热轧用辊外层材料及热轧用复合辊制造技术

本发明专利技术的目的在于提供确保耐磨损性并且使辊表面的凹坑状缺陷减少、耐表面粗糙性优异的热轧用辊外层材料及热轧用复合辊。热轧用辊外层材料的特征在于，具有下述组成：以质量％计含有C：2.0～3.0％、Si：0.2～1.0％、Mn：0.2～1.0％、Cr：4.0～7.0％、Mo：3.0～6.5％、V：5.0～7.5％、Nb：0.5～3.0％、Ni：0.05～3.0％、Co：0.2～5.0％、W：0.5～5.0％，并且C、Cr、Mo、V、Nb、Ni、W的含量满足下述式(1)，余量由Fe及不可避免的杂质形成，基体组织的85％以上为回火马氏体及/或贝氏体组织，回火马氏体或贝氏体的短径为0.5～3.0μm。0.05≤(％C‑％V×0.177‑％Nb×0.129‑％Cr×0.099‑％Mo×0.063‑％W×0.033)+(％Ni)≤4.0(1)。其中，％C、％V、％Nb、％Cr、％Mo、％W、％Ni为各元素的含量(质量％)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热轧用辊外层材料及热轧用复合辊
本专利技术涉及热轧用复合辊，尤其涉及适合用作钢板的热轧精轧机用途的热轧用辊外层材料及热轧用复合辊。
技术介绍
近年来，随着钢板的热轧技术的进步，辊的使用环境越发严酷，另外，高强度钢板、薄壁制品等轧制负荷大的钢板的生产量也在增加。因此，在轧制用作业辊中，产生由轧制面的疲劳所引起的表面粗糙、碎屑剥落缺陷(chippingdefects)的情况变多，强烈要求比以往更高水准的耐表面粗糙性和耐碎屑剥落性。目前，在热轧中多使用高速钢系辊，所述高速钢系辊通过添加几％量的V而大量形成硬质碳化物，从而使耐磨损性提高。作为这样的高速钢系辊的外层材料，例如，专利文献1中提出了下述轧制用辊外层材料，其包含C：1.5～3.5％、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％，并且，以Nb、V及C的含量满足特定关系、且Nb与V之比处于特定范围内的方式含有Nb及V。由此，即使应用离心铸造法也能抑制外层材料中的硬质碳化物的偏析，成为耐磨损性和耐裂纹性优异的轧制用辊外层材料。另外，专利文献2中提出了下述轧制用辊外层材料，其包含C：1.5～3.5％、Cr：5.5～12.0％、Mo：2.0～8.0％、V：3.0～10.0％、Nb：0.5～7.0％，并且，以Nb、V及C的含量满足特定关系、且Nb与V之比处于特定范围内的方式含有Nb及V。由此，即使应用离心铸造法，也能抑制外层材料中的硬质碳化物的偏析，耐磨损性和耐裂纹性提高，对热轧的生产率提高有较大贡献。另一方面，从热轧制品的品质提高和生产率提高的观点考虑，热轧用辊的使用环境变得越发苛酷，钢板的连续轧制量也在增加。此外，对热轧制品的表面品质的要求也越发严格。因此，与抑制磨损相比，抑制表面粗糙这样的辊表面的疲劳损伤成为更大的课题。针对这样的课题，专利文献3中提出了下述离心铸造制复合辊，其包含C：2.2～2.6％、Cr：5.0～8.0％、Mo：4.4～6.0％、V：5.3～7.0％、Nb：0.6～1.3％，并以Mo+V、C-0.24V-0.13Nb处于特定范围内的方式调节C、Mo、V、Nb含量，从而使得热轧环境下的辊表层的耐疲劳性优异。另外，专利文献4中提出了下述轧制用辊外层材料，其含有C：1.3～2.2％、Si：0.3～1.2％、Mn：0.1～1.5％、Cr：2.0～9.0％、Mo：9.0％以下、V：4.0～15.0％、及W：20.0％以下、Ni：5.0％以下、Co：10.0％以下中的任意一种或两种以上，并且余量实质上为Fe及不可避免的杂质，分散于其组织中的碳化物的尺寸在特定范围内。专利文献4中，通过减少容易形成粗大碳化物的共晶碳化物量，从而能够减少凹坑状缺陷。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号公报专利文献4：日本专利第3962838号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，近年来的轧制技术以惊人的速度朝轧制钢板的高品质化和高级化进步。同时对于轧制也严格地追求低成本化，因此辊的使用环境愈加严酷。因此，就以往的仅着眼于碳化物的辊材质的设计而言，出现了无法减少凹坑状缺陷的产生的情况。本专利技术是鉴于上述情况而作出的，目的在于提供确保耐磨损性并且使辊表面的凹坑状缺陷减少的、耐表面粗糙性优异的热轧用辊外层材料及热轧用复合辊。用于解决课题的手段本申请的专利技术人对形成于热轧用辊表面的凹坑状缺陷的产生部位进行了详细调查。结果明确了，凹坑状缺陷是因共晶碳化物(主要是M2C系、M6C系、M7C3系及M23C6系碳化物)产生的裂纹在基体组织中传播而碎屑剥落(chipaway)成凹坑状所产生的。因此，为了减少凹坑状缺陷，除了以往那样着眼于碳化物种类、尺寸外，认为降低裂纹在基体组织中的传播速度是有效的，由此完成了本专利技术。