CN105899703A - 轴承部件、轴承部件用钢材及它们的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种轴承部件，该轴承部件是即使在混入异物的环境下也具有优异的滚动疲劳寿命的轴承部件，其化学成分以质量％计含有C：0.95％～1.10％、Si：0.10％～0.70％、Mn：0.20％～1.20％、Cr：0.90％～1.60％、Al：0.010％～0.100％、N：0.003％～0.030％，将以下元素限制在P：0.025％以下、S：0.025％以下、O：0.0010％以下，而且任意地含有规定量的Mo、B、Cu、Ni、Ca，剩余部分包含铁及杂质，金属组织为残留奥氏体、球状渗碳体及马氏体，所述残留奥氏体的量以体积％计为18％～25％，原奥氏体的平均粒径为6.0μm以下，所述球状渗碳体的平均粒径为0.45μm以下，所述球状渗碳体的个数密度为0.45×106个/mm2以上。

Description

轴承部件、轴承部件用钢材及它们的制造方法
技术领域
本发明涉及针状轴承(滚针轴承)、滚柱轴承、滚球轴承等轴承部件、作为其原料的轴承部件用钢材及它们的制造方法。
本申请基于2014年1月10日在日本申请的特愿2014-3338号及2014年4月16日在日本申请的特愿2014-84952主张优先权，在此引用其内容。
背景技术
对于针状轴承、滚柱轴承、滚球轴承等轴承部件，即使在润滑油中混入毛刺或磨损粉等异物的状态下、即在混入异物的环境下也继续使用。因此，混入异物的环境下的轴承部件的滚动疲劳寿命的提高是重要的。为了在混入异物的环境下提高轴承部件的滚动疲劳寿命，已知增加残留奥氏体是有效的。因此，对轴承部件用钢材进行渗碳处理或氮化处理等表面处理。
但是，轴承部件用钢材的渗碳处理或氮化处理等表面处理不仅成本高，而且有因受处理气氛的偏差的影响而产生轴承部件的品质偏差的问题。因此，例如，在专利文献1中，公开了将渗碳处理及氮化处理省略而通过淬火及回火处理来含有大量残留奥氏体的轴承部件。
专利文献1中公开的轴承部件通过在钢中含有C、Mn、Ni或Mo来降低马氏体转变开始温度(Ms点)从而确保残留奥氏体量。可是，如果为确保残留奥氏体量而增加钢中的Mn添加量，则钢材的淬透性提高。其结果是，在热轧后的冷却时生成马氏体等过冷组织，使热轧线材的加工性及延展性、韧性降低。
此外，专利文献2中，公开了使用球状渗碳体抑制晶粒直径的粗大化而生成残留奥氏体的方法。但是，在专利文献2中公开的方法中进行了高温且长时间的球化热处理。其结果是，C固溶于奥氏体相中，球状渗碳体的个数密度不充分。另外，因奥氏体粒径粗大化而不能得到充分的改善滚动疲劳寿命的效果。
已知如果因球化热处理的处理时间长而增加处理次数，则生产成本提高，生产效率恶化。对这一问题，例如，在专利文献3中，公开了由本发明人们中的部分人发明的、不实施球化热处理的可进行拉丝加工的轴承部件用高碳钢轧制线材。
此外，以往在拉丝加工前后进行球化热处理。在该球化热处理中，为了省略拉丝加工前的球化热处理，专利文献4中公开了在对热轧结束后的轧制线材实施了拉丝加工后进行球化热处理的方法。
但是，专利文献4中公开的方法并未缩短球化热处理的处理时间。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-124215号公报
专利文献2：日本特开2007-077432号公报
专利文献3：国际公开WO2013-108828号公报
专利文献4：日本特开2004-100016号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，得知：如果如专利文献1那样增加钢中的Mn含量，则基于上述理由，难以省略球化热处理来对热轧线材进行加工，为得到轴承部件需要进行多次球化处理。此外，为了利用专利文献3的原料而制造混入异物的环境下的滚动疲劳寿命优异的轴承部件，需要通过拉丝加工和控制淬火温度的淬火处理来控制组织。
本发明是基于这样的实情而完成的，其目的在于提供在从热轧线材到轴承部件的制造工序中，可以以球化热处理的次数为一次且通过短时间的处理就能制造的包括混入异物的环境下在内的滚动疲劳寿命优异的轴承部件、成为其原料的轴承部件用钢材及其制造方法。
用于解决问题的手段
本发明人们发现：在对含有Cr且金属组织包含珠光体的钢材实施了拉丝加工后，通过在比通常低的温度下进行球化热处理，可使轴承部件的原奥氏体的平均粒径微细化。另外，还发现：通过使原奥氏体的平均粒径微细化，能够确保残留奥氏体量。而且，发现：通过确保残留奥氏体量，不仅在通常的环境下，而且即使在混入异物的环境下，也能提高轴承部件的滚动疲劳寿命。
本发明的主旨如以下所述。
(1)本发明的一实施方式涉及的轴承部件的化学成分以质量％计含有C：0.95％～1.10％、Si：0.10％～0.70％、Mn：0.20％～1.20％、Cr：0.90％～1.60％、Al：0.010％～0.100％、N：0.003％～0.030％，将以下元素限制在P：0.025％以下、S：0.025％以下、O：0.0010％以下，而且任意地含有Mo：0.25％以下、B：0.0050％以下、Cu：1.0％以下、Ni：3.0％以下、Ca：0.0015％以下，剩余部分包含铁及杂质，金属组织为残留奥氏体、球状渗碳体及马氏体，所述残留奥氏体的量以体积％计为18％～25％，而且在所述金属组织中，原奥氏体的平均粒径为6.0μm以下，所述球状渗碳体的平均粒径为0.45μm以下，且所述球状渗碳体的个数密度为0.45×106个/mm2以上。
(2)在上述(1)所述的轴承部件中，所述化学成分也可以以质量％计含有Mo：0.01％～0.25％、B：0.0001％～0.0050％、Cu：0.1％～1.0％、Ni：1.0％～3.0％、Ca：0.0001％～0.0015％中的1种以上。
