(57)【要約】【課題】耐摩耗性、耐焼付き性、耐肌荒れ性、および耐熱衝撃性がともに優れた、熱間圧延用ロール外層材及び熱間圧延用複合ロールを提案する。【解決手段】外層材の組成を、Ｃ：２．６  〜３．５  ％、Ｓｉ：１．５  〜２．５  ％、Ｍｎ：０．２  〜１．５  ％、Ｃｒ：１．  ０〜２．５  ％、Ｍｏ：１．０  〜３．０  ％、Ｎｉ：２．０  〜７．０  ％、Ｖ：１．３  〜２．５  ％、Ｎｂ：０．１  〜０．８  ％、Ｂ：０．０２０  〜０．２  ％を含み、かつ、Ｔｉ：０．０５％以下、Ａｌ：０．１  ％以下のうちから選ばれた１種または２種、あるいはさらにＣｏ：４％以下を含み、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる組成とし、組織を、円相当直径２０μｍ  以上の黒鉛が１０個／ｍｍ２  以上で、黒鉛球状化率（＝｛（ｎＶ  ＋ｎＶＩ）／ｎ｝×１００  ）（ここで、ｎ：円相当直径２０μｍ  以上の黒鉛粒の総粒数  （個）、ｎＶ  ＋ｎＶＩ：ＪＩＳ  Ｇ  ５５０２−１９９５  に規定される形状分類ＶとＶＩとの黒鉛粒数  （個））が１５〜７５％である組織とする。【選択図】  図１
2004323961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間圧延用複合ロールの外層に用いられるロール外層材であって、質量％で、
Ｃ：２．６  〜３．５  ％、              Ｓｉ：１．５  〜２．５  ％、
Ｍｎ：０．２  〜１．５  ％、              Ｃｒ：１．０  〜２．５  ％、
Ｍｏ：１．０  〜３．０  ％、              Ｎｉ：２．０  〜７．０  ％、
Ｖ：１．３  〜２．５  ％、              Ｎｂ：０．１  〜０．８  ％、
Ｂ：０．０２０  〜０．２  ％
を含み、かつ、Ｔｉ：０．０５％以下およびＡｌ：０．１  ％以下のうちから選ばれた１種または２種を含み、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる組成と、円相当直径２０μｍ  以上の黒鉛が１０個／ｍｍ２  以上で、円相当直径２０μｍ  以上の黒鉛粒についての下記に定義される黒鉛球状化率が１５〜７５％である組織と、を有することを特徴とする熱間圧延用ロール外層材。
記
黒鉛球状化率（％）＝｛（ｎＶ  ＋ｎＶＩ）／ｎ｝×１００
ここで、ｎ：円相当直径２０μｍ  以上の黒鉛粒の総粒数  （個）
ｎＶ  ：ＪＩＳ  Ｇ  ５５０２−１９９５  に規定される形状分類Ｖの黒鉛粒数  （個）
ｎＶＩ：ＪＩＳ  Ｇ  ５５０２−１９９５  に規定される形状分類ＶＩの黒鉛粒数  （個）
【請求項２】
前記組成に加えてさらに、質量％で、Ｃｏ：４％以下を含むことを特徴とする請求項１に記載の熱間圧延用ロール外層材。
【請求項３】
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、質量％で、
Ｃ：２．６  〜３．５  ％、        Ｓｉ：１．５  〜２．５  ％、
Ｍｎ：０．２  〜１．５  ％、        Ｃｒ：１．０  〜２．５  ％、
Ｍｏ：１．０  〜３．０  ％、        Ｎｉ：２．０  〜７．０  ％、
Ｖ：１．３  〜２．５  ％、        Ｎｂ：０．１  〜０．８  ％、
Ｂ：０．０２０  〜０．２  ％
を含み、かつ、Ｔｉ：０．０５％以下、Ａｌ：０．１  ％以下のうち選ばれた１種または２種を含み、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる組成と、円相当直径２０μｍ  以上の黒鉛粒数が１０個／ｍｍ２  以上で、円相当直径２０μｍ  以上の黒鉛粒についての下記に定義される黒鉛球状化率が１５〜７５％である組織と、を有することを特徴とする熱間圧延用複合ロール。
記
黒鉛球状化率（％）＝｛（ｎＶ  ＋ｎＶＩ）／ｎ｝×１００
ここで、ｎ：円相当直径２０μｍ  以上の黒鉛粒の総粒数  （個）
ｎＶ  ：ＪＩＳ  Ｇ  ５５０２−１９９５  に規定される形状分類Ｖの黒鉛粒数  （個）
ｎＶＩ：ＪＩＳ  Ｇ  ５５０２−１９９５  に規定される形状分類ＶＩの黒鉛粒数  （個）
【請求項４】
前記外層が、前記組成に加えて、さらに質量％で、Ｃｏ：４％以下を含むことを特徴とする請求項３に記載に熱間圧延用複合ロール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱間圧延用複合ロールに係り、とくに、耐摩耗性、耐焼付き性、耐肌荒れ性および耐熱衝撃性に優れ、熱間圧延仕上ミル用や継目無鋼管造管用として好適な熱間圧延用複合ロールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、鋼板や鋼管の熱間圧延技術の進歩はめざましく、それに伴い、使用される熱間圧延用ロールの特性、とくに耐摩耗性の向上が強く要求されてきた。このような耐摩耗性向上の要求に対し、外層組成を高速度工具鋼組成に類似した組成とし、硬質な炭化物を析出させて、耐摩耗性を格段に向上させた高性能ロール（以下、ハイス系ロールともいう）が開発され実用化されている。
【０００３】
一方、被圧延材の絞り圧延事故や、被圧延材の焼付きが生じやすい圧延スタンドやミルでは、黒鉛を含有し耐焼付き性に優れたＮｉグレン鋳鉄ロールが組み込まれて熱間圧延が行われてきた。熱間圧延用ロールに黒鉛を含有させることは、黒鉛が潤滑性に富むことから焼付き防止には有効である。しかし、従来のＮｉグレン鋳鉄ロールは、耐摩耗性が劣り、そのためロール寿命が短いという問題があった。一方、耐摩耗性に優れたハイス系ロールは、絞り事故や焼付きの発生によって粗大な熱衝撃亀裂が生成するなど、耐事故性の観点で問題がある。例えば、絞り圧延事故の発生頻度が高い鋼板の熱間圧延仕上後段スタンドでは、ハイス系ロールを安定して使用することはできず、依然として、多量のＮｉグレン鋳鉄ロールが使用されている。
