层材料和热轧用离心铸造制复合辊制造技术

本发明专利技术提供辊表层的耐疲劳性优异的热轧用离心铸造制辊外层材料。制成具有如下组成、以面积率计含有13～40%碳化物的离心铸造制辊外层材料，所述组成以质量%计，以满足14.0≤（Mo＋1.7V）≤17.0（在此，Mo、V：各元素的含量（质量%））的方式含有C：2.3～2.9%、Si：0.2～0.8%、Mn：0.2～1.0%、Cr：5.0～7.5%、Mo：4.4～6.5%、V：5.3～7.0%、Nb：0.6～1.5%、Co：0.1～4.0%，进一步含有Al：0.001～0.03%和/或REM：0.001～0.03%。由此，表层的耐疲劳性显著提高。另外，通过使轴材料与该辊外层材料熔敷一体化而制成复合辊，从而成为表层的耐疲劳性也优异的、适用于热精轧用辊的离心铸造制复合辊。

Centrifugal casting roll outer layer material for excellent hot rolling and centrifugal casting compound roll for hot rolling

The invention provides a centrifugal casting roll outer layer material for hot rolling, which has excellent fatigue resistance on the roller surface. Made has the following composition, contains 13 ~ 40% carbide roller centrifugal casting material to outer area, the composition of quality to meet the 14 =%, (Mo + 1.7V) = 17 (the content of each element in Mo, V: (mass%) containing C:2.3 ~ 2.9%) way, Si: 0.2 ~ 0.8%, Mn:0.2 ~ 1%, Cr:5.0 ~ 7.5%, Mo:4.4 ~ 6.5%, V:5.3 ~ 7%, Nb:0.6 ~ 1.5%, Co:0.1 ~ 4%, further containing Al:0.001 and / or REM:0.001 ~ 0.03% ~ 0.03%. As a result, the fatigue resistance of the surface layer is remarkably improved. In addition, the composite roller is made by fusing the shaft material with the roll outer layer material, thereby becoming a centrifugal casting compound roll with excellent surface fatigue resistance and suitable for a hot finishing roll.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】耐疲劳性优异的热轧用离心铸造制辊外层材料和热轧用离心铸造制复合辊
本专利技术涉及热轧用（hotrollingmill）辊（roll），特别涉及适合钢板的热精轧机（hotfinishrollingmill）的离心铸造制复合辊（CentrifugalCastroll）。
技术介绍
近年来，钢板的热轧技术的进步显著，与之相伴的是热轧用辊的使用环境更加苛刻。尤其是最近，高强度钢板、薄壁产品等热轧负荷大的钢板的生产量不断增大。因此，迫切期望提高使用的热轧用辊特性，尤其是提高耐磨损性（wearresistance）。针对于这种提高耐磨损性的要求，已开发并大量使用如下高速钢系辊（high-speedsteelroll），该高速钢系辊的外层组成（surfacelayer）为与高速度工具钢（high-speedtoolsteel）组成类似的组成，因分散有大量硬质碳化物而显著提高了耐磨损性。作为这样的高速钢系辊外层材料，例如在专利文献1、专利文献2中有记载。专利文献1中记载的辊外层材料以质量%计，含有C：1.5～3.5%、Si：1.5%以下、Mn：1.2%以下、Ni：5.5%以下、Cr：5.5～12.0%、Mo：2.0～8.0%、V：3.0～10.0%、Nb：0.5～7.0%，且以Nb、V和C的含量满足特定的关系、以及Nb与V之比在特定的范围内的方式含有Nb和V。由此，即便应用离心铸造法也能抑制外层材料中的偏析（segregation），制成耐磨损性和抗裂性（crackresistance）优异的轧制用辊外层材料。另外，专利文献2中记载的辊外层材料以质量%计，含有C：1.5～3.5%、Si：1.5%以下、Mn：1.2%以下、Cr：5.5～12.0%、Mo：2.0～8.0%、V：3.0～10.0%、Nb：0.5～7.0%，且以Nb、V和C的含量满足特定的关系、以及Nb与V之比在特定的范围内的方式含有Nb和V。由此，即便应用离心铸造法也能抑制辊外层材料中的偏析，提高耐磨损性和抗裂性，大大有助于提高热轧的生产率。另外，专利文献3中，记载了辊表层的耐疲劳性（fatigueresistance）优异的辊外层材料。专利文献3中记载的辊外层材料以质量%计，含有C：2.2～2.6%、Si：0.2～0.7%、Mn：0.2～0.7%、Cr：5.0～8.0%、Mo：4.4～6.0%、V：5.3～7.0%、Nb：0.6～1.3%，且以Mo＋V、C－0.24V－0.13Nb分别在特定范围内的方式调节Mo、V、C、Nb含量而含有。由此，耐疲劳性显著提高，能够显著抑制辊表面损伤，提高辊寿命，并且轧制产品的表面品质得到显著提高。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平04－365836号公报专利文献2：日本特开平05－1350号公报专利文献3：日本特开2009－221573号公报
技术实现思路