(3)本发明的一实施方式涉及的轴承部件用钢材的化学成分以质量％计含有C：0.95％～1.10％、Si：0.10％～0.70％、Mn：0.20％～1.20％、Cr：0.90％～1.60％、Al：0.010％～0.100％、N：0.003％～0.030％，将以下元素限制在S：0.025％以下、P：0.025％以下、O：0.0010％以下，而且任意地含有Mo：0.25％以下、B：0.0050％以下、Cu：1.0％以下、Ni：3.0％以下、Ca：0.0015％以下，剩余部分包含铁及杂质，金属组织含有球状渗碳体及铁素体，在所述金属组织中，粒径为0.5μm～3.0μm的所述球状渗碳体的个数密度为2.0×106个/mm2以上。
(4)在上述(3)所述的轴承部件用钢材中，所述化学成分也可以以质量％计含有Mo：0.01％～0.25％、B：0.0001％～0.0050％、Cu：0.1％～1.0％、Ni：1.0％～3.0％、Ca：0.0001％～0.0015％中的1种以上。
(5)本发明的一实施方式涉及的轴承部件用钢材的制造方法具有以下工序：铸造工序：得到含有上述(3)或(4)所述的化学成分的钢坯；加热工序：将所述钢坯加热至900℃～1300℃的温度；热轧工序：通过在850℃以下的精轧温度下对所述加热工序后的所述钢坯实施热轧，得到热轧线材；卷取工序：在800℃以下的卷取温度下对所述热轧工序后的所述热轧线材进行卷取；冷却工序：在所述卷取工序后以3.0℃/秒以下的冷却速度将所述热轧线材冷却到600℃，使所述热轧线材的组织成为珠光体；拉丝加工工序：以总断面收缩率50％以上对所述冷却工序后的所述热轧线材实施拉丝加工；以及球化热处理工序：在650℃以上且750℃或A1－5℃中的较低者的温度以下，对所述拉丝加工工序后的所述热轧线材进行保持0.5～5小时的球化热处理，得到轴承部件用钢材。这里，A1是从所述化学成分预测A1相变开始的温度而得到的值，其由下述式1算出。再者，[C]、[Si]、[Mn]、[Cu]、[Ni]、[Cr]、[Mo]、[Al]及[B]为以质量％计的所述热轧线材中的C含量、Si含量、Mn含量、Cu含量、Ni含量、Cr含量、Mo含量、Al含量及B含量。
A1＝750.8－26.6×[C]+17.6×[Si]－11.6×[Mn]－22.9×[Cu]－23.0×[Ni]+24.1×[Cr]+22.5×[Mo]－169.4×[Al]－894.7×[B] (式1)
(6)本发明的一实施方式涉及的轴承部件的制造方法具有以下工序：铸造工序：得到含有上述(1)或(2)所述的化学成分的钢坯；加热工序：将所述钢坯加热至900℃～1300℃的温度；热轧工序：通过在850℃以下的精轧温度下对所述加热工序后的所述钢坯实施热轧，得到热轧线材；卷取工序：在800℃以下的卷取温度下对所述热轧工序后的所述热轧线材进行卷取；冷却工序：在所述卷取工序后以3.0℃/秒以下的冷却速度将所述热轧线材冷却到600℃，使所述热轧线材的组织成为珠光体；拉丝加工工序：以总断面收缩率50％以上对所述冷却工序后的所述热轧线材实施拉丝加工；球化热处理工序：在650℃以上且750℃或A1－5℃中的较低者的温度以下，对所述拉丝加工工序后的所述热轧线材进行保持0.5～5小时的球化热处理，得到轴承部件用钢材；成形工序：对所述球化热处理工序后的所述轴承部件用钢材进行粗成形；淬火处理工序：将所述成形工序后的所述轴承部件用钢材加热至800℃～890℃而进行淬火处理；回火工序：在250℃以下对所述淬火处理工序后的所述轴承部件用钢材进行回火处理；以及精加工工序：通过对所述回火处理工序后的所述轴承部件用钢材进行精加工而得到轴承部件。这里，A1是从所述化学成分预测A1相变开始的温度而得到的值，其由下述式2算出。再者，[C]、[Si]、[Mn]、[Cu]、[Ni]、[Cr]、[Mo]、[Al]及[B]为以质量％计的所述热轧线材中的C含量、Si含量、Mn含量、Cu含量、Ni含量、Cr含量、Mo含量、Al含量及B含量。
A1＝750.8－26.6×[C]+17.6×[Si]－11.6×[Mn]－22.9×[Cu]－23.0×[Ni]+24.1×[Cr]+22.5×[Mo]－169.4×[Al]－894.7×[B] (式2)
发明效果
根据本发明的上述方式，通过控制原奥氏体的平均粒径及残留奥氏体量、球化渗碳体的个数密度，在不实施渗碳处理、氮化处理及长时间的球化热处理的情况下，通过球化热处理的次数为1次、且短时间的球化热处理，可得到不仅在通常的环境下而且即使在混入异物的环境下也具有优异的滚动疲劳寿命的轴承部件。另外，通过控制金属组织，可得到为轴承部件的原料的轴承部件用钢材。此外，根据本发明的上述方式，可制造上述部件和钢材。而且，通过在汽车及工业用机械等中应用上述方式的轴承部件，能够实现机械的长寿命化及降低制造成本。也就是说，本发明对工业的贡献是非常显著的。
附图说明
图1是表示轴承部件的金属组织的图。
图2是表示轴承部件用钢材的金属组织的图。
图3是表示轴承部件用钢材的球状渗碳体的个数密度和轴承部件的原奥氏体的平均粒径的关系的图。
图4是表示轴承部件的原奥氏体的平均粒径和残留奥氏体量的关系的图。
图5是表示轴承部件的残留奥氏体量和混入异物的环境下的滚动疲劳寿命的关系的图。
图6是表示轴承部件的球状渗碳体的个数密度和滚动疲劳寿命的关系的图。
具体实施方式
对于提高混入异物的环境下的滚动疲劳寿命，有效的方法是增加残留奥氏体量及控制球状渗碳体的尺寸、个数密度。本发明人们对适当的残留奥氏体量及控制残留奥氏体量的制造条件进行了研究，得到以下的见识。再者，残留奥氏体量(体积％)例如可通过利用X射线衍射的残留奥氏体γ(220)的衍射强度相对于马氏体α(211)的衍射强度的比进行测定。残留奥氏体量(Vγ量)例如可通过使用X射线衍射测定装置(理学电气制RAD-RU300)，使用Co作为靶，将靶输出功率设定为40kV-200mA，求出钢板组织的X射线衍射峰值，用Rietveld(日文原文为：リーベルト)法通过计算求出理论强度比来进行测定。
伴随着残留奥氏体量的增加，即使在混入异物的环境下，也能提高滚动疲劳寿命。为了稳定地得到此效果，必要的残留奥氏体量以体积％计为18％以上。另一方面，如果残留奥氏体量以体积％计超过25％，则硬度下降，轴承部件的通常的滚动疲劳强度降低，尺寸的时效变化增大，因而招致作为轴承部件的功能下降。所以，为了提高混入异物的环境下的轴承部件的滚动疲劳寿命，将残留奥氏体量以体积％计控制在18％～25％是必要的。