【０００４】
このような問題に対し、例えば、特許文献１には、Ｎｉグレン鋳鉄に１．０  〜５．０  ％のＶを添加し、耐摩耗性を向上させるとした熱間圧延用ロールが提案されている。また、特許文献２には、Ｎｉグレン鋳鉄に２．０  〜８．０  ％のＶを添加し、０．５  〜５％の黒鉛に加えて０．２  〜１０％のＭＣ型炭化物を出現させて耐摩耗性を向上させるとした熱間圧延用ロールが提案されている。さらに特許文献３には、２〜１０％のＣｒと０．１  〜１０％のＷと、Ｖ、Ｎｂのうちの１種または２種を合計で、１．５  〜１０％を含み、黒鉛を有するハイス系鋳鉄材が提案されている。
【０００５】
また、鋼板圧延と同様に鋼管圧延においても、熱間圧延用ロールへの耐焼付き性と耐摩耗性の向上が強く要望されている。
最近では、圧延製品の品質向上と効率的生産のため、圧延速度の増加や連続圧延量の増加などが指向されており、熱間圧延用ロールの使用環境はますます過酷化している。さらに被圧延材の高合金化、圧延製品の表面品質要求の厳格化などにより、耐摩耗性、耐焼付き性に優れるとともに、耐肌荒れ性にも優れた熱間圧延作業ロールが要望されている。
【０００６】
例えば、特許文献４には、Ｎｂ、Ｗの含有量を制御して、炭化物の重力偏析を抑制し、肌荒れの発生を抑制した熱間圧延用ロールが提案されている。また、特許文献５には、Ｃｒ、Ｖ、Ｎｂの合計含有量を３％以下に制限し、２％以上の黒鉛を晶出させ、肌荒れの発生を抑制した耐摩耗性熱間圧延用ロールが提案されている。また、これらの耐摩耗性熱間圧延用ロールは、耐摩耗性と耐肌荒れ性向上の観点から、球状化した黒鉛粒を晶出させている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１−２８７２４８号公報
【特許文献２】
特開平６−３３５７１２号公報
【特許文献３】
特開平６−２５６８８９号公報
【特許文献４】
特願２００１−２０３３５号公報
【特許文献５】
特願２００１−１８１７８０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献４、特許文献５に記載された技術で製造された熱間圧延用ロールでは、耐熱衝撃性が低く、要求される耐摩耗性、耐焼付き性、耐肌荒れ性とともに、耐熱衝撃性を同時に満足することは不可能であった。
本発明は、上記した従来技術の問題を有利に解決し、耐摩耗性、耐焼付き性、耐肌荒れ性、および耐熱衝撃性がともに優れた、熱間圧延用ロール外層材及び熱間圧延用複合ロールを提案することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記した課題を達成するために、熱間圧延用ロールの耐摩耗性、耐焼付き性、耐肌荒れ性、耐熱衝撃性に影響する種々の要因について鋭意検討した。
Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、ＣｒおよびＷの多量添加で耐摩耗性が向上することは、従来からよく知られている。しかし、本発明者らの検討によれば、耐摩耗性を向上させる目的で、ＣｒやＷを増量すると、肌荒れが一層顕著になる。また、Ｃｒ、ＷをＶ（Ｎｂ）と同時に増量すると、耐焼付き性、耐熱衝撃性が劣化する。これは、ＣｒやＷで形成される共晶炭化物が肌荒れや焼付きを発生させたり、熱衝撃亀裂の伝播を促進させるためと考えられる。
【００１０】
このように、Ｃｒ、Ｗは、耐摩耗性の向上作用があるものの、肌荒れ、焼付き、熱衝撃亀裂の発生を促進する傾向を有することから、本発明者らは、熱間圧延用ロールではＣｒは必要最小限の含有にとどめ、Ｗは無添加とすることが良いという知見を得た。なお、Ｃｒを必要最小限の含有とし、Ｗを無添加とすることは、黒鉛化の促進に有効であり、耐肌荒れ性の向上とともに耐焼付き性の向上にも寄与する。
【００１１】
また、本発明者らの検討によれば、熱間圧延用ロールとして必要最低限の耐摩耗性を確保するうえでは、Ｖは１．３  質量％以上の含有を必要とする。しかし、Ｖを１．３  質量％以上含有すると、粗大なＭＣ炭化物が晶出する。この粗大なＭＣ炭化物は熱間圧延においてロール表面に凸状に残存し、肌荒れを誘引する。本発明者らは、粗大なＭＣ炭化物の晶出抑制方法について、更なる検討を行い、Ｖと同時にＮｂを添加することがよいことを見出した。Ｎｂは、Ｎｂ炭化物を形成しそれを核としてＭＣ炭化物が晶出する。このため、ＭＣ炭化物の粗大化が一定レベル以下に抑制される。
【００１２】
また、ＶとＮｂに加え、さらに、ＡｌやＴｉを添加すると、ＡｌあるいはＴｉの極めて微細な化合物（酸化物、窒化物、炭化物等）がまず生成し母相中に微細分散する。このＡｌあるいはＴｉの微細な化合物は、ＮｂＣの生成核として、ＮｂＣの微細分散を著しく促進する。ＭＣ炭化物はこの微細分散したＮｂＣを核として成長するため、粗大化が顕著に防止でき、粗大ＭＣ炭化物を起因とした肌荒れを防止することができる。しかし、ＮｂとＡｌおよび／またはＴｉを含有した場合でも、Ｖを２．５  質量％を超えて含有させると、ＭＣ炭化物が過度に増加して肌荒れが発生しやすくなる。
【００１３】
このように、ＶとＮｂに加え、さらに、Ａｌおよび／またはＴｉを適正量含有することにより、グレン鋳鉄系圧延ロールの耐摩耗性、耐肌荒れ性および耐焼付き性を同時に向上させることが可能となるが、この範囲内で、たとえば黒鉛を減少させたり、黒鉛形状を球状化して耐摩耗性をより向上させると、絞り事故に遭遇した場合に熱衝撃亀裂が粗大化する傾向となり、深さ４ｍｍを超える粗大な絞り亀裂が形成される場合があり、ロール寿命や圧延原単位を悪化させるという問題があった。