即，针对影响辊外层材料的耐热滚动疲劳性和基体组织尺寸的各种因素进行了研究，结果获得了以往未知的见解，即，通过调节各元素的成分范围、以及以各元素满足特定关系的方式调节各元素的含量，从而热轧时的耐疲劳性显著提高。此外，还获得了以下见解，即，通过控制基体组织尺寸，热轧时的耐疲劳性进一步显著提高。首先，对作为本专利技术的基础的实验结果进行说明。使用高频感应炉将下述组成的熔融金属熔融，并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，宽度：65mm，壁厚：55mm)，所述组成为：以质量％计设定为Si：0.1～1.5％、Mn：0.1～1.5％，并且使C在1.6～3.5％的范围、Cr在3.5～9.0％的范围、Mo在2.1～7.0％的范围、V在4.1～8.5％的范围、Nb在0.3～4.6％的范围、Ni在0.02～3.6％的范围、Co在0.3～8.0％的范围、W在0.2～8.0％的范围内变化，余量为Fe及不可避免的杂质。需要说明的是，浇铸温度为1450℃～1530℃，就离心力而言，以使得环状辊材料的外周部以重力倍数计成为180G的方式设定。铸造后，实施淬火处理、回火处理，使硬度为HS78～86。需要说明的是，淬火处理是加热到1070℃的加热温度、然后进行空冷的处理。另外，对于回火处理而言，为了使残余奥氏体量小于10％(以体积％计)，于530～570℃的温度根据成分实施2次或3次。从得到的环状辊材料采集热轧疲劳试验片(外径60mmφ，壁厚10mm)，按照日本特开2010-101752实施热轧疲劳试验，所述热轧疲劳试验显示出能够再现性良好地评价实际生产中的热轧用作业辊的耐疲劳性。需要说明的是，疲劳试验片中，通过使用了0.2mmφ的线材(wire)的放电加工(线切割)法，在外周面的2个部位导入了图1所示那样的缺口(深度t：1.2mm，周向长度L：0.8mm)。另外，对疲劳试验片的转动面的端部实施了1.2C的倒角。如图1所示，热轧疲劳试验通过具有缺口的试验片(热轧疲劳试验片)和经加热的配对件的双圆盘滚动滑动转动方式(rolling-slidingmode)进行。即，如图1所示，一边用冷却水2将试验片(热轧疲劳试验片)1进行水冷，一边使其以700rpm旋转，将利用高频感应加热线圈3加热至800℃的配对片(材质：S45C，外径：190mmφ，宽度：15mm)4以980N的负荷按压于旋转的该试验片1，同时使其以9％的滑动率转动。使热轧疲劳试验片1转动，直至导入该热轧疲劳试验片1中的两个缺口5破损，分别求出直至各缺口破损为止的转动旋转次数，将其平均值作为热轧疲劳寿命。此外，将热轧疲劳寿命超过350千次的情况评价为热轧疲劳寿命显著优异。另外，对得到的环状辊材料进行组织观察。就组织观察而言，在环状辊材料的距外表面10mm的内部的任意位置，采集10×10×5mm(5mm为环的壁厚方向)的组织观察试验片，并对10×10mm的面进行镜面抛光，用硝酸乙醇溶液(5体积％硝酸+乙醇)腐蚀10秒左右，然后使用光学显微镜进行组织观察。另外，为了测定回火马氏体或贝氏体的短径(短轴长度)，在得到的环状辊材料的距外表面10mm的内部的任意位置，采集测定试验片(5mm×10mm×5mm)，对5mm×10mm的面进行镜面抛光，实施E本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.热轧用辊外层材料，其特征在于，具有下述组成：以质量％计含有C：2.0～3.0％、Si：0.2～1.0％、Mn：0.2～1.0％、Cr：4.0～7.0％、Mo：3.0～6.5％、V：5.0～7.5％、Nb：0.5～3.0％、Ni：0.05～3.0％、Co：0.2～5.O％、W：0.5～5.O％，并且C、Cr、Mo、V、Nb、Ni、W的含量满足下述式(1)，余量由Fe及不可避免的杂质形成，所述热轧用辊外层材料中，基体组织的85％以上为回火马氏体及/或贝氏体组织，回火马氏体或贝氏体的短径为O.5～3.Oμm，0.05≤(％C‑％V×0.177‑％Nb×0.129‑％Cr×0.099‑％Mo×0.063‑％W×0.033)+(％Ni)≤4.0   (1)其中，％C、％V、％Nb、％Cr、％Mo、％W、％Ni为各元素的含量(质量％)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.07 JP 2016-1743291.热轧用辊外层材料，其特征在于，具有下述组成：以质量％计含有C：2.0～3.0％、Si：0.2～1.0％、Mn：0.2～1.0％、Cr：4.0～7.0％、Mo：3.0～6.5％、V：5.0～7.5％、Nb：0.5～3.0％、Ni：0.05～3.0％、Co：0.2～5.O％、W：0.5～5.O％，并且C、Cr、Mo、V、Nb、Ni、W的含量满足下述式(1)，余量由Fe及不可避...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩田直道，铃木健史，松村祥一，
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