淬火处理时，为了增加残留奥氏体量，使奥氏体相稳定化是必要的。此外，马氏体转变开始温度(Ms点)的低温化是有效的。Ms点受到奥氏体相中的C、Si、Mn等元素的固溶量的影响，特别是被奥氏体相中固溶的C量大大影响。但是，如果为了使固溶的C量增加而提高淬火处理的加热温度，则原奥氏体的平均粒径粗大化。而且，固溶在淬火处理后的马氏体中的C量增加。因此，轴承部件的滚动疲劳寿命及韧性下降。
因而，本发明人们着眼于利用晶粒的微细化使奥氏体相稳定化并进行了研究。其结果是，得到下述的见识。
首先，通过对珠光体组织的热轧线材(珠光体钢)进行拉丝加工，导入加工应变。接着，在比以往低的温度下对拉丝加工后的热轧线材实施球化热处理。得知通过该球化热处理可使球状渗碳体微细分散。而且，得知通过使球状渗碳体微细分散，对于球化热处理后的轴承部件用钢材，可使淬火处理后的原奥氏体的平均粒径微细化。
此外，本发明人们发现：通过使轴承部件的原奥氏体平均粒径在6.0μm以下，可将残留奥氏体量控制在18％～25％。
为使原奥氏体的平均粒径微细化，优选对拉丝加工时的总断面收缩率及球化热处理的加热温度进行控制。此外，优选在通过这些控制使球状渗碳体微细析出后进行淬火处理。具体地讲，在对热轧线材(珠光体钢)实施了总断面收缩率50％以上的拉丝加工后，在650℃以上且750℃或A1－5℃中的较低者的温度以下的加热温度下进行了球化热处理后，以0.1℃/s以上的冷却速度冷却到400℃以下。接着，如果加热至800℃～890℃而进行淬火处理，则可将原奥氏体的平均粒径控制在6.0μm以下，且可将残留奥氏体量控制在18％～25％。
再者，原奥氏体的平均粒径可通过以下的方法得到。首先，在轴承部件的长度方向的中心，通过研磨及腐蚀而在与长度方向垂直的C断面出现原奥氏体晶界。接着，从C断面的中心以半径3mm的范围作为中心部，采用光学显微镜以400倍的视场拍摄该中心部。然后，从拍摄的图像利用JISG 0551中规定的计数方法进行测定。再者，每个试样进行各4个视场的测定，将得到的4个视场的原奥氏体粒径的平均值作为原奥氏体的平均粒径。
在拉丝加工时的总断面收缩率低于50％时，在球化热处理时，渗碳体不能充分球化，在轴承部件用钢材的金属组织中，粒径为0.50μm～3.0μm的球状渗碳体的个数密度下降。其结果是，淬火处理后的轴承部件的原奥氏体平均粒径粗大化，有时原奥氏体的平均粒径超过6.0μm。
图3中示出球化热处理后的轴承部件用钢材中的粒径为0.50μm～3.00μm的球状渗碳体的个数密度和经由其后的淬火处理及回火处理而得到的轴承部件的原奥氏体的平均粒径的关系。
如图3所示，在轴承部件用钢材的球状渗碳体(粒径为0.5μm～3.0μm)的个数密度为2.0×106个/mm2以上时，淬火处理及回火处理后的轴承部件的原奥氏体的平均粒径微细化，达到6.0μm以下。这样，轴承部件用钢材的具有规定尺寸的球状渗碳体的个数和轴承部件的原奥氏体平均粒径密切相关。
此外，图4中示出轴承部件的原奥氏体的平均粒径和轴承部件的残留奥氏体量的关系。如图4所示，在轴承部件中，如果原奥氏体的平均粒径为6.0μm以下，则残留奥氏体量以体积％计为18％以上。另一方面，在轴承部件中，如果原奥氏体的平均粒径超过6.0μm，则残留奥氏体量以体积％计减少至低于18％。
图5中示出轴承部件的残留奥氏体量和混入异物的环境下的滚动疲劳寿命的关系。如图5所示，在轴承部件中，如果残留奥氏体量以体积％计为18％以上，则混入异物的环境下的轴承部件的滚动疲劳寿命良好。另一方面，如果残留奥氏体量以体积％计低于18％，则混入异物的环境下的轴承部件的滚动疲劳寿命下降。
接着，对使淬火处理后的轴承部件中的平均粒径为0.45μm以下的球状渗碳体的个数密度增加的方法进行了研究。
如果微细且硬质的球状渗碳体分散在钢中，则有助于轴承部件的强化。因此，如果规定尺寸的球状渗碳体的个数密度增加，则轴承部件的滚动疲劳寿命及冲击特性提高。根据本发明人们的研究结果，得知：使球状渗碳体的平均粒径在0.45μm以下、使其个数密度在0.45×106个/mm2以上是重要的。如果球状渗碳体的个数密度低于0.45×106个/mm2，则轴承部件的滚动疲劳寿命下降。球状渗碳体的个数密度更优选为0.5×106个/mm2以上。
此外，如果轴承部件中的球状渗碳体的平均粒径超过0.45μm，则促进疲劳裂纹的发生及扩展。因此，将轴承部件中的球状渗碳体的平均粒径规定为0.45μm以下是必要的。另一方面，考虑到通常的作业条件，难以使其低于0.10μm。
球状渗碳体通常在淬火处理时在加热至A1点以上时固溶在母相即奥氏体相中，因此轴承部件的球状渗碳体的个数密度相对于作为原料的轴承部件用钢材减少。如果将淬火处理的加热温度设定为低温，则轴承部件的球状渗碳体的个数密度增加，但轴承部件的残留奥氏体量降低。所以，混入异物的环境下的轴承部件的滚动疲劳寿命下降。
可是，本发明人们发现：通过在淬火处理前的轴承部件用钢材中使粒径为0.5μm～3.0μm的球状渗碳体)的个数密度增加至2.0×106个/mm2以上，能够在淬火处理后的轴承部件中，确保具有平均粒径为0.45μm以下的尺寸的球状渗碳体的个数密度在0.45×106个/mm2以上。
图6中示出轴承部件的具有规定尺寸的球状渗碳体的个数密度和轴承部件的滚动疲劳寿命的关系。如图6所示，如果平均粒径为0.45μm以下的球状渗碳体的个数密度为0.45×106个/mm2以上，则轴承部件的滚动疲劳寿命良好。
具有规定尺寸的球状渗碳体的个数密度可按以下求出。在长度方向中心，以与长度方向垂直的断面将轴承部件用钢材及轴承部件切断。对切断后的C断面进行镜面研磨，用扫描电子显微镜(SEM)，以5000倍观察C断面的中心部，拍摄10个视场的照片。然后，在各视场测定规定尺寸的球状渗碳体的个数，将其个数除以视场面积，求出具有规定尺寸的球状渗碳体的个数密度。再者，所谓C断面的中心部为从C断面的中心点的半径3mm的圆区域，观察视场为0.02mm2。
接着对本实施方式涉及的轴承部件的金属组织进行说明。本实施方式涉及的轴承部件的金属组织为残留奥氏体、球状渗碳体及马氏体。图1中示出本实施方式涉及的轴承部件的金属组织的SEM照片。图1的SEM照片为球状渗碳体2在马氏体1中析出的组织。残留奥氏体因不能用SEM观察，所以采用X衍射法(XRD)，通过与马氏体的衍射强度比来求出。
