JPS5828343B2 - 熱延搬送ロ−ラ用鋼 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱延搬送ローラ用鋼に関する。

赤熱した被加工物を搬送するローラはその使用条件から
耐熱亀裂性および耐摩耗性が要求され、この種のローラ
材としては従来は高温強度の高いマルテンサイト系の５
ＵＳ４４０Ｃ鋼や析出硬化型のＳＵＳ ６３０鋼等が用
いられている。

しかし、これらの鋼種においては熱亀裂および摩耗によ
る損傷が多く発生し、実用上なお満足には程遠いもので
あって、性能の改善が強く要望されていた。

本発明者らはこの要望にこたえて十分な耐熱亀裂性と耐
摩耗性をそなえ、苛酷な使用条件下でも耐久力のある熱
延搬送ローラを提供すべく研究を重ねた結果、本発明に
至ったものである。

本発明の鋼は、Ｃ：０．６０〜１．１０俤、Ｓｉ：ｔｏ
％以下、Ｍｎ ： １．０％以下、Ｃｒ ： １１．０
−１８．０俤およびＭｏ：０．２０〜２．５０％を含有
し、■およびＮｂの少なくとも１種を単独または合計量
で０．０２〜２．０ ％含有し、ざらにＮｉ：２．０％
以下、Ｃｕ：２．０％以下およびＣｏ：２．０％以下の
少なくとも１種を含有し、残部が鉄および不可避の不純
物からなる熱延搬送ローラ用鋼である。

この鋼は、焼入・焼もどし処理によって著しい二次硬化
を起し、５５０℃程度の焼もどしによってＨａｃが６１
前後まで上昇する。

このように処理した鋼は、従来使用していた鋼にくらべ
て耐熱亀裂性、耐摩耗性とも著しく向上している。

次に、本発明の鋼の成分組成の範囲を上記のように限定
した理由を述べる。

Ｃ：焼入かたさを確保するために、０．６０１％以上の
存在が必要である。

しかし、１．１０％を超える存在は巨大な共晶炭化物が
結晶粒界に析出し、靭性を劣化させるので望ましくない
。

Ｓｉ：製鋼工程中で脱酸用元素として添加されるが、多
量に含まれると熱処理後の靭性を損うため１．０％以下
に止める。

Ｍｎ：これも製鋼工程上、脱酸および脱硫用の元素とし
て必要であるが、熱間加工性および靭性の低下を避ける
ため１．０ ％以下とする。

Ｃｒ：耐熱亀裂性および熱間かたさを確保するための必
須成分であり、少くとも１１．ｏ％以上の添加が必要で
あるが、過大であると残留オーステナイト量が多くなり
強度の低下を招くので、１ｓ、ｏ％までとする。

Ｍｏ：焼もどし軟化抵抗性および二次硬化性の向上に大
きく寄与し、熱間かたさと耐摩耗性を確保するために必
須の成分であり、少くとも０．２％の添加が必要である
。

添加量が多いほどこの効果は顕著になるが、本発明の目
的達成のためには２．５φまでで足り、それ以上の添加
は不経済である。

Ｖ、Ｎｂ：結晶粒の微細化および焼もどし軟化抵抗性と
二次硬化性の向上に役立ち、靭性と高温強度を高めるの
に不可欠の成分である。

いずれか一方でもよく、また複合してもよく、単独また
は合訓量で少くとも０．０２俤の添加を要する。

ただし、２．０俤を超える添加はそれ以上の効果をもた
らさず、しかもコスト高を招くので不利である。

Ｎｉ 、Ｃｕ、Ｃｏ ：いずれも熱間における強度、靭
性および耐酸化性の向上に有効な成分てあり、その１種
、２種または３種を各々２．０俤以下の量で添加する。

２．０ ％を超える添加はコスト高となり有利でない。

また本発明の鋼は、上記の基本合成組成に対して微量の
Ｃａを添加することにより被削性を改善することができ
る。

Ｃａは被削性の改善に際して耐熱亀裂性および耐摩耗性
を損わない利点があり、被削性の効果を得るには０．０
００５％以上あればよ＜、０．０２０優までで十分であ
る。

この上限を超える添加は熱間加工性と靭性に悪影響を与
える。

熱延搬送ローラは本発明の鋼を使用し、機械加工を行な
ったのち焼入・焼もどし処理および必要な仕上加工を施
して製造される。

ローラの製造に当っては、従来既知の技術がもちろん利
用できる。

ローラ全体を本発明の鋼材で一体的に鋳造し、加工して
つくることができるほか、高温の被加工物と接触する外
周面だけに本発明の鋼材を用い、内側は通常の機械構造
用鋼を用いていわゆるスリーブタイプの構造とすること
ができるのはいうまでもなく、後者の態様は大型のロー
ラにおいては経済的に有利である。

以下、本発明を実施例により具体的に段切する。

実施例 １ 第１表に示す戒分組威の合金を溶製し、種々の特性を調
べた。

Ａ〜１は本発明の鋼であり、ＪおよびＫは比較のために
溶製した５ＵＳ４４０ＣおよびＳＵＳ ６３０に相当す
る鋼である。

第１表の組成の合金鋼に対して、種々の温度で焼入（溶
体化）、焼もどしく析出硬化）処理を行なってかたさを
調べた。

焼入は鋼Ａ−Ｊについては１０５０℃Ｘ２０分、空冷で
行ない、鋼Ｋについては１０４０℃×２０分、空冷で行
ない、また焼もどしは全ての鋼について２００〜６００
℃の種々の所定温度０１時間、空冷で行なった。

その結果を第１図に示す。

図のグラフにみるとおり比較材の鋼Ｊ（ＳＵＳ４４０Ｃ
相当鋼）は焼もどし温度の上昇にともなってかたさが低
下し、５００℃焼もどしでＨａｃが５５以下になった。

また鋼Ｋ（ＳＵＳ６３０相当鋼）は溶体化後の析出硬化
処理によってかたさは向上するが、最高値はＨＲＯ４４
程度である。

これにたいして本発明の鋼は第１図中の斜線の領域内で
変化し、焼もどし温度の上昇にともなってかたさは一旦
低下するが５００℃〜５５０℃の焼もどしでは二次硬化
がみられ、ＨＲ，０６１前後まで向上する。

このように、本発明の鋼は焼入処理後５００〜５５０℃
程度で焼もどすことにより、従来から用いられている合
金鋼にくらべて高いかたさが得られることが明らかであ
る。

次に本発明の鋼（Ａ〜１）と比較較Ｊについて、温間か
たさを調べた。

本発明の鋼に対しては焼入１０５０℃Ｘ２０分、空冷→
焼もどし５５０℃×１時間、空冷処理の条件を用いたが
鋼Ｊに対しては、第１図に示したかたさ試験の結果を考
慮して、焼入１０５０℃×２０分、油冷→焼もどし２０
０℃×１時間、空冷処理の条件を用いた。

結果を第２図に示す。

同図のグラフにみるように、鋼Ｊは試験温度の上昇に伴
ってかたさが徐々に低下し、５００℃を超えると急激に
低落する。

本発明の鋼も温度の上昇に伴いかたさを低下する傾向を
示すが、高温でもそれほど急激でなく、いずれの温度に
おいてもかたさレベルが鋼Ｊに比較してＨｙ？こして５
０〜１００程度あるいはそれ以上高い。

以上のとおり、本発明の鋼は従来使用されていた鋼に比
して高い高温かたさを示すことがわかる。

次に、第１表の鋼材について、焼入・焼もどし処理後、
かたさおよび耐摩耗性を調べた。

試験条件および試験結果を第２表に示す。

第２表の結果は、本発明の鋼材はいずれも比較材の５Ｕ
Ｓ４４０℃相当鋼およびＳＵＳ ６３０相当鋼にくらべ
て摩耗量が少なく、耐摩擦性が向上したことを示してい
る。

実施例 ２ 第３表に示す成分組成の合金鋼を溶製し、遠心鋳造によ
って外径３０７ｍ１＋ｘ内径２４０＠ｉｌＸ長さ２１８
５ｇ１＋の外層を鋳造し、さらにその内側にＪＩＳＳＣ
４２−ＣＦ相当鋼を遠心鋳造して両者を溶着させ、機械
加工ののち第４表に示す熱処理米を施して熱間圧延機の
搬送用ローラを製造した。

Ｌ−Ｐは本発明の鋼、ＱおよびＲは比較のための５ＵＳ
４４０ＣおよびＳＵＳ ６３０相当鋼である。

上記の熱延搬送用ローラを圧延ラインに実際に組込み、
それぞれ使用時間が１５００時間に達した時点で取はず
して表面の熱亀裂発生状況を調べた。

その結果を熱処理条件および表面かたさの値とともに第
４表に示す。

第４表のデータから、本発明の鋼から製造したローラは
従来のローラにくらべてクラック数はあきらかに少なく
、良好な耐熱亀裂性を有することがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の鋼および比較材の焼もどし温度とか
たさとの関係を示すグラフである。 第２図は、焼入・焼もどし処理を施した本発明の鋼およ
び比較材の試験温度とかたさとの関係を示すグラフであ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｉ Ｃ：０．６０〜１．１０多、 Ｓｉ：１．０％以下、 Ｍｎ ： １．０％以下、 Ｃｒ ： １１．０−１８．０％ Ｍｏ ： ０．２０〜２．５０％、 ■およびＮｂの少なくとも１種： ０．０２〜２．０％
   、お」ブＮｉ：２．０％以下、Ｃｕ：２．０％以下およ
   びＣｏ ： ２．０％の少なくとも１種 を含有し、残部が鉄および不可避の不純物からなる熱延
   搬送ローラ用鋼。 ２Ｃ：０．６０〜１．１０％、 Ｓｉ ： １．０％以下、 Ｍｎ ： １．０多以下、 Ｃｒ ： １１．０−１８．０％、 Ｍｏ ： ０．２０〜２．５０％、 ■およびＮｂの少なくとも１種：０．０２〜２．０％Ｎ
   ｉ：２．０％以下、Ｃｕ：２．０％以下およびＣｏ ：
   ２．０％の少なくとも１種、およびＣａ ： ０．０
   ００５〜０．０２０％ を含有し、残部が鉄および不可避の不純物からなる熱延
   搬送ローラ用鋼。