【００１４】
このような問題に対し、本発明者らは、熱間圧延用ロールの耐熱衝撃性を向上すべく、高耐摩耗型グレン鋳鉄系ロールでの耐熱衝撃性に及ぼす各種要因について鋭意検討した。その結果、本発明者らは、グレン鋳鉄の基地中に分散する黒鉛の形態を制御することにより、絞り事故時に発生する熱応力  （熱歪）を分散させ、熱衝撃亀裂を分岐させて、熱衝撃亀裂深さを浅くすることが可能であることに思い至った。
【００１５】
まず、本発明者らが行った、基礎的実験結果について説明する。
主としてＳｉ量を変化した、質量％で、２．９  〜３．１  ％Ｃ−１．２  〜２．８  ％Ｓｉ−０．５  〜０．７  ％Ｍｎ−４．４  〜４．５  ％Ｎｉ−１．９  〜２．１  ％Ｃｒ−１．９  〜２．０  ％Ｖ−２．０  〜２．２  ％Ｍｏ−０．３  〜０．４  ％Ｎｂ−０．０３〜０．０４％Ｔｉ−０．０５〜０．０６％Ｂ−残部Ｆｅからなる組成の溶湯を溶製し、市販の接種剤（Ｃａ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｓｉ系）でＳｉを０．１  〜０．５  ％接種した後、厚さ３５ｍｍのＹ型キールブロックに鋳造した。得られたキールブロックに４００  〜５００  ℃の温度で焼戻しする焼戻処理を行って、供試材とした。
【００１６】
これら供試材について、熱衝撃試験を実施し、耐熱衝撃性を評価した。また、これら供試材について、黒鉛組織（黒鉛粒の大きさ、形状、数）を測定し、ＪＩＳ  Ｇ  ５５０２−１９９５  に準拠して黒鉛球状化率を算出した。黒鉛組織の測定方法、熱衝撃試験方法はつぎのとおりとした。
（１）黒鉛組織の測定
供試材表面を鏡面研磨したのち、ノーエッチで光学顕微鏡観察し、黒鉛粒の大きさ、形状、数を、画像解析装置を用いて定量した。なお、画像解析装置の解析画像の倍率は２００  倍（顕微鏡倍率５０倍）とした。測定結果から、ＪＩＳ  Ｇ５５０２−１９９５に準拠して次式で定義される黒鉛球状化率を算出した。なお、ＪＩＳ  Ｇ５５０２−１９９５では長さ２０μｍ  以上の黒鉛粒を対象とするが、ここでは、黒鉛粒の面積から求められる円相当直径で２０μｍ  以上の黒鉛粒を対象としている。
【００１７】
黒鉛球状化率（％）＝｛（ｎＶ  ＋ｎＶＩ）／ｎ｝×１００
（ここで、ｎ：円相当直径２０μｍ  以上の黒鉛粒の総粒数  （個）、ｎＶ  ：ＪＩＳ  Ｇ  ５５０２−１９９５  に規定される形状分類Ｖの黒鉛粒数  （個）、ｎＶＩ：ＪＩＳ  Ｇ  ５５０２−１９９５  に規定される形状分類ＶＩの黒鉛粒数  （個））
なお、ＪＩＳ  Ｇ  ５５０２−１９９５  に規定される形状分類Ｖ、形状分類ＶＩの黒鉛粒は、各黒鉛粒の面積比｛（黒鉛粒面積）／（黒鉛粒の最大長さを直径とする円の面積）｝を用いて、分類した。形状分類Ｖおよび形状分類ＶＩに分類される黒鉛粒は、面積比が０．５４以上の黒鉛粒とした（井川克也：素形材、ｖｏｌ．３７、  Ｎｏ．９  （１９９６．９）  ｐ．５、表６参照）。なお、黒鉛粒が真円のとき面積比は１．０  となる。
（２）熱衝撃試験
供試材から２５ｍｍ厚の板状試験片を採取し、円盤状の相手材（材質：Ｓ４５Ｃ、大きさ：１９０ｍｍ  φ）を用いて、図５に示す構成の試験機で実施した。
【００１８】
高周波加熱コイルにより８００  ℃に加熱され、１００ｒｐｍで回転する円盤状の相手片（材質：Ｓ４５Ｃ、大きさ：１９０ｍｍ  φ）を２５ｍｍ厚の板状試験片に荷重１００ｋｇｆ（９８０  Ｎ）で１０ｓ間圧接して、板状試験片に，急加熱し除荷と同時に水冷する熱衝撃を印加した。試験後、開口の大きな亀裂が存在する位置２ヶ所で切断し断面で亀裂の最大深さを測定した。
【００１９】
得られた結果を、亀裂最大深さと黒鉛球状化率の関係で図１に示す。
図１から、溶湯中のＳｉ含有量と接種剤の種類、量との組み合わせにより、黒鉛球状化率を１５〜７５％に調整すると、熱衝撃時の亀裂最大深さが浅くなることがわかる。しかし、円相当直径で２０μｍ  以上の黒鉛粒数が１０個／ｍｍ２  未満では、黒鉛球状化率が１５〜７５％であっても、熱衝撃時の亀裂最大深さは浅くならないことを知見した。このことから、亀裂最大深さを浅くし耐熱衝撃性を向上するためには、円相当直径で２０μｍ  以上の黒鉛粒数を所定個数（１０個／ｍｍ２  ）以上存在させるとともに、黒鉛球状化率を適正範囲（１５〜７５％）内に調整することが重要になることがわかる。
【００２０】
従来の熱延ロールでは、強度・延性の向上、耐摩耗性向上のために、黒鉛を球状黒鉛とすることが一般的であった。しかし、本発明者らは、優れた耐摩耗性と耐熱衝撃性を両立させるためには、黒鉛を完全な球状黒鉛とするのではなく、適正範囲内の黒鉛球状化率に調整することが重要であることを見出した。
上記した耐熱衝撃性向上の機構については、詳細についてはまだ明らかとなってはいないが、本発明者らは次のように考えている。
【００２１】
グレン鋳鉄中に分散する黒鉛は、基地（母材）に比べて強度が著しく低いため、力学的には基地（母材）中の空孔とみなせる。基地（母材）中に空孔（黒鉛）が多数あれば、ロール表層部に熱歪が発生しても多数の空孔が少しずつ歪むことになり、熱歪が分散し、熱衝撃亀裂の形成・成長のための応力集中が避けられる。応力集中が避けられれば、亀裂の形成・成長が少なくなり、亀裂最大深さが浅くなると考えられる。また、熱衝撃亀裂の先端が空孔  （黒鉛）に突き当たると、その空孔に沿って亀裂が伝播する。黒鉛が分岐した形状をもつ場合にはその分岐形状に沿って亀裂が分岐・分散するため、亀裂最大深さが浅くなると考えられる。
【００２２】