在本实施方式涉及的轴承部件的金属组织中，残留奥氏体以体积％计为18％～25％。马氏体及球状渗碳体的合计是以体积率计为从整体体积中减去残留奥氏体，优选为75％～82％。
接着对本实施方式涉及的轴承部件用钢材的金属组织进行说明。本实施方式涉及的轴承部件用钢材的金属组织含有球状渗碳体及铁素体。但是，为了得到轴承部件的滚动疲劳寿命和硬度，优选为在轴承部件用钢材中不含球状渗碳体及铁素体以外的组织的情况。图2中示出本实施方式涉及的球化热处理后的轴承部件用钢材的金属组织的SEM照片。图2的SEM照片为球状渗碳体5在铁素体4中析出的组织。
以下，就本实施方式涉及的轴承部件及轴承部件用钢材的基本元素的化学组成，对数值限定范围和其限定理由进行说明。这里，记载的％为质量％。
C：0.95％～1.10％
C(碳)是提高强度的元素。在C含量低于0.95％时，不能提高轴承部件的强度及混入异物的环境下的滚动疲劳寿命。另一方面，如果C含量超过1.10％，则碳化物粗大化，此外残留奥氏体量过多，不仅轴承部件的硬度下降，而且尺寸的时效变化(时效劣化)增大。因此，将C含量规定为0.95％～1.10％。为了更可靠地得到提高滚动疲劳寿命的效果，C含量优选为0.96％～1.05％，更优选为0.97％～1.03％。
Si：0.10％～0.70％
Si(硅)是提高强度且作为脱氧剂发挥作用的元素。在Si含量低于0.10％时，不能得到这些效果。另一方面，如果Si含量超过0.70％，则钢材中产生SiO2系夹杂物，使轴承部件的滚动疲劳寿命降低。因此，将Si含量规定为0.10％～0.70％。为了更可靠地不使滚动疲劳寿命下降，Si含量优选为0.12％～0.56％。更优选为0.15％～0.50％。
Mn：0.20％～1.20％
Mn(锰)是作为脱氧剂及脱硫剂发挥作用的元素。另外，对于确保钢的淬透性及残留奥氏体量也是有用的元素。在Mn含量低于0.20％时，脱氧不充分，生成氧化物，使轴承部件的滚动疲劳寿命降低。另一方面，如果Mn含量超过1.20％，则在热轧后的冷却时产生马氏体等过冷组织，因此成为拉丝加工时生成空隙的原因。另外，如果Mn含量超过1.20％，则残留奥氏体量过多，使轴承部件的硬度下降。因此，将Mn含量规定为0.20％～1.20％。为了更可靠地进行脱氧，不使滚动疲劳寿命降低，Mn含量优选为0.21％～1.15％。更优选为0.25％～1.00％。
Cr：0.90％～1.60％
Cr(铬)是提高钢材的淬透性的元素。另外，对于促进碳化物的球化、且增加碳化物量也是非常有效的元素。如果Cr含量低于0.90％，则奥氏体中固溶的C量增加，在轴承部件中过剩地生成残留奥氏体。另一方面，如果Cr含量超过1.60％，则淬火时抑制碳化物的溶解，招致残留奥氏体量的下降及轴承部件硬度的下降。因此，将Cr含量规定为0.90％～1.60％。为了更可靠地提高轴承部件的滚动疲劳寿命，Cr含量优选为0.91％～1.55％。更优选为1.10％～1.50％，进一步优选为1.30％～1.50％。
Al：0.010％～0.100％
Al(铝)是脱氧元素。如果Al含量低于0.010％，则由于脱氧不充分，氧化物析出，所以轴承部件的滚动疲劳寿命降低。另一方面，如果Al含量超过0.100％，则发生AlO系夹杂物，使轴承部件用钢材的拉丝加工性降低或使轴承部件的滚动疲劳寿命下降。因此，将Al含量规定为0.010％～0.100％。为了更可靠地不使滚动疲劳寿命下降，Al含量优选为0.015％～0.078％，更优选为0.018％～0.050％。
N：0.003％～0.030％
N与Al及B形成氮化物。这些氮化物作为钉扎粒子发挥作用，使晶粒细粒化。因此，N(氮)是抑制晶粒粗大化的元素。在N含量低于0.003％时，不能得到此效果。另一方面，如果N含量超过0.030％，则生成粗大的夹杂物，使滚动疲劳寿命下降。因此，将N含量规定为0.003％～0.030％。为了更可靠地不使滚动疲劳寿命下降，N含量优选为0.005％～0.029％。更优选为0.009％～0.020％。
P：0.025％以下
P(磷)是不可避免地含有的杂质。如果P含量超过0.025％，则向奥氏体晶界偏析，使奥氏体晶界脆化，使轴承部件的滚动疲劳寿命降低。因此，将P含量限制在0.025％以下。为了更可靠地不使滚动疲劳寿命降低，也可以将P含量限制在0.020％以下，进一步限制在0.015％以下。此外，由于P含量越少越优选，所以上述限制范围中包含0％。但是，使P含量达到0％在技术上是不容易的。因此，从炼钢成本的观点出发，也可以将P含量的下限值规定为0.001％。考虑到通常的作业条件，P含量优选为0.004％～0.012％。
S：0.025％以下
S(硫)是不可避免地含有的杂质。如果S含量超过0.025％，则形成粗大的MnS，使轴承部件的滚动疲劳寿命降低。因此，将S含量限制在0.025％以下。为了更可靠地不使滚动疲劳寿命降低，也可以将S含量限制在0.020％以下，进一步限制在0.015％以下。由于S含量越少越优选，所以上述限制范围包含0％。但是，使S含量达到0％在技术上是不容易的。因此，从炼钢成本的观点出发，也可以将S含量的下限值规定为0.001％。考虑到通常的作业条件，S含量优选为0.003％～0.011％。
O：0.0010％以下
O(氧)是不可避免地含有的杂质。如果O含量超过0.0010％，则形成氧化物系夹杂物，使轴承部件的滚动疲劳寿命降低。因此，将O含量限制在0.0010％以下。由于O含量越少越优选，所以上述限制范围包含0％。但是，使O含量达到0％在技术上是不容易的。因此，从炼钢成本的观点出发，也可以将O含量的下限值规定为0.0001％。考虑到通常的作业条件，O含量优选为0.0005％～0.0010％。
除了上述的基本成分及杂质元素以外，在本实施方式涉及的轴承部件中，也可以进一步选择性地添加Mo、B、Cu、Ni及Ca中的至少1种以上。在此种情况下，可选择用于提高淬透性的Mo、B、Cu及Ni和用于使夹杂物微细化的Ca中的1种以上。这些化学元素由于在轴承部件用钢材及轴承部件中不一定需要添加，所以这些化学元素的下限都为0％，没有限制。