然而，对最近的热轧钢板（轧制产品）要求进一步薄壁化、高强度化和高品质化，而且热轧负荷明显增大、另外伴随生产率提高的连续轧制量的增加等热轧条件更加严格，热轧用辊的使用环境越来越苛刻。在热轧用工作辊（workroll）的表面对被轧制材料进行热轧时，作用于辊滚动方向的摩擦应力（frictionstress）和作用于辊轴向的滚动应力（rollingmotionstress）反复作用。并且来自支撑辊（backuproll）的反复滚动应力也作用。随着如上所述的辊的使用环境的苛刻化，即便使用专利文献1、2中记载的辊外层材料，因这样的热和应力的反复负荷也会导致工作辊表层疲劳，辊轧制面的粗糙（surfacereteriolation）、疲劳裂纹（fatiguecrack）、表层的剥落（surfacechipping）等疲劳损伤（fatiguedamages）的发生成为严重的问题。另外，利用专利文献3中记载的辊外层材料仍存在有时发生表层的剥落、疲劳裂纹等这样的问题。本专利技术的目的在于有利地解决上述现有技术的问题，提供能够抑制剥落、疲劳裂纹等疲劳损伤的耐疲劳性优异的热轧用离心铸造制辊外层材料和热轧用离心铸造制复合辊。本专利技术人等为了实现上述目的，对影响离心铸造制辊表层的剥落、疲劳裂纹发生的各种重要因素进行了深入研究。其结果表明：在辊表层发生的剥落、疲劳裂纹是由伴随辊的使用环境的苛刻化的、在工作辊表面与由被轧制材料和冷却水（coolingwater）所致的反复热移动相伴而生的热滚动疲劳的增加，和来自支撑辊的过大面压（压缩应力）的反复负荷的重叠引起的。为了防止发生辊表层的剥落、疲劳裂纹，有效的是提高辊外层材料的耐热滚动疲劳性和增加压缩0.2%耐力。而且，对影响辊外层材料的耐热滚动疲劳性和压缩0.2%耐力的各种重要因素进行了研究。其结果首次发现：通过在将Mo和V含量调节到特定范围，并且将碳化物量调节到特定范围的基础上，含有微量Al和/或REM，从而耐热滚动疲劳性显著提高，且压缩0.2%耐力也提高。首先，对作为本专利技术的基础的实验结果进行说明。将具有如下组成的熔融金属在高频炉（highfrequencyfurnace）中熔解，利用离心铸造法铸造相当于辊外层材料的环状辊材料（外径：250mmφ，壁厚：55mm），上述熔融金属的组成是以质量%计，含有C：2.1～3.1%、Si：0.3～0.7%、Mn：0.3～1.0%、Nb：0.7～1.4%、Co：0～3.1%，并且使Cr在4.8～9.8%的范围变化、Mo在3.8～6.9%的范围变化、V在4.9～7.3%的范围变化，进一步含有0～0.018%的Al、0～0.023%的REM，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成。应予说明，浇铸温度（pouringtemperature）为1380℃～1450℃，离心力以重力倍数计为176G。铸造后，实施淬火处理、回火处理，将硬度调节到HS78～86。应予说明，淬火处理是加热到加热温度：1050℃，进行空冷或炉冷的处理，回火处理是在回火温度：540～560℃进行加热的处理。应予说明，对相当于用于热精轧轧制机用途的高速钢系离心铸造制辊外层材料（2.1质量%C－0.4质量%Si－0.4质量%Mn－6.3质量%Cr－4.2质量%Mo－5.1质量%V－0.1质量%Nb－剩余部分为Fe和不可避免的杂质）的材料（环状辊材料）同样地进行离心铸造，接着实施同样的热处理，作为基准（现有例）。从得到的环状辊材料采取疲劳试件（外径60mmφ、壁厚10mm），实施热滚动疲劳试验。应予说明，对疲劳试件通过使用0.20mmφ的导线的放电加工（导线切割）法在外周面的2个位置（相距180°的位置）导入如图2所示的缺口（深度t：1.2mm，周向长度L：0.8mm）。另外，对疲劳试件的滚动面的端部实施倒角（chamfer）（1.2C）。热滚动疲劳试验如图1所示按照试件和对象材料这2个圆盘滑动滚动方式进行。边对具有如图2所示的缺口的试件（疲劳试件）进行水冷边以700rpm使其旋转，并边以负荷980N使加热到790℃的对象片（材质：S45C，外径：190mmφ，宽度：15mm，有倒角）与旋转的该试件压接，边以滑动率：10%使其滚动。一直滚动至导入到疲劳试件的2个缺口折损为止，分别求出直至各缺口折损的滚动转数，将其平均值作为折损滚动转数。然后，将现有例的折本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐疲劳性优异的热轧用离心铸造制辊外层材料，是用于热轧用离心铸造制复合辊的辊外层材料，其特征在于，具有如下组成：以质量％计，以满足下述(1)式的方式含有C：2.3～2.9％、Si：0.2～0.8％、Mn：0.2～1.0％、Cr：5.0～7.5％、Mo：4.4～6.5％、V：5.3～7.0％、Nb：0.6～1.5％、Co：0.1～4.0％，进一步含有Al：0.001～0.018％和/或REM：0.001～0.03％，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，14.0≤(Mo+1.7V)≤17.0 ····(1)在此，Mo、V：以质量％计的各元素的含量，辊外层材料的碳化物以面积率计在13～20％的范围。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.19 JP 2011-229398;2012.02.20 JP 2012-033501.一种耐疲劳性优异的热轧用离心铸造制辊外层材料，是用于热轧用离心铸造制复合辊的辊外层材料，其特征在于，具有如下组成：以质量％计，以满足下述(1)式的方式含有C：2.3～2.9％、Si：0.2～0.8％、Mn：0.2～1.0％、Cr：5.0～7.5％、Mo：4.4～6.5％、V：5.3～7.0％、Nb：0.6～1.5％、Co：0.1～4.0％，进一步含有Al：0.001～0.018％和/或REM：0.001～0.03％，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，14.0≤(Mo+1.7V)≤17.0····(1)在...

【专利技术属性】
技术研发人员：市野健司，持田哲男，柴田浩光，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP