【事件の表示】
　特許第６２９２３６２号発明「熱間圧延用ロール外層材および熱間圧延用複合ロール」の特許異議申立事件について、次のとおり決定する。
【結　論】
　特許第６２９２３６２号の明細書及び特許請求の範囲を訂正請求書に添付された訂正明細書及び特許請求の範囲のとおり、訂正後の請求項〔１−２〕について訂正することを認める。
　特許第６２９２３６２号の請求項１ないし２に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続の経緯
　特許第６２９２３６２号の請求項１及び２に係る特許についての出願は、平成２９年６月２８日（優先権主張　平成２８年９月７日）に出願され、平成３０年２月２３日にその特許権の設定登録がされ、同年３月１４日に特許掲載公報が発行された。そして、本件特許異議の申立ての経緯は、次のとおりである。
平成３０年　９月１４日　　：特許異議申立人内山信一（以下「特許異議申立人」という）による請求項１及び２に係る特許に対する特許異議の申立て
　同　　年１１月１３日付け：取消理由通知書
平成３１年　１月１５日　　：特許権者による意見書及び訂正請求書の提出
　同　　年　２月２５日　　：特許異議申立人による意見書の提出
　同　　年　３月２７日付け：訂正拒絶理由通知書
　同　　年　４月１９日　　：特許権者による意見書の提出
令和　１年　６月２４日付け：取消理由通知書（決定の予告）
　同　　年　７月２９日　　：特許権者との面接
　同　　年　８月２６日　　：特許権者による意見書及び訂正請求書の提出
　同　　年１０月１７日　　：特許異議申立人による意見書の提出
　なお、平成３１年１月１５日にされた訂正の請求は、特許法第１２０条の５第７項の規定により、取り下げられたものとみなす。
２．訂正の適否
（１）訂正の内容
　令和１年８月２６日の訂正請求（以下「本件訂正請求」という）による訂正事項は、以下のとおりである（下線部は訂正箇所を示す）。
ア　訂正事項１
　特許請求の範囲の請求項１に「測定面上で、長径が５μｍ以上の焼戻しマルテンサイトまたはベイナイトの短径は０．５〜３．０μｍである」とあるのを、「測定面上で、長径が５μｍ以上の焼戻しマルテンサイトまたはベイナイトの短径は
平均値で
　特許請求の範囲に係る訂正事項１は、一群の請求項〔１−２〕に対して請求されたものである。
イ　訂正事項２
　明細書の段落【００１３】に「隣接する測定点との方位差が１５°以上の箇所に境界線を引き、図２に示すように、境界線で囲まれた領域を一つの結晶として、測定面上で、長径が５μｍ以上の２０個の結晶の短径を測定し、その平均値を算出した。」とあるのを、「隣接する測定点との方位差が１５°以上の箇所に境界線を引き、図２に示すように、境界線で囲まれた領域を一つの結晶として、測定面上で、長径が５μｍ以上の２０個の結晶の短径を測定し、その平均値を算出した。
以下、この短径の平均値を「μｍ」で表記する。
　明細書に係る訂正事項２は、一群の請求項〔１−２〕について請求されたものである。
（２）訂正の目的の適否、新規事項の有無、特許請求の範囲の拡張又は変更の存否
ア　訂正事項１
　上記訂正事項１は、請求項１における測定面上での焼戻しマルテンサイトまたはベイナイトの短径について、特定がなかったものを具体的に特定するものであるため、「明瞭でない記載の釈明」及び「特許請求の範囲の減縮」を目的とするものである。
　また、訂正後の「測定面上で、長径が５μｍ以上の焼戻しマルテンサイトまたはベイナイトの短径は平均値で０．５〜３．０μｍである」という事項は、本件出願の国際出願当初の明細書の段落【００１３】に、「また、
焼戻しマルテンサイトまたはベイナイトの短径
を測定するため
測定面上で、長径が５μｍ以上の２０個の結晶の短径を測定し、その平均値を算出
　さらに、訂正を行ったことにより、焼戻しマルテンサイトまたはベイナイトの短径が「平均値」のものに限定されたため、特許請求の範囲を拡張又は変更するものにも該当しない。
イ　訂正事項２
　上記訂正事項２は、訂正前の段落【００１３】に「隣接する測定点との方位差が１５°以上の箇所に境界線を引き、図２に示すように、境界線で囲まれた領域を一つの結晶として、測定面上で、長径が５μｍ以上の２０個の結晶の短径を測定し、その平均値を算出した。」と記載されているところ、当該段落【００１３】以降の段落に出てくる「焼戻しマルテンサイトまたはベイナイトの短径」について、平均値で算出して「μｍ」単位で表記し、請求項１の記載と整合させたことを明確にしたものであるから、「明瞭でない記載の釈明」を目的とするものであり、新規事項の追加や特許請求の範囲を拡張又は変更するものには該当しない。
（３）小括
　以上のとおり、上記訂正事項１及び２に係る訂正は、特許法第１２０条の５第２項ただし書第１及び３号に規定する特許請求の範囲の減縮及び明瞭でない記載の釈明を目的とするものに該当し、また、同法同条第９項において準用する同法第１２６条第５項及び第６項の規定に適合している。
　したがって、明細書、特許請求の範囲を、訂正請求書に添付された訂正明細書、特許請求の範囲のとおり、訂正後の請求項〔１−２〕について訂正することを認める。
３．取消理由の概要
　本件特許について、当審が特許権者に通知した令和１年６月２４日付け取消理由の要旨は、次のとおりである。
　理由１（実施可能要件）　本件特許は、明細書の記載に不備があるため、特許法第３６条第４項第１号に規定する要件を満たしていない特許出願に対してされたものである。
　理由２（サポート要件）　本件特許は、特許請求の範囲の記載に不備があるため、特許法第３６条第６項第１号に規定する要件を満たしていない特許出願に対してされたものである。
　理由３（明確性）　本件特許は、特許請求の範囲の記載に不備があるため、特許法第３６条第６項第２号に規定する要件を満たしていない特許出願に対してされたものである。
４．当審の判断
（１）請求項１及び２に係る発明
　本件請求項１及び２に係る発明は、本件訂正請求により訂正された特許請求の範囲の請求項１及び２に記載された事項により特定される、以下のとおりのものである。
「【請求項１】
　質量％で、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％
を含有し、かつＣ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｗの含有量が下記（１）式を満足し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる組成を有し、基地組織の８５％以上が焼戻しマルテンサイトおよび／またはベイナイト組織であり、測定面上で、長径が５μｍ以上の焼戻しマルテンサイトまたはベイナイトの短径は平均値で０．５〜３．０μｍであることを特徴とする熱間圧延用ロール外層材。