例えば、黒鉛球状化率が１５〜７５％の範囲内では、黒鉛が適正に分岐した形状をもつ（図２参照）ため、亀裂の分岐・分散が適正に生じるが、黒鉛球状化率が１５％未満では、黒鉛の形状がＪＩＳ  Ｇ  ５５０２−１９９５  に規定される形状分類でＩに近ずき、分岐が少なく細長く伸びた形状の黒鉛が多くなる。このような形状の黒鉛では、熱衝撃亀裂はその細長く伸びた形状の黒鉛に沿って成長し、亀裂最大深さが深くなると考えられる。また、黒鉛球状化率が７５％を超える（図３参照）と、ほとんどの黒鉛が球状に近く分岐の少ない形状の黒鉛となり、熱応力の分散や亀裂の分岐が起こりにくくなり、亀裂最大深さが深くなると考えられる。なお、円相当直径２０μｍ  未満の黒鉛粒は、微細すぎて熱衝撃亀裂を抑制する効果が小さいため、本発明でいう黒鉛粒数としては数えていない。
【００２３】
円相当直径２０μｍ  以上の黒鉛粒が所定個数以上存在することにより（図２参照）、上記した熱応力や亀裂の分岐・分散効果が顕著となるが、所定個数未満（図４参照）では、黒鉛粒間隔が広くなりすぎて、熱衝撃亀裂と黒鉛粒との衝突の確率が低下し上記した熱応力の分散や亀裂の分岐が期待できなくなり、亀裂最大深さが深くなると考えられる。
【００２４】
本発明者らは、更なる検討を行い、ＶとＢを含有し、さらにＡｌおよび／またはＴｉを含有したうえ、適正Ｓｉ量としたグレン鋳鉄組成の溶湯に適切な接種を行い、鋳造すると、基地  （母材）中に上記した適正に分岐した形状の黒鉛粒を分散させるた黒鉛組織とするとができることを知見した。
本発明は、上記した知見に基づいて、さらに検討を加えて完成されたものである。すなわち、本発明の要旨はつぎのとおりである。
（１）熱間圧延用複合ロールの外層に用いられるロール外層材であって、質量％で、Ｃ：２．６  〜３．５  ％、Ｓｉ：１．５  〜２．５  ％、Ｍｎ：０．２  〜１．５  ％、Ｃｒ：１．０  〜２．５  ％、Ｍｏ：１．０  〜３．０  ％、Ｎｉ：２．０  〜７．０  ％、Ｖ：１．３  〜２．５  ％、Ｎｂ：０．１  〜０．８  ％、Ｂ：０．０２０  〜０．２  ％を含み、かつ、Ｔｉ：０．０５％以下およびＡｌ：０．１  ％以下のうちから選ばれた１種または２種を含み、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる組成と、円相当直径２０μｍ  以上の黒鉛が１０個／ｍｍ２  以上で、円相当直径２０μｍ  以上の黒鉛粒についての下記に定義される黒鉛球状化率
黒鉛球状化率（％）＝｛（ｎＶ  ＋ｎＶＩ）／ｎ｝×１００
（ここで、ｎ：円相当直径２０μｍ  以上の黒鉛粒の総粒数  （個）、ｎＶ  ：ＪＩＳ  Ｇ  ５５０２−１９９５  に規定される形状分類Ｖの黒鉛粒数  （個）、ｎＶＩ：ＪＩＳ  Ｇ  ５５０２−１９９５  に規定される形状分類ＶＩの黒鉛粒数  （個））
が１５〜７５％である組織と、を有することを特徴とする熱間圧延用ロール外層材。
（２）（１）において、前記組成に加えてさらに、質量％で、Ｃｏ：４％以下を含むことを特徴とする熱間圧延用ロール外層材。
（３）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、質量％で、Ｃ：２．６  〜３．５  ％、Ｓｉ：１．５  〜２．５  ％、Ｍｎ：０．２  〜１．５  ％、Ｃｒ：１．０  〜２．５  ％、Ｍｏ：１．０  〜３．０  ％、Ｎｉ：２．０  〜７．０  ％、Ｖ：１．３  〜２．５  ％、Ｎｂ：０．１  〜０．８  ％、Ｂ：０．０２０  〜０．２  ％を含み、かつ、Ｔｉ：０．０５％以下、Ａｌ：０．１  ％以下のうち選ばれた１種または２種を含み、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる組成と、円相当直径２０μｍ  以上の黒鉛粒数が１０個／ｍｍ２  以上で、円相当直径２０μｍ  以上の黒鉛粒についての下記に定義される黒鉛球状化率
黒鉛球状化率（％）＝｛（ｎＶ  ＋ｎＶＩ）／ｎ｝×１００
（ここで、ｎ：円相当直径２０μｍ  以上の黒鉛粒の総粒数  （個）、ｎＶ  ：ＪＩＳ  Ｇ  ５５０２−１９９５  に規定される形状分類Ｖの黒鉛粒数  （個）、ｎＶＩ：ＪＩＳ  Ｇ  ５５０２−１９９５  に規定される形状分類ＶＩの黒鉛粒数  （個））
が１５〜７５％である組織と、を有することを特徴とする熱間圧延用複合ロール。
（４）（３）において、前記外層が、前記組成に加えて、さらに質量％で、Ｃｏ：４％以下を含むことを特徴とする熱間圧延用複合ロール。
【００２５】
【発明の実施の形態】
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、組成における質量％は単に％と記す。
Ｃ：２．６  〜３．５  ％
Ｃは、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏと結合して、ロールの耐摩耗性を向上するための硬質炭化物形成に必須な元素であるとともに、黒鉛の晶出ならびに耐焼付き性、耐熱衝撃性を確保するために必須な元素であり、本発明では２．６  ％以上の含有を必要とする。一方、３．５  ％を超えて含有すると、共晶炭化物が多量に出現し、耐熱衝撃性を劣化させるとともに、ＭＣ型炭化物が粗大化して、耐肌荒れ性が低下する。このため、Ｃは２．６  〜３．５  ％の範囲に限定した。なお、好ましくは、２．８  〜３．３  ％である。
【００２６】
Ｓｉ：１．５  〜２．５  ％
