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公開番号2025006374
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-17
出願番号2023107126
出願日2023-06-29
発明の名称熱間圧延用ロール外層材および熱間圧延用複合ロール
出願人JFEスチール株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類C22C 30/02 20060101AFI20250109BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】耐肌荒れ性および耐摩耗性に優れる熱間圧延用ロール外層材を提供することを目的とする。
【解決手段】所定の式(1)で表される混合エントロピーΔS_mixが0.0110kJ/(mol×K)以上、所定の式(2)で表される混合エンタルピーΔH_mixが-25.0kJ/mol以上5.0kJ/mol以下、所定の式(3)で表される平均融点T_m,aveが1830K以下を満たす成分組成を有する、熱間圧延用ロール外層材。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
下記式（１）で表される混合エントロピーΔＳ
ｍｉｘ
が０．０１１０ｋＪ／（ｍｏｌ×Ｋ）以上、下記式（２）で表される混合エンタルピーΔＨ
ｍｉｘ
が－２５．０ｋＪ／ｍｏｌ以上５．０ｋＪ／ｍｏｌ以下、下記式（３）で表される平均融点Ｔ
ｍ，ａｖｅ
が１８３０Ｋ以下を満たす成分組成を有する、熱間圧延用ロール外層材。
TIFF
2025006374000009.tif
17
160
ここで、Ｒは気体定数８．３１４×１０
－３
ｋＪ／（ｍｏｌ×Ｋ）、ｉは成分組成中に含まれるｎ種の元素を順に並べた時にｉ番目の元素であることを意味し、ｘ
ｉ
はｉ番目の元素のモル分率である。
TIFF
2025006374000010.tif
18
160
ここで、ΔＨ
ｉｊ
は二元系合金における等原子組成比合金の液相における混合エンタルピー［ｋＪ／ｍｏｌ］である。ｉおよびｊは成分組成中に含まれるｎ種の元素を順に並べた時にｉ番目およびｊ番目の元素であることを意味し、ｘ
ｉ
およびｘ
ｊ
はｉ番目およびｊ番目の元素のモル分率である。
TIFF
2025006374000011.tif
17
160
ここで、ｉは成分組成中に含まれるｎ種の元素を順に並べた時にｉ番目の元素であることを意味し、Ｔ
ｍ，ｉ
はｉ番目の元素における純元素の融点［Ｋ］であり、ｘ
ｉ
はｉ番目の元素のモル分率である。
続きを表示（約 710 文字）【請求項２】
前記成分組成は、原子％で、
Ａｌ：０％超２５．０％以下、
Ｃｏ：０％超３５．０％以下、および
Ｎｉ：０％超３５．０％以下を含み、
さらに、
Ｓｉ：０％超２５．０％以下、
Ｔｉ：０％超２５．０％以下、
Ｖ：０％超２５．０％以下、
Ｃｒ：０％超３５．０％以下、
Ｆｅ：０％超３５．０％以下、
Ｃｕ：０％超４５．０％以下、
Ｍｏ：０％超３０．０％以下、および
Ｗ：０％超１５．０％以下のうちから選ばれた２種以上を含有し、
残部が不可避的不純物からなる、請求項１に記載の熱間圧延用ロール外層材。
【請求項３】
Ａｌ、Ｃｏ、Ｎｉの含有量の合計が、原子％で、３５．０～８２．０％である、請求項２に記載の熱間圧延用ロール外層材。
【請求項４】
２０℃で測定した平均ビッカース硬さが６２０ＨＶ以上８５０ＨＶ以下であり、２０℃で測定したビッカース硬さの最大値と最小値の差が１２０ＨＶ以下である、請求項１～３のいずれかに記載の熱間圧延用ロール外層材。
【請求項５】
外層と内層の２層、または外層と中間層と内層の３層を有する熱間圧延用複合ロールであって、
前記外層が、請求項１～３のいずれかに記載の熱間圧延用ロール外層材からなる、熱間圧延用複合ロール。
【請求項６】
外層と内層の２層、または外層と中間層と内層の３層を有する熱間圧延用複合ロールであって、
前記外層が、請求項４に記載の熱間圧延用ロール外層材からなる、熱間圧延用複合ロール。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱間圧延用として好適な圧延用ロール外層材および圧延用複合ロールに関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、高品質な鋼板の需要が増加しており、それにともない鋼板の熱間圧延技術を向上させることが求められている。そのため、熱間圧延設備で使用され該鋼板と接触する熱間圧延用ロールの特性の向上、特に耐摩耗性の向上が強く要求されている。このような問題を解決し、耐摩耗性を向上させるため、工具鋼の一種である高速度鋼をベースに、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗなどの炭化物形成元素を含有し、Ｖ系ＭＣ型炭化物、Ｍｏ、Ｗ系Ｍ
２
Ｃ型炭化物、Ｃｒ系Ｍ
７
Ｃ
３
型炭化物（Ｍは炭化物を形成する金属元素を示す。）などの硬質炭化物を多量に導入し、硬さを向上させたハイスロールが用いられている。
【０００３】