０．０５≦（％Ｃ−％Ｖ×０．１７７−％Ｎｂ×０．１２９−％Ｃｒ×０．０９９−％Ｍｏ×０．０６３−％Ｗ×０．０３３）＋（％Ｎｉ）≦４．０　　（１）
ここで、％Ｃ、％Ｖ、％Ｎｂ、％Ｃｒ、％Ｍｏ、％Ｗ、％Ｎｉは、各元素の含有量（質量％）である。
【請求項２】
　外層と内層が溶着一体化してなる熱間圧延用複合ロールであって、前記外層が請求項１に記載の熱間圧延用ロール外層材からなることを特徴とする熱間圧延用複合ロール。」（以下「本件発明１」及び「本件発明２」という）
（２）理由１（実施可能要件）について
ア　本件特許明細書の発明の詳細な説明における段落【０００８】の「基地組織サイズを制御することにより、より熱間圧延時の耐疲労性が著しく向上する」との記載から、本件特許は、基地組織サイズが重要な因子であることは明らかである。そして、請求項１には、「測定面上で、長径が５μｍ以上の焼戻しマルテンサイトまたはベイナイトの短径は平均値で０.５〜３.０μｍである」と規定されている。
　一方、焼戻しマルテンサイト又はベイナイトの短径を、請求項１で規定する数値範囲内に調整する方法として、本件特許明細書の発明の詳細な説明の段落【００３５】には、「この短径を得るためには、基地の変態温度が２００〜４００℃の範囲となるように、成分および冷却速度を制御すればよい。」と記載されており、段落【０００９】及び【００４２】には、熱間圧延用複合ロールの外層材の具体的製造方法が、以下のように示されている。
　○高周波誘導炉で溶解した溶湯から、遠心鋳造法によりリング状ロール材（外径：２５０ｍｍφ、幅：６５ｍｍ、肉厚：５５ｍｍ）を、鋳込み温度：１４５０℃〜１５３０℃、遠心力：リング状ロール材の外周部が重力倍数で１８０Ｇの条件で鋳造する。
　○当該鋳造後、加熱温度：１０７０℃に加熱し、空冷する焼入れ処理、及び、温度：５３０〜５７０℃、残留オーステナイト量が体積％で１０％未満になるように成分によって２または３回実施する焼戻処理を施し、硬さをＨＳ７８〜８６とする。
　また、特許権者が令和１年８月２６日に提出した意見書によれば、上記の焼入れ及び焼戻処理時の冷却は通常の「空冷」により極端な冷却とならないように制御すればよく、本件特許明細書の段落【００３５】に記載された「基地の変態温度が２００〜４００℃の範囲」にするためには、請求項１に記載されたように成分（Ｃ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｗの含有量）を制御することが重要になり、冷却速度が大きく問題となるものではない。
　そうすると、本件特許明細書を見た当業者であれば、請求項１に記載された各元素の含有量を（１）式を満足するように調整し、段落【０００９】又は【００４２】に記載されたような焼入れ処理及び焼戻処理を適宜行うことで、本件発明１及び２の熱間圧延用ロール外層材を製造することは、格別困難性を伴うものではない。
　したがって、本件特許明細書に冷却速度の具体的な数値が記載されていないとしても、本件発明１及び２の熱間圧延用ロール外層材を得るための方法は明確であり、本件特許明細書は、本件発明１及び２について、当業者がその実施をすることができる程度に明確かつ十分に記載されたものである。
イ　なお、特許異議申立人は、令和１年１０月１７日に提出した意見書において、本件発明１で焼入れ処理及び焼戻処理の冷却速度が大きな問題とならないのであれば、本件発明１は各成分の量を規定しただけの発明であるとして、当該意見書に添付した特開平６−１７９９４７号公報に記載された発明と同一又は容易に想到可能であると主張する。
　そこで、特許異議申立人が、本件発明１及び２の構成要件がすべて記載されているとする、上記公報の表４のＮｏ．Ｇ材について成分を検討すると、該Ｇ材にはＣｕが０．４％含有されており、上記公報の段落【００２２】の記載からみて、該Ｇ材には、基地組織を強化し、高温硬さを向上するためにＣｕが添加されていると認められる。そうすると、当該Ｇ材におけるＣｕは不可避不純物とはいえず、本件発明１とは成分構成が異なるものである。また、当該Ｇ材において、その成分からＣｕを除くことは、基地組織の強化や高温硬さの向上を阻害することになるから、当業者にとって容易であるともいえない。
　よって、本件発明１及び２は、上記公報に記載された発明と同一ではなく、上記公報に記載された発明から容易に想到できるものでもないから、上記特許異議申立人の主張を採用することはできない。
ウ　次に、請求項１で規定する「短径」の測定方法について検討する。
　本件特許明細書において、測定面上での焼戻しマルテンサイトまたはベイナイトの長径又は短径の測定方法について明確に記載した箇所はない。また、鉄鋼材料の結晶サイズの測定について規定する規格が存在することも認めることができない。しかし、鉄鋼材料の結晶サイズに類似した「ファインセラミックスのグレインサイズ」の測定方法を規定する規格が、以下に示すように存在するから、金属の結晶についても当該規格に基づく測定方法が技術常識であると認められる。そして、ファインセラミックスのグレインサイズの測定方法としては、特許権者が提出した乙第１号証である日本工業規格（ＪＩＳ　Ｒ　１６７０：２００６）に、以下のとおり規定されている。
「３．定義　この規格で用いる主な用語の定義は, JISR 1600 によるほか，次による。
ａ）セラミックグレイン　多結晶セラミックス微構造の個々の結晶。
ｂ）グレインサイズ　顕微鏡又は走査電子顕微鏡（以下，ＳＥＭという。）によって観察切断面に現出したグレインの大きさ。
・・・
ｄ）長径　現出したグレインの最も長い方向における長さ（図１参照）。
ｅ）短径　上記ｄ）の長径に垂直方向で最も長い部分の長さ（図１参照）。
・・・
６．試験方法
６．１　顕微鏡断面写真又はＳＥＭ断面写真の撮影　試験試料の焼結体断面部分を，光学顕微鏡又はＳＥＭを用いて撮影する。
６．２　円相当径及び長径・短径・アスペクト比の測定　撮影した顕微鏡断面写真又はＳＥＭ断面写真を用いて，以下のａ）及びｂ）の手順によりグレインサイズを測定する。
　なお，断面写真からはみ出した部分のあるグレインは測定対象外とし，測定個数は100個以上とする。
ａ）　円相当径　現出したグレイン断面と等しい面積をもつ円の直径を測定する。
ｂ）　長径・短径・アスペクト比　現出したグレインの長径及び短径の長さを定規で測定する。これらの値からアスペクト比を求める。いずれの場合も写真のスケール長さを測定し，換算してグレインサイズを求める。