Ｓｉは、脱酸剤として作用するとともに、Ｃの活量を増加し黒鉛を晶出させやすくする元素であり、本発明では１．５  ％以上の含有を必要とする。一方、２．５  ％を超えて含有すると、黒鉛の粗大化及び組織の粗大化を生じ、ロールの耐肌荒れ性や耐摩耗性が著しく低下する。なお、Ｓｉ量を低目にすると黒鉛量が減少し、黒鉛球状化率が高くなり、一方、Ｓｉ量を高目にすると黒鉛量が増加し黒鉛球状化率が低くなる傾向がある。この現象は他の合金元素とのバランスに影響されるが、好適な黒鉛形態を得るためには、１．５  〜２．５  ％の範囲で調整する必要がある。このようなことから、Ｓｉは１．５  〜２．５  ％の範囲に限定した。
【００２７】
Ｍｎ：０．２  〜１．５  ％
Ｍｎは、溶鋼中のＳをＭｎＳ  として固定し、耐摩耗性を阻害するＳを無害、安定化するために有効である。また、焼入れ性を向上させ硬さを増加させるという効果もある。このような効果を得るためには、０．２  ％以上の含有が必要である。しかし、１．５  ％を超えて含有すると凝固界面に偏析し材料を脆化させる。このため、Ｍｎは０．２  〜１．５  ％の範囲に含有した。なお、好ましくは０．３  〜１．０  ％である。
【００２８】
Ｃｒ：１．０  〜２．５  ％
Ｃｒは、共晶炭化物を増加させ、硬質化させる元素であり、Ｍｏとともに含有させることにより、ロール圧延時の炭化物破壊を抑制し耐摩耗性を向上させる効果を有する。このような効果を得るためには、１．０  ％以上の含有を必要とする。一方、２．５  ％を超えて含有すると、共晶炭化物が増加し、耐肌荒れ性が低下するとともに、黒鉛量が減少して耐焼付き性、耐熱衝撃性も低下する。このため、Ｃｒは１．０  〜２．５  ％に限定した。なお、好ましくは１．２  〜２．３  ％である。
【００２９】
Ｍｏ：１．０  〜３．０  ％
Ｍｏは、共晶炭化物を過度に増量させることなく、炭化物や基地を強化する作用を有し、優れた耐肌荒れ性を維持しつつ耐摩耗性を向上させる効果を有する。特に、Ｎｂと複合して含有することにより、硬質なＭＣ型炭化物を強化し、耐摩耗性を顕著に向上させる重要な効果を発揮するが、このような効果を得るためには、１．０  ％以上の含有を必要とする。一方、３．０  ％を超えて含有すると、Ｍｏ主体の硬く脆弱な炭化物が多量に形成され、耐肌荒れ性、耐熱衝撃性が劣化する。このため、Ｍｏは１．０  〜３．０  ％に限定した。なお、好ましくは１．２  〜２．５  ％である。
【００３０】
Ｎｉ：２．０  〜７．０  ％
Ｎｉは、焼入れ性を向上し、材料の硬さを増加させて耐摩耗性を向上させる効果を有する。また、Ｎｉは黒鉛の晶出を促進させる効果も有する。このような効果は２．０  ％以上の含有で認められるが、７．０  ％を超えて含有すると、オーステナイトが著しく安定化し、残留オーステナイト量が増加し耐焼付き性を低下させる。このため、Ｎｉは２．０  〜７．０  ％の範囲に限定した。なお、好ましくは３．０  〜６．０  ％である。
【００３１】
Ｖ：１．３  〜２．５  ％
Ｖは、硬質なＭＣ型炭化物を形成し、耐摩耗性を向上させる効果を有する元素である。本発明では、一定レベル以上の耐摩耗性を得るために、１．３  ％以上の含有を必要とする。一方、２．５  ％を超えると、ＭＣ型炭化物が粗大化して肌荒れが発生する。さらに、焼付きが発生しやすくなったり、耐熱衝撃性が劣化する等の弊害もある。このため、Ｖは１．３  〜２．５  ％の範囲に限定した。
【００３２】
Ｎｂ：０．１  〜０．８  ％
Ｎｂは、ＭＣ型炭化物に固溶して炭化物を強化する作用を有する元素であり、とくに、所定範囲のＣｒ、Ｍｏ、Ｖと複合して含有することにより、炭化物を著しく強化して耐摩耗性を顕著に向上させる重要な効果を有している。また、Ｖのみの含有ではＭＣ型炭化物が羽毛状に成長して組織が粗大化し、ロールの肌荒れを誘引する。ＮｂとＶを複合して含有することにより、ＭＣ型炭化物の羽毛状化を抑制することができ、さらにＴｉおよび／またはＡｌと複合添加することにより、Ｔｉおよび／またはＡｌの酸化物、窒化物、炭化物等がＮｂＣ  の晶出核となって、ＮｂＣ  を微細分散させるとともに、次にＮｂＣ  を核としてＭＣ型炭化物が微細分散して、肌荒れが抑制されるという重要な効果がある。このような効果を得るためには、Ｎｂは０．１  ％以上の含有を必要とする。なお、Ｎｂが０．１  ％未満では、ＭＣ型炭化物の偏析や粗大化が発生し、肌荒れを防止できない。一方、Ｎｂを０．８  ％を超えて含有すると、ＭＣ型炭化物がデンドライト状に粗大化するため、却って肌荒れが発生するようになる。また、遠心鋳造法で製造すると、ＭＣ型炭化物の偏析が生じる。このようなことから、Ｎｂは０．１  〜０．８  ％の範囲に限定した。なお、ＭＣ型炭化物粗大化の観点から、Ｎｂは０．１  〜０．５  ％とすることが好ましい。
【００３３】
Ｂ：０．０２０  〜０．２  ％
Ｂは、Ａｌおよび／またはＴｉと共存して含有することにより、黒鉛を分岐した形状とすると共に黒鉛粒数を増加させる重要な作用を有している。またさらにＢは耐焼付き性、耐熱衝撃性を向上させる効果も有している。このような効果はＡｌおよび／またはＴｉの共存下で０．０２０  ％以上の含有で認められるが、０．２  ％を超えて含有すると、炭化物が脆弱化し、耐摩耗性が低下するとともに、黒鉛量も減少する。このため、Ｂは０．０２０  〜０．２  ％の範囲に限定した。なお、好ましくは０．０２〜０．１０％である。
【００３４】
Ｔｉ：０．０５％以下、Ａｌ：０．１  ％以下のうちから選ばれた１種または２種
Ｔｉおよび／またはＡｌは、Ｂと共存して含有することにより、前記したＢの作用を発揮させる重要な元素である。