以下，对这些成分的优选范围和其理由进行说明。这里，记载的％为质量％。
Mo：0.25％以下
Mo是提高淬透性的元素。此外，还具有使实施了淬火的钢材的晶界强度提高而使韧性提高的作用。在想更可靠地确保淬透性和韧性的情况下，优选将Mo含量规定为0.01％以上。但是，如果Mo含量超过0.25％，则这些效果饱和。因此，Mo含量优选为0.01％～0.25％。Mo含量更优选为0.01％～0.23％，进一步优选为0.10％～0.23％。
B：0.0050％以下
B是以微量提高淬透性的元素。此外，还具有对淬火时的奥氏体晶界中的P及S的偏析进行抑制的效果。在想得到这样的效果的情况下，优选将B含量规定为0.0001％以上。但是，如果B含量超过0.0050％，则这些效果饱和。因此，B含量优选为0.0001％～0.0050％。B含量更优选为0.0003％～0.0050％。进一步优选为0.0005％～0.0025％，最优选为0.0010％～0.0025％。
Cu：1.0％以下
Cu是提高淬透性的元素。在想更可靠地确保淬透性的情况下，优选将Cu含量规定为0.05％以上。但是，如果Cu含量超过1.0％，则此效果饱和，而且使热加工性降低。因此，Cu含量优选为0.05％～1.0％。Cu含量更优选为0.10％～0.50％，进一步优选为0.19％～0.31％。
Ni：3.0％以下
Ni是提高淬透性的元素。此外，还具有使实施了淬火的钢材的韧性提高的作用。在想更可靠地确保淬透性和韧性的情况下，优选将Ni含量规定为0.05％以上。但是，如果Ni含量超过3.0％，则此效果饱和。因此，Ni含量优选为0.05％～3.0％。Ni含量更优选为0.10％～1.5％，进一步优选为0.21％～1.2％，最优选为0.21％～1.0％。
Ca：0.0015％以下
Ca是在硫化物中固溶而形成CaS、使硫化物微细化的元素。在想通过硫化物的微细化进一步提高滚动疲劳寿命的情况下，优选将Ca含量规定为0.0003％以上。但是，如果Ca含量超过0.0015％，则此效果饱和。另外，因氧化物系夹杂物粗大化而招致滚动疲劳寿命下降。因此，Ca含量优选为0.0003％～0.0015％。Ca含量更优选为0.0003％～0.0011％，进一步优选为0.0005％～0.0011％。
本实施方式涉及的轴承部件及轴承部件用钢材含有上述成分，化学组成的剩余部分实质上由铁及不可避免的杂质构成。
接着对本实施方式涉及的轴承部件的金属组织进行说明。
本实施方式涉及的轴承部件的金属组织为残留奥氏体、球状渗碳体及马氏体。
其中，残留奥氏体量以体积％计为18％～25％。为了在混入异物的环境下也能提高滚动疲劳寿命，需要将残留奥氏体量规定为18％～25％、将球状渗碳体的平均粒径规定为0.45μm以下、将球状渗碳体的个数密度规定为0.45×106个/mm2以上。优选将球状渗碳体的个数密度规定为0.5×106个/mm2以上。再者，球状渗碳体的个数密度的上限没有特别的限定，但从制造上的制约及确保滚动疲劳寿命的观点出发，优选为1.0×106个/mm2。此外，即使球状渗碳体的平均粒径过剩地微细化，提高疲劳寿命的效果也低，并且制造困难。因此，轴承部件中的球状渗碳体的平均粒径优选为0.25μm以上。也就是说，本实施方式涉及的轴承部件的球状渗碳体的优选的平均粒径为0.25μm～0.45μm。
再者，球状渗碳体的平均粒径可按以下方法得到。首先，在轴承部件的长度方向的中心，以与长度方向垂直的断面(C断面)进行切断。从该C断面的中心将半径3mm的范围作为中心部，采用SEM以2000倍的视场拍摄该中心部。然后，从拍摄的图像利用描图板等映现球状渗碳体，通过对该板进行图像解析，从而测定渗碳体的粒径。再者，每个试样进行各4个视场的测定，将得到的4个视场的球状渗碳体粒径的平均值作为球状渗碳体的平均粒径。
此外，为了确保残留奥氏体量，而将本实施方式涉及的轴承部件的原奥氏体的平均粒径规定为6.0μm以下。如果原奥氏体的平均粒径超过6.0μm，则不能得到必要的残留奥氏体量。另一方面，为了使轴承部件中的原奥氏体的平均粒径微细化到3.0μm以下，必须提高制造负载。因此，优选将轴承部件中的原奥氏体的平均粒径规定为3.0μm以上。也就是说，本实施方式涉及的轴承部件的原奥氏体的平均粒径优选为3.0μm～6.0μm。
接着，对成为本实施方式涉及的轴承部件的原料的轴承部件用钢材的金属组织进行说明。
本实施方式涉及的轴承部件用钢材的金属组织含有球状渗碳体及铁素体。其中，粒径为0.5μm～3.0μm的球状渗碳体的个数密度为2.0×106个/mm2以上。在轴承部件用钢材中，如果具有规定尺寸的球状渗碳体的个数密度低于2.0×106个/mm2，则淬火及回火处理后的轴承部件的球状渗碳体减少，轴承部件的滚动疲劳寿命降低。再者，球状渗碳体的个数密度的上限没有特别的限定，但从制造上的制约及确保滚动疲劳寿命的观点出发，优选为5.0×106个/mm2。
接着，对为轴承部件用钢材的原料的热轧线材的组织进行说明。
热轧线材具有与轴承部件相同的化学组成。而且，优选具有包含珠光体和以面积率计为5％以下的初析渗碳体的组织。如果金属组织中存在马氏体等过冷组织，则在拉丝加工时不能均匀地变形，有时成为断丝的主要原因。因此，优选热轧线材的组织不具有马氏体而主要具有珠光体。
此外，珠光体块(block)的尺寸与延展性具有非常密切的相关关系。也就是说，通过使珠光体微细化而使拉丝加工性提高。因此，优选将珠光体块的平均粒径(当量圆直径)规定为15μm以下。如果珠光体块的平均粒径超过15μm，则有时不能得到提高拉丝加工性的效果。另一方面，有时工业上难以使珠光体块粒径为1μm以下。因此，珠光体块粒径优选为1μm～15μm，更优选为1μm～10μm。
珠光体块的平均粒径(当量圆直径)可采用电子背散射衍射装置(EBSD)进行测定。
此外，一般来讲初析渗碳体的塑性变形能小。因此，通过拉丝加工而被切断，成为形成空隙的主要原因。只要初析渗碳体的面积率低、厚度薄，就不妨碍拉丝加工性。所以，优选初析渗碳体的面积率为5％以下，厚度为1.0μm以下。更优选初析渗碳体的面积率为3％以下、厚度为0.8μm以下。
初析渗碳体的面积率及厚度可通过SEM观察进行测定。