７．試験の結果
７．１　平均円相当径，平均長径及び平均短径　円相当径，長径及び短径の試験で得られた値を平均し，ＪＩＳ　Ｚ　８４０１によって有効数字２けたに丸める。」
（特許権者が提出した乙第１号証１ページ下から９行〜３ページ３行）
　上記の記載からみて、結晶粒の長径は現出したグレインの最も長い方向における長さであり、結晶粒の短径は長径に垂直方向で最も長い部分の長さであることが明確に定義されているから、当業者であれば、当該定義を用いて本件発明１の焼戻しマルテンサイトまたはベイナイトの長径又は短径の測定を行うことに困難性はないものといえる。
　そうすると、鉄鋼材料の断面部分を、光学顕微鏡又はＳＥＭを用いて撮影し、撮影した顕微鏡断面写真又はＳＥＭ断面写真から現出した結晶粒について、その長径及び短径の長さを定規で測定し、写真のスケール長さから換算して当該結晶粒の長径及び短径のサイズを求めることは、当業者であれば困難なく実施可能な事項と認められる。
　たとえば、本件図面の図２において、中央左の結晶では結晶の中央部分が長径に垂直方向で一番長い部分で、中央右の結晶では結晶の中央部分よりもかなり右側に寄った箇所が長径に垂直方向で一番長い部分であるとすれば、測定位置についても理解することができる。また、結晶の外形部分に凹凸やくびれや段差があるとしても、最大値を選択することに困難性はない。
　よって、本件特許明細書には、本件発明１の「短径」の測定方法についても、結晶に関する技術常識等を考慮することで、当業者がその実施をすることができる程度に明確かつ十分に記載されているものと認められる。
エ　また、請求項１で規定する短径は平均値で算出するが、その平均値の求め方についても検討する。
　例えば、本件特許明細書の段落【００１３】には、「測定面上で、長径が５μｍ以上の２０個の結晶の短径を測定し」と記載されている。そして、段落【００１３】では、１００００μｍ２以上の領域で測定を行ったことが記載されている。本件の実施形態に係る熱間圧延用ロール外層材を示した図２は、付された縮尺から３０μｍ×３０μｍ＝９００μｍ２の領域を示しており、測定領域の１００００μｍ２よりも小さい領域であるため、測定面上には長径５μｍ以上の結晶が多数存在すると推定される。
　しかし、本件発明１の熱間圧延用ロール外層材は、本件特許明細書の段落【００１７】にも記載されたように、「クラックの伝播速度が著しく低減した」ものであるので、基地組織サイズの均一性が高いものと認められる。そうすると、例えば、図２に示される測定面上に存在する長径５μｍ以上の結晶を任意に選択し、その短径を測定し、それを複数回繰り返すことで、２０個の短径の平均値を算出すれば、選択の仕方により２０個の平均値が大きく異なるようなことはないといえる。
　よって、本件特許明細書には、本件発明１の「短径の平均値」の算出方法についても、当業者がその実施をすることができる程度に明確かつ十分に記載されているものと認められる。
オ　したがって、本件特許明細書の発明の詳細な説明は、当業者が本件発明１及び２を実施することができる程度に明確かつ十分に記載されたものということができる。
　よって、本件特許明細書の発明の詳細な説明は、特許法第３６条第４項第１号に規定する要件を満たしている。
（３）理由２（サポート要件）について
ア　請求項１では、「長径が５μｍ以上の焼戻しマルテンサイトまたはベイナイトの短径は平均値で０．５〜３．０μｍである」と規定されている。そして、本件特許明細書の段落【０００８】−【００４１】及び図２−図４を見ると、熱間圧延用ロール外層材について、長径が５μｍ以上の焼戻しマルテンサイトまたはベイナイトについて、その短径が平均値で０．５〜３．０μｍとしたものは、クラックの伝播速度が著しく低減する効果があることが示されている。
　一方、本件特許明細書の段落【００４２】−【００５１】においては、長径が１０μｍ以上の焼戻しマルテンサイト又はベイナイトについて、その短径が平均値で０．５〜３．０μｍとしたものが、【実施例】として記載されている。しかし、当該【実施例】の記載の他にも、上記段落【０００９】−【００１５】及び図３−図４には、「測定面上で、長径が５μｍ以上の焼戻しマルテンサイトまたはベイナイトの短径を測定し、その平均値を算出した」点（段落【００１３】）、本件発明１で規定する式（１）を満たすことで熱延疲労状況が向上する点（段落【００１５】、図３）、熱延疲労寿命を向上させる基地組織の焼戻しマルテンサイトまたはベイナイトの結晶サイズの範囲について（段落【００１５】、図４）が記載されているから、本件発明１の長径が５μｍ以上の焼戻しマルテンサイトまたはベイナイトの結晶については、発明の詳細な説明において発明の課題が解決できることを当業者が認識できるように記載された範囲を超えるものではない。
イ　本件訂正請求により、本件発明１の「測定面上で、長径が５μｍ以上の焼戻しマルテンサイトまたはベイナイトの短径」については、「平均値で０．５〜３．０μｍである」ことが明確になった。
　そうすると、本件の実施形態に係る熱間圧延用ロール外層材を示した図２において、長径が５μｍ以上に該当する焼戻しマルテンサイト又はベイナイトのうち、短径が３．０μｍを超える焼戻しマルテンサイト又はベイナイトがいくつか存在したとしても、特段問題になることではない。
　また、本件特許明細書の段落【００３５】で、「焼戻しマルテンサイトまたはベイナイトの短径が３．０μｍを超えると、基地組織のクラック伝播速度が速く、耐熱間転動疲労性が低下する。」と記載されていても、この短径値は平均値であるから、短径が３．０μｍを超える結晶が少し存在したとしても、そのために耐熱間転動疲労性が低下してしまい、発明の課題を解決することができなくなるわけではない。
ウ　したがって、本件発明１及び本件発明１を引用する本件発明２は、発明の詳細な説明に記載されたものであって、特許法第３６条第６項第１号に規定する要件を満たしている。
（４）理由３（明確性）について
　本件発明１に記載された「焼戻しマルテンサイトまたはベイナイト」の「長径」及び「短径」については、上記（２）理由１で説示したとおり、定義が明確であると認められる。
　また、本件訂正請求により、本件発明１において、長径が５μｍ以上の焼戻しマルテンサイト又はベイナイトの短径を、「平均値」で算出することが明確になった。
　よって、本件発明１は明確である。
　本件発明２は、本件発明１を引用するものであり、本件発明１と同様に明確である。
　したがって、本件特許請求の範囲の記載は、特許法第３６条第６項第２号に規定する要件を満たしている。