Ｔｉ、Ａｌは、いずれも、Ｂと共存して含有することにより、黒鉛化を促進するとともに、黒鉛形状を分岐形状および／またはずんぐりとした面長形状とすることを助長し、耐焼付き性、耐熱衝撃性を向上させる重要な効果を有する。また、Ｔｉおよび／またはＡｌの酸化物、窒化物、炭化物等がＮｂ炭化物の核となり、ＭＣ炭化物を微細分散させる効果も有する。このような効果は、Ｔｉが０．００５  ％以上、Ａｌが０．００３  ％以上の含有で顕著に認められる。一方、Ｔｉを０．０５％を超えて含有すると、微細ＭＣ型炭化物が密集し、その部分で大きな肌荒れを発生させる。また、Ａｌを０．１  ％を超えて含有すると、溶湯の流動性が低下して鋳造欠陥が発生しやすくなる。このため、Ｔｉは０．０５％以下、Ａｌは０．１  ％以下に限定した。なお、Ａｌ、Ｔｉのいずれも含有しない場合には、耐焼付き性、耐熱衝撃性が著しく劣化すると共に、ＭＣ型炭化物を粗大化し、顕著な肌荒れ性が発生する。なお、Ｔｉは０．０１〜０．０４％とすることが好ましい。また、Ａｌは０．０１〜０．０７％とすることが好ましい。
【００３５】
つぎに、本発明の熱間圧延用複合ロールの外層（外層材）の組織限定理由について説明する。
本発明の熱間圧延用複合ロールの外層（外層材）では、上記した組成範囲内としたうえで、さらに円相当径が２０μｍ  以上の黒鉛が１０個／ｍｍ２  以上で、かつその円相当直径が２０μｍ  以上の黒鉛についての黒鉛球状化率が１５〜７５％となる組織を有する。
【００３６】
円相当直径が２０μｍ  以上の黒鉛粒数：１０個／ｍｍ２  以上
円相当直径が２０μｍ  以上の黒鉛は、絞り事故などで発生する熱応力や熱歪を分散・吸収する作用があり、また、熱衝撃亀裂の発生・成長を抑制する作用を有する。円相当直径が２０μｍ  未満の微細な黒鉛ではこのような作用は小さい。なお、円相当直径が２０μｍ  未満の微細黒鉛は、過度に存在すると耐摩耗性や耐肌荒れ性を劣化させる原因になるため、５００  個／ｍｍ２  以下とすることが好ましい。より好ましくは２００  個／ｍｍ２  以下である。
【００３７】
また、円相当直径が２０μｍ  以上の黒鉛粒数が１０個／ｍｍ２  未満では、熱応力や熱歪の分散効果が不十分となり、さらに、熱衝撃亀裂が黒鉛に突き当たる確立が減少して亀裂を分岐・分散させる効果が減少する。このため、本発明では円相当直径が２０μｍ  以上の黒鉛粒数を１０個／ｍｍ２  以上に限定した。なお、好ましくは、耐熱衝撃性と耐摩耗性を両立させる観点から円相当直径が２０μｍ  以上の黒鉛粒数１２個／ｍｍ２  以上３５個／ｍｍ２  以下である。
【００３８】
円相当直径が２０μｍ  以上の黒鉛についての黒鉛球状化率：１５〜７５％
本発明における黒鉛球状化率は、下記に定義される黒鉛球状化率を用いるものとする。
黒鉛球状化率（％）＝｛（ｎＶ  ＋ｎＶＩ）／ｎ｝×１００
ここで、ｎ：円相当直径２０μｍ  以上の黒鉛粒の総粒数  （個）、
ｎＶ  ：ＪＩＳ  Ｇ  ５５０２−１９９５  に規定される形状分類Ｖの黒鉛粒数  （個）、
ｎＶＩ：ＪＩＳ  Ｇ  ５５０２−１９９５  に規定される形状分類ＶＩの黒鉛粒数  （個）
なお、ＪＩＳ  Ｇ  ５５０２−１９９５  に規定される形状分類Ｖ、形状分類ＶＩの黒鉛粒は、各黒鉛粒の面積比｛（黒鉛粒面積）／（黒鉛粒の最大長さを直径とする円の面積）｝を用いて、分類し、形状分類ＶおよびＶＩに分類される黒鉛粒は、面積比が０．５４以上の黒鉛粒とする（井川克也：素形材、ｖｏｌ．３７、  Ｎｏ．９  （１９９６．９）  ｐ．５、表６参照）。
【００３９】
上記した黒鉛球状化率を１５〜７５％の範囲内、すなわち黒鉛を、完全な球状ではなく、ズングリとした面長形状および／または分岐した形状とすることにより、熱衝撃時に熱応力や熱歪が作用した際に、黒鉛が少しづつ変形し熱応力や熱歪を吸収・分散したり、あるいは黒鉛形状に沿って熱亀裂を分岐・分散させて、耐熱衝撃性を向上させる。図１に示すように、黒鉛球状化率が１５％未満では、細長く伸びた片状黒鉛が増大し、その片状黒鉛に沿って亀裂が容易に伝播・成長し、熱衝撃亀裂最大深さが深くなるため、耐熱衝撃性が低下する。さらに、片状黒鉛に沿って摩擦面の欠落が発生しやすくなり、耐摩耗性および耐肌荒れ性が低下する。また、黒鉛球状化率が７５％超えでは、球状に近い黒鉛が増えて、熱亀裂を分岐・分散させる効果が減少し、図１に示すように熱衝撃亀裂最大深さが深くなり、耐熱衝撃性が低下する。また、黒鉛が多すぎても摩擦面の有効面積が減少するため、耐摩耗性、耐肌荒れ性が劣化する。
【００４０】
本発明の最大の特徴は、優れた耐摩耗性と耐熱衝撃性を両立するために、黒鉛形態を特定した組織とする点にある。黒鉛組織を上記したように特定することにより、優れた耐摩耗性、耐肌荒れ性、耐焼付き性および耐熱衝撃性を兼備した熱間圧延作業用ロール外層（外層材）となる。
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。
【００４１】
本発明では、ロール外層材の製造方法は特に限定されないが、上記した組成の溶湯を、遠心鋳造法で所定の寸法形状のロール外層材とすることが製造コストの観点から好ましい。なお、一般的に合金鋳鉄系材料中に生成する黒鉛は、母溶鉄に含まれる不可避的不純物（例えば、０．０１％未満のＣｕ、Ｐ、Ｓ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃｅ、Ｒａ、Ｗ等や５００ｐｐｍ以下のＮ、あるいは２００ｐｐｍ以下のＯ）の量や、溶解温度、溶解時間などが影響して、量や形状が変化するため、成分限定のみでは好適黒鉛形状を得ることは困難であり、また、好適黒鉛形状を得るための統一的手法を開示することも困難である。
【００４２】
しかし、本発明成分範囲であれば、Ｃａ−Ｓｉ系接種剤やＦｅ−Ｓｉ系接種剤の添加を適切に行うことによって、本発明の好適黒鉛形状を持つ黒鉛を出現させることが可能となる。ここで、接種中のＳｉとＣａは黒鉛を増量する作用を持ち、とくにＣａは黒鉛量の増加と黒鉛の先端に丸みを持たせる効果が大きく、Ｓｉは片状型の黒鉛を出現させる作用を有する。
【００４３】