従来、上記耐摩耗性を向上させる様々な技術が開示されている。例えば、特許文献１には、質量％で、Ｃ：１．０～２．６％、Ｃｒ：４．０～１０．０％、Ｍｏ：５．０～１０．０％、Ｗ：５．０％未満、Ｖ：３．０～８．０％を含有し、１２．０％≦２Ｍｏ＋Ｗ≦２０．０％、２Ｍｏ／Ｗ≧３．０、０．２％≦Ｃ－０．２４Ｖ≦０．７％を満足するＦｅ基合金である圧延用ロールの技術が開示されている。これによって、耐摩耗性に特に寄与するＭＣ、Ｍ
４
Ｃ
３
、Ｍ
２
Ｃ、Ｍ
６
Ｃ炭化物を最適な範囲で生成させ、耐摩耗性に優れた圧延用ロールが得られるとしている。
【０００４】
また、特許文献２には、質量％で、Ｃ：０．７～３．６％、Ｓｉ：０．２～２．５％、Ｍｎ：０．２～２．０％、Ｃｒ：２．０～１０％、Ｍｏ：０．２～１０％、Ｖ：２．０～１０％、Ｂ：０．００１～０．５０％、Ａｌ：０．００１～０．５０％、Ｔｉ：０．００１～０．５０％、Ｚｒ：０．００１～０．５０％、Ｃｕ：０．００１～０．５０％、Ｍｇ：０．００１～０．５０％、Ｃａ：０．００１～０．５０％を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、さらにＮｉ：０．１～１０％、Ｗ：０．２～１０％、Ｎｂ：０．２～１０％、Ｃｏ：０．２～１０％の１種または２種以上を含有する圧延用複合ロールの外層材の技術が開示されている。これによって、ＭＣ炭化物を微細均一かつ球状に晶出させたミクロ組織を得ることで、耐摩耗性に優れた圧延用複合ロールの外層材が得られるとしている。
【０００５】
特許文献３には、質量基準で、Ｃ：１～３％、Ｓｉ：０．４～３％、Ｍｎ：０．３～３％、Ｎｉ：１～５％、Ｃｒ：２～７％、Ｍｏ：３～８％、Ｖ：３～７％、及びＢ：０．０１～０．１２％を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる化学組成を有し、かつ式（１）：Ｃｒ／（Ｍｏ＋０．５Ｗ）＜－２／３［Ｃ－０．２（Ｖ＋１．１９Ｎｂ）］＋１１／６により表される関係（ただし、任意成分であるＷ及びＮｂを含有しない場合、Ｗ＝０及びＮｂ＝０である。）を満足し、面積率で１～１５％のＭＣ炭化物、０．５～２０％の炭ホウ化物、及び０．５～２０％のＭｏ系炭化物を含有する熱間圧延用複合ロールの技術が開示されている。これにより、ＭＣ炭化物によって耐摩耗性に優れた熱間圧延用複合ロールが得られるとしている。
【０００６】
特許文献４には、質量基準で、Ｃ：１．５０～２．７０％、Ｓｉ：０．３～３％、Ｍｎ：０．１～３％、Ｎｉ：０．１～２．５％、Ｃｒ：４．０～７．０％、Ｍｏ：４．１～８．０％、Ｖ：５．０～１０．０％、Ｗ：０～０．４％、Ｎｂ：０．１～３．０％、Ｎ：０．００５～０．１５％、Ｂ：０～０．０５％を含有し、さらにＣｏ：０．１～５％、Ｚｒ：０．０１～０．５％、Ｔｉ：０．０５～０．５％及びＡｌ：０．００１～０．５％からなる群から選ばれた少なくとも一種を含有し、残部が実質的にＦｅ及び不可避的不純物からなるＦｅ合金からなり、Ｖ含有量（質量％）とＮｂ含有量（質量％）との比Ｖ／Ｎｂが１～２０．０であり、次式：Ｃ－ｂａｌ＝Ｃ％－０．２×Ｖ％－０．０６×Ｃｒ％－０．０６３×Ｍｏ％－０．０３３×Ｗ％－０．１３×Ｎｂ％［ただし、Ｃ％、Ｖ％、Ｃｒ％、Ｍｏ％、Ｗ％及びＮｂ％は、それぞれＣ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ及びＮｂの含有量（質量％）である。］で示されるＣ－ｂａｌが０～０．２８である、耐摩耗性に優れた圧延用遠心鋳造複合ロールの技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２００４－１８３０８５号公報
特開２００２－１６１３３１号公報
国際公開第２０１５／０４５９８４号
特開２０２０－０２２９８９号公報
【非特許文献】
【０００８】
ＡｋｉｒａＴａｋｅｕｃｈｉ；ＭａｔｅｒｉａｌｓＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ，Ｖｏｌ．４６，Ｎｏ．１２（２００５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、高品質鋼板の需要が高まる中で鋼板の熱間圧延技術の向上にともなって、ますます熱間圧延用ロールに要求される特性が厳しくなり、耐摩耗性だけではなく、耐肌荒れ性も強く要求されている。特許文献１～４に記載されている技術では、炭化物生成量の適正化や炭化物形態の制御によって熱間圧延用ロールの耐摩耗性は改善されている。しかし、熱間圧延用ロール材の基地は焼戻しマルテンサイトおよびベイナイトから構成されており、炭化物と比較して基地の硬さが低いため、基地は炭化物よりも摩耗しやすい。基地の摩耗が進展すると、基地は炭化物を支持することができなくなり、炭化物の欠け落ちが生じる。そのため、欠け落ち部と非欠け落ち部で凹凸が生じ、ロール表面の凹凸が被圧延材に転写して、製品である鋼板の品質不良の原因となる。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、耐肌荒れ性および耐摩耗性に優れる熱間圧延用ロール外層材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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