５．むすび
　以上のとおりであるから、取消理由通知に記載した取消理由及び特許異議申立書に記載した特許異議申立理由によっては、本件請求項１及び２に係る特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件請求項１及び２に係る特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
令和１年１２月２７日（２０１９．１２．２７）
【訂正の要旨】
審決（決定）の【理由】欄参照。
（５４）【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
　【技術分野】
　【０００１】
　本発明は、熱間圧延用複合ロールに係り、とくに、鋼板の熱間圧延仕上げミル用として好適な熱間圧延用ロール外層材および熱間圧延用複合ロールに関する。
　【背景技術】
　【０００２】
　近年、鋼板の熱間圧延技術の進歩につれてロールの使用環境は苛酷化しており、また、高強度鋼板や薄肉品など圧延負荷の大きな鋼板の生産量も増加している。このため、圧延用ワークロールには圧延面の疲労に起因した肌荒れや欠落ち疵が発生することが多くなり、これまで以上に耐肌荒れ性と耐欠落ち性への要求が強くなっている。現在、熱間圧延では数％量のＶを添加することにより硬質炭化物を多量に形成させて、耐摩耗性を向上させたハイス系ロールが多用されている。
　【０００３】
　このようなハイス系ロールの外層材として、例えば、特許文献１には、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％を含み、かつ、ＮｂおよびＶを、Ｎｂ、ＶおよびＣの含有量が特定の関係を満足し、さらにＮｂとＶの比が特定の範囲内となるように含有する圧延用ロール外層材が提案されている。これにより、遠心鋳造法を適用しても外層材における硬質炭化物の偏析が抑制され、耐摩耗性と耐クラック性に優れた圧延用ロール外層材となるとしている。また、特許文献２には、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％を含み、かつ、ＮｂおよびＶを、Ｎｂ、ＶおよびＣの含有量が特定の関係を満足し、さらにＮｂとＶの比が特定の範囲内となるように含有する圧延用ロール外層材が提案されている。これにより、遠心鋳造法を適用しても外層材における硬質炭化物の偏析が抑制され、耐摩耗性と耐クラック性が向上し、熱間圧延の生産性向上に大きく貢献するとしている。
　【０００４】
　一方で、熱間圧延製品の品質向上と生産性向上の観点から、熱間圧延用ロールの使用環境は苛酷化しており、鋼板の連続圧延量が増加している。さらに、熱間圧延製品の表面品質への要求も厳しくなっている。そのため、摩耗よりも肌荒れといったロール表面の疲労損傷を抑制することが大きな課題となってきた。このような課題に対して、特許文献３には、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％を、Ｍｏ＋Ｖ、Ｃ−０．２４Ｖ−０．１３Ｎｂが特定範囲内となるようにＣ、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂ含有量を調整して、熱間圧延環境下でのロール表層の耐疲労性に優れるとした遠心鋳造製複合ロールが提案されている。また、特許文献４には、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％、およびＷ：２０．０％以下、Ｎｉ：５．０％以下、Ｃｏ：１０．０％以下のうちいずれか１種または２種以上を含有し残部実質的にＦｅおよび不可避的不純物からなり、その組織中に分散する炭化物のサイズが特定の範囲内となる圧延用ロール外層材が提案されている。特許文献４では、粗大な炭化物として形成しやすい共晶炭化物量を低減することで、ピット状の疵を軽減することが可能としている。
　【先行技術文献】
　【特許文献】
　【０００５】
　【特許文献１】特開平０４−３６５８３６号公報
　【特許文献２】特開平０５−１３５０号公報
　【特許文献３】特開２００９−２２１５７３号公報
　【特許文献４】特許第３９６２８３８号
　【発明の概要】
　【発明が解決しようとする課題】
　【０００６】
　しかしながら、近年の圧延技術は圧延鋼板の高品質化と高級化に向けて目覚しいスピードで進歩を遂げている。同時に、圧延に対し低コスト化も厳しく追及されることから、ロールの使用環境はますます厳しい。このため、従来までの炭化物のみに着目したロール材質の設計では、ピット状の疵の発生を軽減できない場合が出てきた。
　【０００７】
　本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、耐摩耗性を確保するとともに、ロール表面のピット状の疵を軽減させ、耐肌荒れ性に優れた熱間圧延用ロール外層材および熱間圧延用複合ロール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】
　【０００８】
　本発明者らは、熱間圧延用ロール表面に形成されたピット状の疵の発生箇所を詳細に調査した。その結果、ピット状の疵は、共晶炭化物（主としてＭ２Ｃ系、Ｍ６Ｃ系、Ｍ７Ｃ３系およびＭ２３Ｃ６系炭化物）から発生したクラックが基地組織を伝播することでピット状に欠け落ちることを明らかにした。そこで、ピット状の疵を軽減するためには、従来までの炭化物種類、サイズに着目することに加えて、基地組織を伝播するクラックの伝播速度を低減させることが有効であると考え、本発明を完成させた。すなわち、ロール外層材の耐熱間転動疲労性と基地組織サイズに影響する各種要因について研究した結果、各元素の成分範囲の調整、および、各元素が特定の関係を満足するように各元素の含有量を調整することにより、熱間圧延時の耐疲労性が著しく向上するという、従来にない知見を得た。さらに、基地組織サイズを制御することにより、より熱間圧延時の耐疲労性が著しく向上するという知見も得た。
　【０００９】