通过满足上述的化学成分和金属组织，能够得到即使在混入异物的环境下也具有优异的滚动疲劳寿命的轴承部件。要得到上述的轴承部件，只要采用后述的制造方法制造轴承部件即可。
接着，对本实施方式涉及的轴承部件及轴承部件用钢材的优选的制造方法进行说明。
本实施方式涉及的轴承部件可按以下进行制造。
再者，以下说明的轴承部件的制造方法、为其原料的轴承部件用钢材、为该轴承部件用钢材的原料的热轧线材的制造方法是用于得到本发明的轴承部件的一个例子，并不限定于以下的步骤及方法，只要是能够实现本发明的构成的方法，可采用任何方法。
关于为轴承部件用钢材的原料的热轧线材的制造方法，可采用通常的制造条件。
例如，熔炼、铸造用通常方法调整了成分组成的钢，根据需要实施均热处理、开坯，形成钢坯。接着，对得到的钢坯进行加热，实施热轧。然后，在卷取成环状后进行冷却。
经由以上工序，可制造为本实施方式涉及的轴承部件用钢材的原料的热轧线材。
在铸造工序中，铸造方法没有特别的限定，可以采用真空铸造法或连续铸造法等。
此外，根据需要对铸造工序后的铸坯实施的均热处理(均热扩散处理)，是用于减轻铸造等中发生的偏析的热处理。经由这些工序得到的钢坯一般称为方坯。
再者，均热处理的加热温度优选为1100℃～1200℃。此外，保持时间优选为10小时～20小时。
接着，作为热轧前的加热工序，对钢坯进行加热。优选将钢坯的加热温度规定为900℃～1300℃。
然后，作为热轧工序，对上述钢坯进行热轧。在热轧工序中，优选将精轧温度规定为850℃以下。
通过将精轧温度规定为850℃以下，可使初析渗碳体分散析出，由此能够降低初析渗碳体厚度，且能够使相变时的珠光体的成核点增加，使珠光体块微细化。更优选的精轧温度为800℃以下。另一方面，如果精轧温度低于650℃，则有时不能使珠光体块微细化。所以，精轧温度优选为650℃以上。
热轧中的钢坯的温度可用放射温度计进行测定。
为轴承部件用钢材的原料的经由热轧工序的钢材、即精轧后的钢材一般称为热轧线材。
热轧工序结束后即精轧后，在800℃以下将热轧线材卷取成环状。该工序一般称为卷取工序。
在卷取工序中，如果卷取温度高，则有时奥氏体晶粒生长，珠光体块变得粗大。因此，卷取温度优选为800℃以下。更优选的卷取温度为770℃以下。另一方面，如果卷取温度低于650℃，则有时发生断丝。所以，卷取温度优选为650℃以上。
再者，在热轧工序结束后，也可以具有根据需要进行冷却的卷取前冷却工序。
卷取工序后，将轧制线材冷却到600℃。该工序一般称为冷却工序。
优选将到600℃的冷却速度规定为0.5℃/s～3.0℃/s。
如果在卷取后将轧制线材冷却到600℃，则向珠光体的相变结束。卷取后的冷却速度有时影响从奥氏体向珠光体的相变。因此，为了抑制马氏体及贝氏体等过冷组织的析出，卷取后的冷却速度优选为3.0℃/s以下。更优选为2.3℃/s以下。另一方面，卷取后的冷却速度有时还影响初析渗碳体的析出。因此，为了抑制初析渗碳体的过剩的析出及粗大化，优选将卷取后的冷却速度规定为0.5℃/s以上。更优选为0.8℃/s以上。
通常的轴承部件的制造方法在拉丝加工前具有球化热处理工序，但本实施方式涉及的轴承部件用钢材没有拉丝加工前的球化热处理工序。也就是说，不对经由上述工序得到的热轧线材实施球化热处理，而直接实施总断面收缩率50％以上的拉丝加工。而且，在拉丝加工后，在650℃以上且750℃或A1点－5℃中的较低者的温度以下进行球化热处理，由此制造轴承部件用钢材。
然后，在将得到的轴承部件用钢材成形后，进行淬火处理、回火处理，得到轴承部件。
如果对为轴承部件用钢材的原料的热轧线材进行总断面收缩率50％以上的拉丝加工，则通过导入的应变促进球化热处理时的渗碳体的球化。因而，渗碳体在低温下以短时间球化，且能够使轴承部件用钢材的球状渗碳体的平均粒径微细化，并能够提高个数密度。如此制造的轴承部件用钢材因球状渗碳体的个数充分而能够使淬火时的奥氏体的平均粒径微细化。而且，通过使奥氏体的平均粒径微细化，能够确保轴承部件的残留奥氏体量，并使轴承部件的原奥氏体粒径也微细化。
如果总断面收缩率低于50％，则不能在轴承部件用钢材中确保规定量的残留奥氏体，而且，渗碳体的球化不充分，有时不能使轴承部件的原奥氏体微细化。另一方面，如果总断面收缩率超过97％，则有在拉丝加工时发生断丝的顾虑。因此，优选将总断面收缩率规定为50％～97％。
对于拉丝加工后的球化热处理的加热温度，为了使轴承部件用钢材的球状渗碳体的个数密度增加，而规定为低于750℃且A1－5℃以下。此外，将球化热处理次数规定为1次。
如果在750℃以上或超过A1－5℃的高温下进行球化热处理，则轴承部件用钢材的球状渗碳体的个数密度降低。另外，在轴承部件用钢材中，因产生向奥氏体的相变，而有时线径的变化增大。因此，优选在750℃或A1－5℃中的较低者的温度以下进行加热。
另一方面，如果拉丝加工后的球化热处理的加热温度低于650℃，则在轴承部件用钢材中，渗碳体的球化不充分，以珠光体的原样残存。因此，在淬火时，有奥氏体粒径粗大化、硬度上升、轴承部件的加工性下降的顾虑。所以，拉丝加工后的球化热处理的加热温度优选为650℃以上。
也就是说，球化热处理的加热温度为大于等于650℃且小于等于750℃或A1－5℃这两者中的较低者的温度。
再者，A1为A1相变开始的温度，单位为摄氏温度(℃)。此外，A1可以根据下述式1并基于化学成分而容易地算出。
再者，式中的[C]、[Si]、[Mn]、[Cu]、[Ni]、[Cr]、[Mo]、[Al]及[B]是以质量％计的热轧线材中的C含量、Si含量、Mn含量、Cu含量、Ni含量、Cr含量、Mo含量、Al含量及B含量。
A1＝750.8－26.6×[C]+17.6×[Si]－11.6×[Mn]－22.9×[Cu]－23.0×[Ni]+24.1×[Cr]+22.5×[Mo]－169.4×[Al]－894.7×[B] (式1)
此外，在球化热处理中，在上述温度下保持0.5～5小时。在保持时间低于0.5小时时球化不足，如果超过5小时，则有时规定的球状渗碳体的个数密度降低。