本発明の成分範囲において、黒鉛が少ない、あるいは球状化率が高い場合、Ｃａ−Ｓｉ系接種剤かＦｅ−Ｓｉ系接種剤の添加量を増加することが推奨され、逆に黒鉛球状化率が低すぎるか黒鉛が多すぎる場合は接種剤添加量を減ずることが推奨される。なお、接種剤の添加量はＳｉ量で０．１  〜０．６  質量％とすることが好ましい。
なお、市販のＦｅ−Ｓｉ系接種剤はＣａを０〜３％程度含有するものが多く、Ｃａ−Ｓｉ系接種剤はＣａを２０〜４０％含有するものが多い。また、これらの接種剤にはＡｌ、Ｂａ、Ｓｒ等を含んだものも存在するが、本発明における好適な黒鉛組織の形成を阻害するものではなく、接種材の種類を限定する必要はない。
【００４４】
遠心鋳造法で所定の寸法形状のロール外層材を鋳造する場合、ロール外層材の凝固途中あるいは完全凝固後に、鋳型の回転を停止し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が溶着一体化した、複合ロールとなる。
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やいも虫状黒鉛鋳鉄あるいは黒鉛鋼などを用いるのが好ましい。また、外層と内層の間に、黒鉛鋼や高炭素鋼からなる中間層を設けてもよい。遠心鋳造法でロールを製造する場合、中間層は、外層の遠心鋳造に引きつづいて、遠心鋳造すれば良い。
【００４５】
なお、以上の説明は、主として、鋼板の熱間圧延用ロールを対象に説明してきたが、本発明は、鋼板の熱間圧延用複合ロールに限定されることはなく、カリバー付き鋼管圧延用複合ロールに適用しても何ら問題ないことはいうまでもない。なお、鋼管圧延用のスリーブ式ロールを製造する場合は、外層を遠心鋳造後、球状黒鉛鋳鉄や、高炭素鋼を内層材として、遠心鋳造すれば良い。
【００４６】
【実施例】
（実施例１）
表１に示す組成の溶湯を溶解し、表１に示す接種剤でＳｉを０．１  〜０．４  質量％接種した後、遠心鋳造法によりリングロール（外径：２５０ｍｍ  φ、肉厚：８０ｍｍ）を鋳造した。なお、鋳込み温度は１４５０℃、遠心力は、重力倍数で１６０  Ｇとした。鋳造後、８５０  〜９００  ℃から焼入れ４００  ℃〜５００  ℃で焼戻す熱処理を施した。焼戻し後の硬さは、Ｈｓ７７〜８４であった。なお、Ｎｉグレン鋳鉄を従来例（Ｎｏ．ＮｉＧ）とした。
【００４７】
得られたこれらリングロールから試験片を採取し、黒鉛組織の測定、摩耗試験、焼付き試験、熱衝撃試験を行った。黒鉛組織の測定は、前記した方法と同様とした。他の試験方法はつぎのとおりとした。
（１）摩耗試験
リングロールから試験片（大きさ：６０ｍｍφ）を採取し、相手材（材質：Ｓ４５Ｃ、大きさ：１９０ｍｍ  φ）と試験片の２円盤すべり摩耗方式の摩耗試験機を用いて摩耗試験を実施した。回転数７００ｒｐｍで試験片を回転させ、荷重：１００ｋｇｆ（９８０Ｎ）、すべり率：１０％として相手材と１５０ｍｉｎ間転動させた。なお、相手材は高周波加熱コイルにより７８０  ℃に加熱し、試験片は水冷した。試験後、試験片の摩耗減量（摩耗量）を測定した。さらに試験片表面を目視で観察し、凹凸状の肌荒れが目立つ場合（おおよそ２０μｍ  Ｒｚ  ＪＩＳ  以上（Ｒｚ  ＪＩＳ  ：十点平均粗さ）、２．５  μｍ  Ｒａ以上（Ｒａ  ：中心線平均粗さ）に相当）を、肌荒れ有り（×）とし、それ以外を肌荒れなし（○）として、耐肌荒れ性を評価した。なお、Ｒｚ  ＪＩＳ  、Ｒａ  はＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−２００１  に準拠した値である。
（２）焼付き試験
リングロールから試験片（２５ｍｍ厚板状）を採取し、図５に示す方式の試験機で焼付き試験を実施した。高周波加熱コイルにより、９００  ℃に加熱されて１５０ｒｐｍで回転する円板状の相手材（材料：ＳＵＳ４１０、大きさ：１９０ｍｍ  φ）を荷重１００ｋｇｆ（９８０Ｎ）で１０ｓ間、試験片（２５ｍｍ厚板状）に圧接した。試験後の試験片表面に相手材（金属）のへばり付きがある場合を「焼付き有り」（×）、へばり付きがなく表面が摩耗している場合を「焼付きなし」（○）として、耐焼付き性を評価した。
（３）熱衝撃試験
リングロールから試験片（２５ｍｍ厚の板状）を採取し、円板状の相手材（材質：Ｓ４５Ｃ）、大きさ：１９０ｍｍ  φ）を用いて、図５に示す構成の試験機で実施した。
【００４８】
高周波加熱コイルにより８２０  ℃に加熱され、１５０ｒｐｍで回転する円板状の相手材を荷重１００ｋｇｆ（９８０Ｎ）で１５ｓ間、試験片（２５ｍｍ厚板状）に圧接して、試験片を急加熱し、除荷と同時に水冷して試験片に熱衝撃を印加した。試験後、浸透探傷試験を実施し、現象液のしみが大きい２ヶ所で切断し、断面を観察して亀裂の最大深さ（ｍｍ）を測定した。従来例（亀裂最大深さ：２．４  ｍｍ）以下を耐熱衝撃性良好として、耐熱衝撃性を評価した。
【００４９】
得られた結果を表２に示す。
【００５０】
【表１】
2004323961.tif 000003
【００５１】
【表２】
2004323961.tif 000004
【００５２】
本発明例（リングロールＮｏ．  Ｂ〜Ｊ）はいずれも、従来例（リングロールＮｏ．  ＮｉＧ）の１．５  倍を超える（摩耗量が２／３  未満）優れた耐摩耗性を有するとともに、肌荒れや焼付きの発生がなく、かつ、熱衝撃亀裂の深さが従来例（リングロールＮｏ．  ＮｉＧ）より小さく、耐熱衝撃性にも優れたものとなっている。
一方、本発明の範囲から外れる比較例は、耐摩耗性、耐肌荒れ性、耐焼付き性および耐熱衝撃性のうち、いずれか一つ以上の特性が著しく劣化している。
【００５３】