　まず、本研究の基礎となった実験結果について説明する。質量％で、Ｓｉ：０．１〜１．５％、Ｍｎ：０．１〜１．５％とし、Ｃ：１．６〜３．５％、Ｃｒ：３．５〜９．０％、Ｍｏ：２．１〜７．０％、Ｖ：４．１〜８．５％、Ｎｂ：０．３〜４．６％、Ｎｉ：０．０２〜３．６％、Ｃｏ：０．３〜８．０％、Ｗ：０．２〜８．０％の範囲で変化させ、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる組成の溶湯を、高周波誘導炉で溶解し、ロール外層材に相当するリング状ロール材（外径：２５０ｍｍφ、幅：６５ｍｍ、肉厚：５５ｍｍ）を遠心鋳造法により鋳造した。なお、鋳込み温度は１４５０℃〜１５３０℃とし、遠心力はリング状ロール材の外周部が重力倍数で１８０Ｇとなるようにした。鋳造後、焼入れ処理、焼戻処理を施し、硬さをＨＳ　７８〜８６とした。なお、焼入れ処理は、加熱温度：１０７０℃に加熱し、空冷する処理とした。また、焼戻処理は、温度：５３０〜５７０℃で、残留オーステナイト量が体積％で１０％未満になるように、成分によって２または３回実施した。
　【００１０】
　得られたリング状ロール材から熱延疲労試験片（外径６０ｍｍφ、肉厚１０ｍｍ）を採取して、特開２０１０−１０１７５２にて実機における熱間圧延用作業ロールの耐疲労性を再現よく評価できることを示した熱延疲労試験を実施した。なお、疲労試験片には、図１に示すようなノッチ（深さｔ：１．２ｍｍ、周方向長さＬ：０．８ｍｍ）を外周面の２箇所に、０．２ｍｍφのワイヤを用いた放電加工（ワイヤカット）法で導入した。また、疲労試験片の転動面の端部には１．２Ｃの面取りを施した。
　【００１１】
　熱延疲労試験は、図１に示すように、ノッチを有する試験片（熱延疲労試験片）と加熱された相手材との２円盤の転がりすべり転動方式で行った。すなわち、図１に示すように試験片（熱延疲労試験片）１を冷却水２で水冷しながら７００ｒｐｍで回転させ、回転する該試験片１に、高周波誘導加熱コイル３により８００℃に加熱した相手片（材質：Ｓ４５Ｃ、外径：１９０ｍｍφ、幅：１５ｍｍ）４を荷重９８０Ｎで押し当てながら、すべり率：９％で転動させた。熱延疲労試験片１に導入した２つのノッチ５が折損するまで転動させ、各ノッチが折損するまでの転動回転数をそれぞれ求め、その平均値を熱延疲労寿命とした。そして、熱延疲労寿命が３５０千回を超える場合を熱延疲労寿命が著しく優れると評価した。
　【００１２】
　また、得られたリング状ロール材について、組織観察を行った。組織観察は、リング状ロール材の外表面から１０ｍｍ内部の任意の位置において、１０×１０×５ｍｍ（５ｍｍはリングの肉厚方向）の組織観察試験片を採取し、１０×１０ｍｍの面を鏡面研磨して、ナイタール（５体積％硝酸＋エタノール）で１０秒程度腐食し、光学顕微鏡を用いて行った。
　【００１３】
　また、焼戻しマルテンサイトまたはベイナイトの短径（短軸長さ）を測定するため、得られたリング状ロール材の外表面から１０ｍｍ内部の任意の位置において、測定試験片（５ｍｍ×１０ｍｍ×５ｍｍ）を採取して、５ｍｍ×１０ｍｍの面を鏡面研磨し、ＥＢＳＤ測定を実施した。加速電圧１５ｋＶ、ステップサイズ０．１μｍで、１００００μｍ２以上の領域の電子線後方散乱回折法（ＥＢＳＤ）により、測定を行った。隣接する測定点との方位差が１５°以上の箇所に境界線を引き、図２に示すように、境界線で囲まれた領域を一つの結晶として、測定面上で、長径が５μｍ以上の２０個の結晶の短径を測定し、その平均値を算出した。
以下、この短径の平均値を「μｍ」で表記する。
　【００１４】
　得られた結果について、熱延疲労寿命と（％Ｃ−％Ｖ×０．１７７−％Ｎｂ×０．１２９−％Ｃｒ×０．０９９−％Ｍｏ×０．０６３−％Ｗ×０．０３３）＋（％Ｎｉ）との関係を図３に示し、熱延疲労寿命と焼戻しマルテンサイトまたはベイナイトの短径との関係を図４に示す。
　【００１５】
　図３から、（％Ｃ−％Ｖ×０．１７７−％Ｎｂ×０．１２９−％Ｃｒ×０．０９９−％Ｍｏ×０．０６３−％Ｗ×０．０３３）＋（％Ｎｉ）が０．０５以上または４．０以下になると、熱延疲労寿命が著しく向上していることが分かる。ここで、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｗは炭化物を造りやすい元素であり、（％Ｃ−％Ｖ×０．１７７−％Ｎｂ×０．１２９−％Ｃｒ×０．０９９−％Ｍｏ×０．０６３−％Ｗ×０．０３３）は基地に固溶している炭素量を表す。そのため、（％Ｃ−％Ｖ×０．１７７−％Ｎｂ×０．１２９−％Ｃｒ×０．０９９−％Ｍｏ×０．０６３−％Ｗ×０．０３３）＋（％Ｎｉ）は基地に固溶している炭素量とＮｉ量の和であり、この値を適正な範囲に調整することで、基地中のクラックの伝播速度が遅い、熱延疲労寿命の優れるロール外層材が得られる。また、上記成分範囲を満足し、且つ基地組織の焼戻しマルテンサイトまたはベイナイトの結晶サイズを図４に示す範囲内に制御することにより、熱延疲労寿命を著しく向上させることが可能となる。
　【００１６】
　本発明は上記の知見に基づき完成されたものであり、その要旨は次のとおりである。
　［１］質量％で、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％を含有し、かつＣ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｗの含有量が下記（１）式を満足し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる組成を有し、基地組織の８５％以上が焼戻しマルテンサイトおよび／またはベイナイト組織であり、焼戻しマルテンサイトまたはベイナイトの短径は０．５〜３．０μｍであることを特徴とする熱間圧延用ロール外層材。０．０５≦（％Ｃ−％Ｖ×０．１７７−％Ｎｂ×０．１２９−％Ｃｒ×０．０９９−％Ｍｏ×０．０６３−％Ｗ×０．０３３）＋（％Ｎｉ）≦４．０　（１）
ここで、％Ｃ、％Ｖ、％Ｎｂ、％Ｃｒ、％Ｍｏ、％Ｗ、％Ｎｉは、各元素の含有量（質量％）である。
　［２］外層と内層が溶着一体化してなる熱間圧延用複合ロールであって、前記外層が［１］に記載の熱間圧延用ロール外層材からなることを特徴とする熱間圧延用複合ロール。
　【発明の効果】
　【００１７】
　本発明によれば、クラックの伝播速度が著しく低減した熱間圧延用ロール外層材および熱間圧延用複合ロールを製造することが可能となる。その結果、肌荒れや欠落ちなどの熱間圧延による表面損傷を抑制でき、連続圧延距離の延長やロール寿命の向上を達成できるという効果もある。
　【図面の簡単な説明】
　【００１８】
　【図１】図１は、熱間転動疲労試験で使用した試験機の構成、熱間転動疲労試験用試験片（疲労試験片）、および熱間転動疲労試験用試験片（疲労試験片）の外周面に導入されたノッチの形状、寸法を模式的に示す説明図である。
　【図２】図２は、本発明の実施形態に係る熱間圧延用ロール外層材をＥＢＳＤで測定した結果を示す図である。
　【図３】図３は、熱延疲労試験における熱延疲労寿命と（％Ｃ−％Ｖ×０．１７７−％Ｎｂ×０．１２９−％Ｃｒ×０．０９９−％Ｍｏ×０．０６３−％Ｗ×０．０３３）＋（％Ｎｉ）との関係を示す図である。