在将球化热处理后的轴承部件用钢材成形(粗成形)后进行淬火处理。对于球化热处理后的淬火处理时的淬火的加热温度，为了使某一定量的渗碳体固溶在奥氏体中，而优选规定为820℃以上。如果淬火的加热温度低于820℃，则不能使渗碳体充分固溶于奥氏体中，有时轴承部件的硬度降低。另一方面，如果淬火的加热温度超过890℃，则有轴承部件中的原奥氏体的平均粒径粗大化的顾虑。因此，优选将淬火的加热温度规定为820℃～890℃。
此外，淬火处理中的保持时间优选为0.5～2小时。在保持时间低于0.5小时时，渗碳体在奥氏体中的固溶不足，如果超过2小时，则渗碳体分解，C过剩地向奥氏体固溶，有轴承部件中的残留奥氏体增加或原奥氏体的平均粒径粗大化的可能性。
为确保韧性及调整硬度，回火处理时的回火温度优选为150℃以上。如果回火温度低于150℃，则有时不能确保轴承部件的韧性。另一方面，如果回火温度超过250℃，则有轴承部件的硬度降低、滚动疲劳寿命下降的顾虑。因此，优选将回火温度规定为150℃～250℃。
此外，回火处理时的保持时间优选为0.5～3小时。在保持时间低于0.5小时时，有时不能确保轴承部件的韧性，如果超过3小时，即使进行回火，特性也无变化，只降低生产率。
通过对该回火处理后的轴承部件用钢材实施精加工，可得到轴承部件。
通过采用上述的本发明的优选的制造方法，可使轴承部件的金属组织及轴承部件用钢材的金属组织在本发明范围内。
实施例
以下，通过列举本发明的轴承部件的实施例，对本实施方式涉及的轴承部件的效果更具体地进行说明。但是，实施例中的条件是为确认本发明的可实施性及效果而采用的一个条件例，本发明并不限定于下述实施例。也可以在不脱离本发明的主旨的情况下，只要达到本发明的目的，在符合主旨的范围内适当地加以变更来实施。因而，本发明可采用多种条件，这些都包含在本发明的技术特征中。
通过对具有表1-1及表1-2所示的成分的线材及棒材进行热处理及热锻造，形成具有表2-1及表2-2所述的组织的热轧线材。采用该热轧线材，进行冷拉丝加工，直到直径达到φ10mm。接着，将拉丝加工过的热轧线材切断成长度方向的长度达到10mm(长度10mm)。然后，对切断的热轧线材在表2-1及表2-2所述的球化温度下实施0.5～3小时的球化热处理，由此调整为包含球状渗碳体和铁素体的组织，作为轴承部件用钢材。将该轴承部件用钢材成形成φ9.5mm的球形。然后，在进行了淬火处理、回火处理后实施精加工，制造轴承部件。在表2-1及表2-2所述的淬火温度下进行淬火处理，将淬火处理的保持时间规定为60分钟，将冷却规定为油冷。接着，在表2-1及表2-2所述的回火温度下进行回火处理，将回火的保持时间规定为90分钟。表2中示出热轧线材的组织、拉丝加工时的断面收缩率、淬火处理及回火处理的温度。
热轧线材的组织、轴承部件用钢材及轴承部件的组织采用光学显微镜进行评价。然后，采用SEM测定轴承部件的原奥氏体的平均粒径(μm)。此外，采用SEM进行轴承部件用钢材及轴承部件的球状渗碳体的平均粒径(μm)及个数密度(个/mm2)的测定。此外，在轴承部件的残留奥氏体量(体积％)的测定中，采用X射线衍射法。
在轴承部件的滚动疲劳寿命的测定中，采用径向型疲劳试验机。
通常的滚动疲劳寿命只用润滑油进行试验。另外，将具有750Hv～800Hv的硬度且粒径为100μm～180μm的铁粉1g混入润滑油1L中，在混入异物的环境下测定滚动疲劳寿命。然后，对测定的滚动疲劳寿命通过韦布尔(Weibull)统计处理求出累积破损概率10％的寿命。在表2-1及表2-2中，以与SUJ2相同成分、用现行的制造方法制作的B1的寿命为基准，用相对于该寿命的比表示通常及混入异物的环境下的滚动疲劳寿命。
表2-1及表2-2中示出原料的组织、制造方法、轴承部件的组织及滚动疲劳寿命的评价结果。在表1-1及表2-1中，A1～A19在本发明的适当范围内，通常的滚动疲劳寿命比为B1的1.5倍以上，混入异物的环境下的滚动疲劳寿命为B1的2倍以上，具有优异的疲劳寿命。
在本发明例中，轴承部件用钢材的金属组织都由球状渗碳体及铁素体构成。此外，轴承部件的金属组织都由球状渗碳体及马氏体构成。
另一方面，A20～A38、B1、B2为比较例。A20～A38、B1、B2因没有满足本发明规定的化学组成及轴承部件的组织中的任一方或双方，而使滚动疲劳寿命与以往同等，或比以往差。
A20～A31中化学组成在本发明例的范围外。A20因C含量低而使轴承部件用钢材中的球状渗碳体的个数密度降低。因此，在淬火时，奥氏体的平均粒径粗大化，残留奥氏体量不足，轴承部件的混入异物的环境下的滚动疲劳寿命降低。此外，因C含量低，即使在轴承部件中球状渗碳体的个数密度也不足。此外如果C量低，则因淬火时的强度减小，即使在通常的环境下滚动疲劳寿命也降低。另一方面，A21中C含量过剩。因此，残留奥氏体量及球状渗碳体的平均粒径过剩，通常的滚动疲劳寿命没有提高。
A23中Mn含量过剩。因此，起因于轴承部件用钢材的马氏体，拉丝时生成裂纹，在轴承部件中，在通常及混入异物的环境下这两者滚动疲劳寿命都降低。另外，因拉丝加工性降低，而不能确保充分的拉丝加工量。因此，在球化热处理中，球状渗碳体的个数密度降低。所以，不能确保良好的钉扎效应，淬火处理时奥氏体的平均粒径粗大化。此外，因轴承部件用钢材的球状渗碳体少，而使淬火后的轴承部件中的球状渗碳体的个数密度不充分。此外，因Mn含量过剩，而使Ms点降低，残留奥氏体量过剩。因此，即使组织中没有马氏体，没有生成裂纹，滚动疲劳寿命也降低。A24中Mn含量低，残留奥氏体量不足。因此，混入异物的环境下的轴承部件的滚动疲劳寿命没有提高。A25因Cr含量低而在淬火处理时渗碳体容易固溶，所以球状渗碳体的个数密度不足。另外，残留奥氏体量过剩，轴承部件的滚动疲劳寿命降低。A27因Cr含量高而使渗碳体稳定化，在淬火处理时渗碳体没有固溶，残留奥氏体不足。因此，混入异物的环境下的轴承部件的滚动疲劳寿命没有提高。
A22中Si含量过剩，A26中Al含量过剩，A30中O含量过剩。都起因于夹杂物，通常及混入异物的环境下的滚动疲劳寿命都比以往差。A28因S含量过剩，起因于硫化物，而使通常及混入异物的环境下的滚动疲劳寿命都比以往差。A31因N含量过剩，起因于氮化物，而使通常及混入异物的环境下的滚动疲劳寿命都比以往差。A29因P含量过剩，晶界脆化，而使通常及混入异物的环境下的滚动疲劳寿命都降低。