Ｓｉ量が本発明範囲を低く外れ、黒鉛粒数が少なく、黒鉛球状化率が本発明範囲を高く外れた比較例（Ｎｏ．  Ａ）は、熱衝撃亀裂深さが深く、耐熱衝撃性が劣化している。また、黒鉛球状化率が本発明範囲を高く外れた比較例（Ｎｏ．  Ｋ）は、熱衝撃亀裂深さが深く、耐熱衝撃性が劣化している。Ｓｉ量が本発明範囲を低く外れ、黒鉛粒数が極めて少なく、黒鉛球状化率が本発明範囲を高く外れた比較例（Ｎｏ．  Ｌ）は、焼付きが生じ耐焼付き性が低下するとともに、熱衝撃亀裂深さが深く、耐熱衝撃性が劣化している。
【００５４】
また、Ｎｂ量が本発明範囲を高く外れた比較例（Ｎｏ．  Ｍ）は、肌荒れ性が生じ耐肌荒れ性が低下するとともに、熱衝撃亀裂深さが深く、耐熱衝撃性が劣化している。Ｎｂが無添加で、Ａｌ、Ｔｉのいずれも含有されないことから黒鉛球状化率が本発明範囲を高く外れた比較例（Ｎｏ．  Ｎ）は肌荒れが生じ耐肌荒れ性が低下するとともに、熱衝撃亀裂深さが深く、耐熱衝撃性が劣化している。ＭｏとＶ量が本発明範囲を高く外れ、Ｎｂが無添加の比較例（Ｎｏ．  Ｏ）は、肌荒れと焼付きが生じ耐肌荒れ性および耐焼付き性が低下するとともに、熱衝撃亀裂深さが深く、耐熱衝撃性が劣化している。
【００５５】
また、Ｃ量が本発明範囲を低く外れ、黒鉛粒数が少なく、さらに黒鉛球状化率が本発明範囲を高く外れた比較例（Ｎｏ．  Ｐ）は、焼付きが生ずるとともに深い亀裂が発生し、耐焼付き性、耐熱衝撃性が劣化している。Ｗを含有し、ＢおよびＡｌ／Ｔｉのいずれも含有せず、黒鉛球状化率が本発明範囲を高く外れた比較例（Ｎｏ．  Ｑ）は極めて深く粗大な亀裂が発生し、耐熱衝撃性が顕著に低下している。Ｗを含有し、Ｖ量が本発明範囲を低く外れ、Ｎｂ量とＴｉ量が本発明範囲を高く外れ、さらにＢを含有しない比較例（Ｎｏ．  Ｒ）は、皺状の著しい肌荒れが発生し、深い亀裂が発生して耐肌荒れ性、耐熱衝撃性が低下している。また、耐摩耗性もほとんど向上していない。また、Ｓｉ量、Ｍｏ量、Ｖ量が本発明範囲を低く外れ、Ｔｉ量が本発明範囲を高く外れて、黒鉛球状化率が本発明範囲を高く外れた比較例（Ｎｏ．  Ｓ）は、耐摩耗性の向上が不十分であり、かつ、皺状の肌荒れも発生し耐肌荒れ性が低下している。
【００５６】
このように、本発明例は、耐摩耗性、耐肌荒れ性、耐焼付き性に優れ、さらに従来例（リングロールＮｏ．  ＮｉＧ）に勝る極めて優れた耐熱衝撃性、とを兼備したロール外層材となっている。
（実施例２）
表３に示す組成の外層材用溶湯を低周波炉で溶解し、該溶湯を取鍋に注湯した際にＦｅ−ＳｉでＳｉを０．２  ％接種し、さらに該取鍋から遠心鋳造機に鋳造する際に、さらにＣａ−ＳｉをＳｉで０．２  ％接種し、ロール外層の厚みが１２０ｍｍ  になるように遠心鋳造した。なお、遠心力は、重力倍数で１６０  Ｇとした。外層が凝固した後に鋳型の回転を停止、鋳型を立てて内層材（球状黒鉛鋳鉄）を鋳造して、外層と内層を金属結合した複合ロールとした。ついで、この複合ロールに、８８０  ℃に加熱保持した後、空冷し、その後、４００  〜５００  ℃で焼戻す熱処理を施し、外層の硬さを８０〜８２Ｈｓとした。
【００５７】
熱処理後、ロール外層の胴端部から化学成分分析用試験片と組織観察用試験片を採取した。なお、内層についてはロール軸端の中心部から化学成分分析用試験片を採取した。化学成分分析用試験片と組織観察用試験片を用いて、ロール外層および内層の化学成分、および外層の黒鉛組織を定量した。なお、黒鉛組織の定量方法は前記した方法と同じとした。
【００５８】
得られた複合ロールを、熱間仕上圧延ミルのＦ７スタンドの作業ロールとして投入し、炭素鋼１００  本の試験圧延を実施した。なお、そのうちの２本で絞り圧延を再現し、焼付き状況と絞りスラックの深さを確認した。
得られた結果を表３に示す。
【００５９】
【表３】
2004323961.tif 000005
【００６０】
本発明例（複合ロールＮｏ．１）は、従来ロールであるＮｉＧ鋳鉄ロールの１．７  倍の極めて良好な耐摩耗性を示し、肌荒れを発生しないことが確認された。また、絞り圧延において焼付きの発生もなく、絞りスラックの深さは、いずれも０．４ｍｍ  以下で、極めて優れた耐事故性を有することが確認された。
【００６１】
【発明の効果】
本発明によれば、鋼板の熱間圧延の後段圧延スタンド用ロールとして、優れた耐摩耗性、耐焼付き性、耐肌荒れ性および耐熱衝撃性を兼備した複合ロールが安価に製造でき、産業上格段の効果を奏する。また、本発明の複合ロールは、鋼板の熱間圧延において絞り事故の多発する、後段圧延スタンド用ロールとして安定して使用できる。また、本発明の複合ロールは、優れた耐焼付き性、耐肌荒れ性および耐摩耗性が要求される鋼管用圧延ロールとしても適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】熱衝撃亀裂最大深さと黒鉛球状化率との関係を示すグラフである。
【図２】本発明範囲の黒鉛形状（黒鉛球状化率：２７．５％）、黒鉛粒数（２０μｍ  以上の黒鉛粒数：２４．５個／ｍｍ２  ）  を有する組織の一例を示すエッチングなしの光学顕微鏡組織写真である。
【図３】本発明範囲を外れる黒鉛形状（黒鉛球状化率：８１．７％）、黒鉛粒数（２０μｍ  以上の黒鉛粒数：８．６  個／ｍｍ２  ）  を有する組織の一例を示すエッチングなしの光学顕微鏡組織写真である。
【図４】本発明範囲を外れる黒鉛形状（黒鉛球状化率：５３．０％）、黒鉛粒数（２０μｍ  以上の黒鉛粒数：６．６  個／ｍｍ２  ）  を有する組織の一例を示すエッチングなしの光学顕微鏡組織写真である。
【図５】焼付き試験、熱衝撃試験で使用した試験機の概要を模式的に示す説明図である。
【図１】
2004323961.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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