　【図４】図４は、熱延疲労試験における熱延疲労寿命と、焼戻しマルテンサイトまたはベイナイトの短径との関係を示す図である。
　【発明を実施するための形態】
　【００１９】
　本発明の熱間圧延用ロール外層材は、公知の遠心鋳造法あるいは連続鋳掛け肉盛法等の鋳造法により製造され、そのままリングロール、スリーブロールとすることもできるが、熱間仕上げ圧延用として好適な、熱間圧延用複合ロールの外層材として適用される。また、本発明の熱間圧延用複合ロールは、外層と、該外層と溶着一体化した内層とからなる。なお、外層と内層との間に中間層を配してもよい。すなわち、外層と溶着一体化した内層に代えて、外層と溶着一体化した中間層および該中間層と溶着一体化した内層としてもよい。本発明では、内層、中間層の組成はとくに限定されないが、内層は球状黒鉛鋳鉄（ダクタイル鋳鉄）や鍛鋼、中間層は、Ｃ：１．５〜３．０質量％の高炭素材とすることが好ましい。
　【００２０】
　まず、本発明の熱間圧延用複合ロールの外層（外層材）の組成限定理由について説明する。なお、以下、質量％は、とくに断らない限り、単に％と記す。
　【００２１】
　Ｃ：２．０〜３．０％
　Ｃは、固溶して基地硬さを増加させるとともに、炭化物形成元素と結合し硬質炭化物を形成し、ロール外層材の耐摩耗性を向上させる作用を有する。Ｃ含有量に応じて共晶炭化物量が変化する。共晶炭化物は圧延使用特性に影響する。このため、Ｃ含有量が２．０％未満では、共晶炭化物量が不足し、圧延時の摩擦力が増加し圧延が不安定となるとともに、基地組織中に固溶するＣ量が低いため、耐熱間転動疲労性を低下させる。一方、３．０％を超える含有は、炭化物の粗大化や共晶炭化物量を過度に増加させ、ロール外層材を硬質、脆化させて、疲労亀裂の発生・成長を促進し、耐疲労性を低下させる。このため、Ｃは２．０〜３．０％の範囲に限定する。なお、好ましくは、２．１〜２．８％である。
　【００２２】
　Ｓｉ：０．２〜１．０％
　Ｓｉは、脱酸剤として作用するとともに、溶湯の鋳造性を向上させる元素である。このような効果を得るためには、０．２％以上の含有を必要とする。一方、１．０％を超えて含有しても、効果が飽和し含有量に見合う効果が期待できなくなり経済的に不利となり、さらには、基地組織を脆化させる場合もある。このため、Ｓｉは０．２〜１．０％に限定する。なお、好ましくは、０．３〜０．７％である。
　【００２３】
　Ｍｎ：０．２〜１．０％
　Ｍｎは、ＳをＭｎＳとして固定し、Ｓを無害化する作用を有するとともに、一部は基地組織に固溶し、焼入れ性を向上させる効果を有する元素である。このような効果を得るためには０．２％以上の含有を必要とする。一方、１．０％を超えて含有しても、効果が飽和し含有量に見合う効果が期待できなくなり、さらには材質を脆化する場合もある。このため、Ｍｎは０．２〜１．０％に限定する。なお、好ましくは、０．３〜０．８％である。
　【００２４】
　Ｃｒ：４．０〜７．０％
　Ｃｒは、Ｃと結合して主に共晶炭化物を形成し、耐摩耗性を向上させるとともに、圧延時に鋼板との摩擦力を低減し、ロールの表面損傷を軽減させ、圧延を安定化させる作用を有する元素である。このような効果を得るためには４．０％以上の含有を必要とする。一方、７．０％を超える含有は、粗大な共晶炭化物が増加するため、耐疲労性を低下させる。このため、Ｃｒは４．０〜７．０％の範囲に限定する。なお、好ましくは、４．３〜６．５％である。
　【００２５】
　Ｍｏ：３．０〜６．５％
　Ｍｏは、Ｃと結合して硬質な炭化物を形成し、耐摩耗性を向上させる元素である。また、Ｍｏは、Ｖ、ＮｂとＣが結合した硬質なＭＣ型炭化物中に固溶して、炭化物を強化するとともに、共晶炭化物中にも固溶し、それら炭化物の破壊抵抗を増加させる。このような作用を介してＭｏは、ロール外層材の耐摩耗性、耐疲労性を向上させる。このような効果を得るためには、３．０％以上の含有を必要とする。一方、６．５％を超える含有は、Ｍｏ主体の硬脆な炭化物が生成し、耐熱間転動疲労性を低下させ、耐疲労性を低下させる。このため、Ｍｏは３．０〜６．５％の範囲に限定する。なお、好ましくは、３．５〜６．０％である。
　【００２６】
　Ｖ：５．０〜７．５％
　Ｖは、ロールとしての耐摩耗性と耐疲労性とを兼備させるために、本発明において重要な元素である。Ｖは、極めて硬質な炭化物（ＭＣ型炭化物）を形成し、耐摩耗性を向上させるとともに、共晶炭化物を分断、分散晶出させることに有効に作用し、耐熱間転動疲労性を向上させ、ロール外層材としての耐疲労性を顕著に向上させる元素である。このような効果は、５．０％以上の含有で顕著となる。一方、７．５％を超える含有は、ＭＣ型炭化物を粗大化させるため、圧延用ロールの諸特性を不安定にする。このため、Ｖは５．０〜７．５％の範囲に限定する。なお、好ましくは、５．２〜７．０％である。
　【００２７】
　Ｎｂ：０．５〜３．０％
　Ｎｂは、ＭＣ型炭化物に固溶してＭＣ型炭化物を強化し、ＭＣ型炭化物の破壊抵抗を増加させる作用を介し、耐摩耗性、とくに耐疲労性を向上させる。ＮｂとＭｏとがともに、炭化物中に固溶されることにより、耐摩耗性とさらには耐疲労性の向上が顕著となる。また、Ｎｂは、共晶炭化物の分断を促進させ、共晶炭化物の破壊を抑制する作用を有し、ロール外層材の耐疲労性を向上させる元素である。また、ＮｂはＭＣ型炭化物の遠心鋳造時の偏析を抑制する作用を併せ有する。このような効果は、０．５％以上の含有で顕著となる。一方、含有量が３．０％を超えると、溶湯中でのＭＣ型炭化物の成長が促進され、耐熱間転動疲労性を悪化させる。このため、Ｎｂは０．５〜３．０％の範囲に限定する。なお、好ましくは、０．８〜１．５％である。
　【００２８】
　Ｎｉ：０．０５〜３．０％
　Ｎｉは、基地中に固溶し、熱処理中のオーステナイトの変態温度を低下させ、基地の焼入れ性を向上させる元素である。このような効果を得るためには、０．０５％以上の含有を必要とする。一方、３．０％を超えて含有すると、オーステナイトの変態温度が低くなりすぎ、且つ焼入れ性が向上するため、熱処理後にオーステナイトが残留しやすくなる。オーステナイトが残留すると、熱間圧延中にクラックが発生するなど、耐熱間転動疲労性を低下させる。そのため、Ｎｉは０．０５〜３．０％の範囲に限定する。なお、熱処理中の冷却速度が遅くても、基地組織の結晶サイズを微細にすることが可能となるという、操業し易さから、好ましくは０．２〜３．０％である。
　【００２９】
　Ｃｏ：０．２〜５．０％
　Ｃｏは、基地中に固溶し、とくに高温において基地を強化して、耐疲労性を向上させる作用を有する元素である。このような効果を得るためには、０．２％以上の含有を必要とする。一方、５．０％を超えて含有しても、効果が飽和し、含有量に見合う効果が期待できなくなり、経済的に不利となる。このため、Ｃｏは０．２〜５．０％の範囲に限定する。なお、好ましくは、０．５〜３．０％である。
　【００３０】
　Ｗ：０．５〜５．０％
　Ｗは、基地中に固溶し、とくに高温において基地を強化して、耐疲労性を向上させる作用を有する元素であり、且つＭ２ＣまたはＭ６Ｃ系の炭化物を形成し、耐摩耗性を向上させる。このような効果を得るためには、０．５％以上の含有を必要とする。一方、５．０％を超えて含有すると、効果が飽和するだけでなく、粗大なＭ２ＣまたはＭ６Ｃ系の炭化物が形成され、耐熱間転動疲労性を低下させる。このため、Ｗは０．５〜５．０％の範囲に限定する。なお、好ましくは、１．０〜３．５％である。
　【００３１】
　本発明では、Ｃ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｗを、上記した範囲で含有し、さらに、下記（１）式を満足するように調整して含有する。
０．０５≦（％Ｃ−％Ｖ×０．１７７−％Ｎｂ×０．１２９−％Ｃｒ×０．０９９−％Ｍｏ×０．０６３−％Ｗ×０．０３３）＋（％Ｎｉ）≦４．０　（１）
ここで、％Ｃ、％Ｖ、％Ｎｂ、％Ｃｒ、％Ｍｏ、％Ｗ、％Ｎｉは、各元素の含有量（質量％）である。
　【００３２】
　（％Ｃ−％Ｖ×０．１７７−％Ｎｂ×０．１２９−％Ｃｒ×０．０９９−％Ｍｏ×０．０６３−％Ｗ×０．０３３）＋（％Ｎｉ）について、上記（１）式を満足するように調整することにより、折損転動数が顕著に増加し、耐熱間転動疲労性が顕著に向上する。（％Ｃ−％Ｖ×０．１７７−％Ｎｂ×０．１２９−％Ｃｒ×０．０９９−％Ｍｏ×０．０６３−％Ｗ×０．０３３）＋（％Ｎｉ）は、耐熱間転動疲労性向上の駆動力となる重要なファクターであり、上記（１）式の範囲を外れると、耐熱間転動疲労性が劣化する。Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｗは炭化物を造りやすい元素であり、（％Ｃ−％Ｖ×０．１７７−％Ｎｂ×０．１２９−％Ｃｒ×０．０９９−％Ｍｏ×０．０６３−％Ｗ×０．０３３）は基地に固溶している炭素量を表す。そのため、（％Ｃ−％Ｖ×０．１７７−％Ｎｂ×０．１２９−％Ｃｒ×０．０９９−％Ｍｏ×０．０６３−％Ｗ×０．０３３）＋（％Ｎｉ）は基地に固溶している炭素量とＮｉ量の和であり、この値を適正な範囲に調整することで、基地中のクラックの伝播速度が遅い、熱延疲労寿命の優れるロール外層材が得られる。このため、本発明では（％Ｃ−％Ｖ×０．１７７−％Ｎｂ×０．１２９−％Ｃｒ×０．０９９−％Ｍｏ×０．０６３−％Ｗ×０．０３３）＋（％Ｎｉ）について、上記（１）式を満足するように調整する。
　【００３３】
　上記した成分以外の残部は、Ｆｅおよび不可避的不純物からなる。
　【００３４】
　また、本発明では、基地組織の８５％以上が焼戻しマルテンサイトおよび／またはベイナイト組織であり、焼戻しマルテンサイトまたはベイナイトの短径が０．５〜３．０μｍとなるようにすることが好ましい。残留オーステナイトやパーライト組織の分率が多いと、耐熱間転動疲労性が低下するため、基地組織中に焼戻しマルテンサイトおよび／またはベイナイト組織が８５％以上含まれることが好ましく、耐熱間転動疲労性の観点から９０％以上含まれることがより好ましい。なお、残部としては、残留オーステナイトおよび／またはパーライトが挙げられる。なお、基地組織の８５％以上を焼戻しマルテンサイトおよび／またはベイナイトとするためには、５００〜５７０℃に加熱保持した後、冷却する工程の繰り返し回数により制御すればよい。
　【００３５】
　また、焼戻しマルテンサイトまたはベイナイトの短径が０．５μｍよりも小さくなるような成分系では、変態温度が低くなりすぎ、焼戻しを繰り返し行っても残留オーステナイト量を低くすることが困難になり、残留オーステナイトを起因とした熱間圧延中のクラックの発生が生じる可能性があり、耐熱間転動疲労性が低下する。また、焼戻しマルテンサイトまたはベイナイトの短径が３．０μｍを超えると、基地組織のクラック伝播速度が速く、耐熱間転動疲労性が低下する。そのため、基地組織の焼戻しマルテンサイトまたはベイナイトの短径を０．５〜３．０μｍの範囲に限定することが好ましい。耐熱間転動疲労性の観点から好ましくは０．５〜２．０μｍの範囲である。また、この短径を得るためには、基地の変態温度が２００〜４００℃の範囲となるように、成分および冷却速度を制御すればよい。
　【００３６】
　つぎに、本発明の熱間圧延用複合ロールの好ましい製造方法について説明する。
　【００３７】
　本発明では、ロール外層材の製造方法は、公知の遠心鋳造法あるいは連続鋳掛け肉盛法等の鋳造法により製造されることが好ましい。なお、本発明では、これらの方法に限定されないことは言うまでもない。
　【００３８】
　遠心鋳造法でロール外層材を鋳造する場合、まず、内面にジルコン等を主材とした耐火物が１〜５ｍｍ厚で被覆された、回転する鋳型に、上記したロール外層材組成の溶湯を、所定の肉厚となるように、注湯し、遠心鋳造する。ここで、鋳型の回転数は、ロールの外表面に印加される重力倍数が１２０〜２２０Ｇの範囲とすることが好ましい。そして、中間層を形成する場合には、ロール外層材の凝固途中あるいは完全に凝固したのち、鋳型を回転させながら、中間層組成の溶湯を注湯し、遠心鋳造することが好ましい。外層あるいは中間層が完全に凝固したのち、鋳型の回転を停止し鋳型を立ててから、内層材を静置鋳造して、複合ロールとすることが好ましい。これにより、ロール外層材の内面側が再溶解され外層と内層、あるいは外層と中間層、中間層と内層とが溶着一体化した複合ロールとなる。
　【００３９】
　なお、静置鋳造される内層は、鋳造性と機械的性質に優れた球状黒鉛鋳鉄、いも虫状黒鉛鋳鉄（ＣＶ鋳鉄）などを用いることが好ましい。遠心鋳造製ロールは、外層と内層が一体溶着されているため、外層材の成分が１〜８％程度内層に混入する。外層材に含まれるＣｒ、Ｖ等の炭化物形成元素が内層へ混入すると、内層を脆弱化する。このため、外層成分の内層への混入率は６％未満に抑えることが好ましい。
　【００４０】
　また、中間層を形成する場合は、中間層材として、黒鉛鋼、高炭素鋼、亜共晶鋳鉄等を用いることが好ましい。中間層と外層とは同じように一体溶着されており、外層成分が中間層へ１０〜９５％の範囲で混入する。内層への外層成分の混入量を抑える観点から、外層成分の中間層への混入量はできるだけ低減しておくことが肝要となる。
　【００４１】
　本発明の熱間圧延用複合ロールは、鋳造後、熱処理を施されることが好ましい。熱処理は、９５０〜１１００℃に加熱し空冷あるいは衝風空冷する工程と、さらに５００〜５７０℃に加熱保持した後、冷却する工程を２回以上行うことが好ましい。この時、変態温度が２００〜４００℃の範囲になるように、成分に応じて冷却速度を調整することによって、前述の好適な短径サイズを得ることが可能となる。また、５００〜５７０℃に加熱保持した後、冷却する工程の繰り返し回数によって、基地組織中の焼戻しマルテンサイトおよび／またはベイナイトの量が変化するため、基地組織の８５％以上が焼戻しマルテンサイトおよび／またはベイナイトになるように繰り返し回数を設定すればよい
　なお、本発明の熱間圧延用複合ロールの好ましい硬さは、７９〜８８ＨＳ（ショア硬さ）、より好ましい硬さは８０〜８６ＨＳである。８０ＨＳよりも硬さが低いと、耐摩耗性が劣化し、逆に硬さが８６ＨＳを超えると、熱間圧延中に熱間圧延用ロール表面に形成されたクラックを研削により除去し難くなる。このような硬さを安定して確保できるように、鋳造後の熱処理温度、熱処理時間を調整することが好ましい。
　【実施例】
　【００４２】
　表１に示すロール外層材組成の溶湯を、高周波誘導炉で溶解し遠心鋳造法により、リング状試験材（リングロール；外径：２５０ｍｍφ、幅：６５ｍｍ、肉厚：５５ｍｍ）とした。なお、鋳込み温度は１４５０〜１５３０℃とし、遠心力はリング状ロール材の外周部が重力倍数で１８０Ｇとなるようにした。鋳造後、焼入れ温度：１０７０℃に再加熱し、空冷して、焼入れる焼入れ処理、焼戻処理は、温度：５３０〜５７０℃で、残留オーステナイト量が体積％で１０％未満になるように、成分によって２または３回実施し、且つ、硬さを７８〜８６ＨＳに調整した。得られたリング状試験材から、硬さ試験片、熱間転動疲労試験片およびＥＢＳＤ測定用試験片を採取して、硬さ試験、熱間転動疲労試験および組織観察試験を実施した。
　【００４３】
　【表１】
　【００４４】
　得られた硬さ試験片について、ＪＩＳ　Ｚ　２２４４の規定に準拠して、ビッカース硬さ計（試験力：５０ｋｇｆ（４９０Ｎ））でビッカース硬さＨＶ５０を測定し、ＪＩＳ換算表でショア硬さＨＳに換算した。なお、測定点は各１０点とし、最高値、最低値を削除して平均値を算出し、その試験材の硬さとした。
　【００４５】
　熱間転動疲労試験方法は次の通りとした。得られたリング状試験材から熱間転動疲労試験片（外径６０ｍｍφ、肉厚１０ｍｍ、面取り有）を採取した。熱間転動疲労試験片には、図１に示すようなノッチ（深さｔ：１．２ｍｍ、周方向長さＬ：０．８ｍｍ）を外周面の２箇所（１８０°離れた位置）に、０．２０ｍｍφのワイヤを用いた放電加工（ワイヤカット）法で導入した。熱間転動疲労試験は、図１に示すように、試験片と相手材との２円盤すべり転動方式で行った。試験片１を冷却水２で水冷しながら７００ｒｐｍで回転させ、回転する該試験片１に、高周波誘導加熱コイル３で８００℃に加熱した相手片（材質：Ｓ４５Ｃ、外径：１９０ｍｍφ、幅：１５ｍｍ、Ｃ１面取り）４を荷重９８０Ｎで接触させながら、すべり率：９％で転動させた。そして、熱間転動疲労試験片１に導入した２つのノッチ５が折損するまで転動させ、各ノッチが折損するまでの転動回転数をそれぞれ求め、その平均値を熱延疲労寿命とした。そして、熱延疲労寿命が３５０千回を超える場合を熱延疲労寿命が著しく優れると評価した。
　【００４６】
　組織観察は、リング状ロール材の外表面から１０ｍｍ内部の任意の位置において、１０×１０×５ｍｍ（５ｍｍはリングの肉厚方向）の組織観察試験片を採取し、１０×１０ｍｍの面を鏡面研磨して、ナイタール（５体積％硝酸＋エタノール）で１０秒程度腐食し、光学顕微鏡を用いて行った。
　【００４７】
　焼戻しマルテンサイトまたはベイナイトの短径（短軸長さ）は、得られたリング状ロール材の外表面から１０ｍｍ内部の任意の位置からＥＢＳＤ測定試験片（５ｍｍ×１０ｍｍ×５ｍｍ）を採取して、５ｍｍ×１０ｍｍの面を鏡面研磨し、ＥＢＳＤ測定により求めた。加速電圧１５ｋＶ、ステップサイズ０．１μｍで、１００００μｍ２以上の領域のＥＢＳＤ測定を行った。得られたデータを用いて、図２に示すように、隣接する測定点との方位差が１５°以上の箇所に境界線を引き、境界線で囲まれた領域を一つの結晶として、測定面上で、長径が１０μｍ以上の２０個の結晶の短径を測定し、その平均値を算出した。
　【００４８】
　得られた結果を表２に示す。
　【００４９】
　【表２】
　【００５０】
　本発明例では熱延疲労寿命は著しく増加しており、３５０千回を超える優れた熱延疲労寿命を示した。また、組織観察の結果、本発明例はいずれも基地組織の８５％以上が焼戻しマルテンサイトおよび／またはベイナイト組織であることを確認した。
　【００５１】
　したがって、本発明によれば、クラックの伝播速度が著しく低減した熱間圧延用複合ロールを製造することが可能となる。その結果、肌荒れや欠落ちなどの熱間圧延による表面損傷を抑制できるため、連続圧延距離の延長やロール寿命の向上を達成できるという効果も得られる。
　【符号の説明】
　【００５２】
　１　試験片（熱延疲労試験片）
　２　冷却水
　３　高周波誘導加熱コイル
　４　相手片
　５　ノッチ
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】
　質量％で、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％
を含有し、かつＣ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｗの含有量が下記（１）式を満足し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる組成を有し、基地組織の８５％以上が焼戻しマルテンサイトおよび／またはベイナイト組織であり、測定面上で、長径が５μｍ以上の焼戻しマルテンサイトまたはベイナイトの短径は
平均値で
０．０５≦（％Ｃ−％Ｖ×０．１７７−％Ｎｂ×０．１２９−％Ｃｒ×０．０９９−％Ｍｏ×０．０６３−％Ｗ×０．０３３）＋（％Ｎｉ）≦４．０　　　　（１）
ここで、％Ｃ、％Ｖ、％Ｎｂ、％Ｃｒ、％Ｍｏ、％Ｗ、％Ｎｉは、各元素の含有量（質量％）である。
　【請求項２】
　外層と内層が溶着一体化してなる熱間圧延用複合ロールであって、前記外層が請求項１に記載の熱間圧延用ロール外層材からなることを特徴とする熱間圧延用複合ロール。