A32～A38虽然化学组成在本发明的范围内，但轴承部件的组织在本发明的范围外。A32及A33因拉丝加工的总断面收缩率低，而在球化热处理时，一部分珠光体组织没有球化，轴承部件用钢材的球状渗碳体的个数密度降低。因此，在淬火处理时，因奥氏体的平均粒径粗大化，而使残留奥氏体量不足。而且，轴承部件的球状渗碳体的个数密度也降低，混入异物的环境下的滚动疲劳寿命不充分。
A34因球化热处理时的加热温度低，而在球化热处理时，一部分珠光体组织没有球化，轴承部件用钢材中的球状渗碳体的个数密度降低。因此，在淬火处理时，因奥氏体的平均粒径粗大化，而使轴承部件的残留奥氏体量降低。另外，轴承部件的球状渗碳体的个数密度也降低，混入异物的环境下的滚动疲劳寿命不充分。A35因球化热处理时的温度高，轴承部件用钢材中的球状渗碳体的个数密度降低，而在淬火处理时，奥氏体的平均粒径粗大化，残留奥氏体量降低。另外，因轴承部件的球状渗碳体的个数密度降低，而使混入异物的环境下的滚动疲劳寿命不充分。
A36因淬火时的加热温度低，而使固溶的C含量下降，残留奥氏体量不足。因此，混入异物的环境下的滚动疲劳寿命不充分。A37因淬火的加热温度高，渗碳体过剩地固溶，而使残留奥氏体量过剩，球状渗碳体的个数密度也降低。因此，通常的滚动疲劳寿命降低。
B1、B2是拉丝加工前实施了球化热处理的现行材料。B1的轴承部件用钢材的球状渗碳体的个数密度低。因此，淬火处理时的奥氏体的平均粒径粗大化，残留奥氏体量降低，轴承部件的球状渗碳体个数密度降低。而且，混入异物的环境下的滚动疲劳寿命也低。此外，B2因Mn含量增加等，而与B1相比残留奥氏体量增加，但因轴承部件的球状渗碳体的个数密度低，所以通常的疲劳寿命特性不足。
工业上的可利用性
根据本发明的上述方式，为了确保优异的拉丝加工性，抑制Mn含量而缩短球化热处理，能够得到包括混入异物的环境下在内的滚动疲劳寿命优异的轴承部件，因此工业上的可利用性高。
符号说明
1：马氏体
2：球状渗碳体
4：铁素体
5：球状渗碳体

Claims (6)

1.一种轴承部件，其特征在于，其化学成分以质量％计含有：
C：0.95％～1.10％、
Si：0.10％～0.70％、
Mn：0.20％～1.20％、
Cr：0.90％～1.60％、
Al：0.010％～0.100％、
N：0.003％～0.030％，
将以下元素限制在：
P：0.025％以下、
S：0.025％以下、
O：0.0010％以下，
而且任意地含有：
Mo：0.25％以下、
B：0.0050％以下、
Cu：1.0％以下、
Ni：3.0％以下、
Ca：0.0015％以下，
剩余部分包含铁及杂质；
金属组织为残留奥氏体、球状渗碳体及马氏体，所述残留奥氏体的量以体积％计为18％～25％，而且在所述金属组织中，原奥氏体的平均粒径为6.0μm以下，所述球状渗碳体的平均粒径为0.45μm以下，且所述球状渗碳体的个数密度为0.45×106个/mm2以上。
2.根据权利要求1所述的轴承部件，其特征在于，所述化学成分以质量％计含有以下元素中的1种以上：
Mo：0.01％～0.25％、
B：0.0001％～0.0050％、
Cu：0.1％～1.0％、
Ni：1.0％～3.0％、
Ca：0.0001％～0.0015％。
3.一种轴承部件用钢材，其特征在于，其化学成分以质量％计含有：
C：0.95％～1.10％、
Si：0.10％～0.70％、
Mn：0.20％～1.20％、
Cr：0.90％～1.60％、
Al：0.010％～0.100％、
N：0.003％～0.030％，
将以下元素限制在：
S：0.025％以下、
P：0.025％以下、
O：0.0010％以下，
而且任意地含有：
Mo：0.25％以下、
B：0.0050％以下、
Cu：1.0％以下、
Ni：3.0％以下、
Ca：0.0015％以下，
剩余部分包含铁及杂质；
金属组织含有球状渗碳体及铁素体，在所述金属组织中，粒径为0.5μm～3.0μm的所述球状渗碳体的个数密度为2.0×106个/mm2以上。
4.根据权利要求3所述的轴承部件用钢材，其特征在于，所述化学成分以质量％计含有以下元素中的1种以上：
Mo：0.01％～0.25％、
B：0.0001％～0.0050％、
Cu：0.1％～1.0％、
Ni：1.0％～3.0％、
Ca：0.0001％～0.0015％。
5.一种轴承部件用钢材的制造方法，其特征在于，其具有以下工序：
铸造工序：得到含有权利要求3或4所述的化学成分的钢坯；
加热工序：将所述钢坯加热至900℃～1300℃的温度；
热轧工序：通过在850℃以下的精轧温度下对所述加热工序后的所述钢坯实施热轧，得到热轧线材；
卷取工序：在800℃以下的卷取温度下对所述热轧工序后的所述热轧线材进行卷取；
冷却工序：在所述卷取工序后以3.0℃/秒以下的冷却速度将所述热轧线材冷却到600℃，使所述热轧线材的组织成为珠光体；
拉丝加工工序：以总断面收缩率50％以上对所述冷却工序后的所述热轧线材实施拉丝加工；以及
球化热处理工序：在650℃以上且750℃或A1－5℃中的较低者的温度以下，对所述拉丝加工工序后的所述热轧线材进行保持0.5～5小时的球化热处理，得到轴承部件用钢材，
这里，A1是从所述化学成分预测A1相变开始的温度而得到的值，其由下述式1算出，
另外，[C]、[Si]、[Mn]、[Cu]、[Ni]、[Cr]、[Mo]、[Al]及[B]是以质量％计的所述热轧线材中的C含量、Si含量、Mn含量、Cu含量、Ni含量、Cr含量、Mo含量、Al含量及B含量，
A1＝750.8－26.6×[C]+17.6×[Si]－11.6×[Mn]－22.9×[Cu]－23.0×[Ni]+24.1×[Cr]+22.5×[Mo]－169.4×[Al]－894.7×[B] (式1)。
6.一种轴承部件的制造方法，其特征在于，其具有以下工序：
铸造工序：得到含有权利要求1或2所述的化学成分的钢坯；
加热工序：将所述钢坯加热至900℃～1300℃的温度；
热轧工序：通过在850℃以下的精轧温度下对所述加热工序后的所述钢坯实施热轧，得到热轧线材；
卷取工序：在800℃以下的卷取温度下对所述热轧工序后的所述热轧线材进行卷取；
冷却工序：在所述卷取工序后以3.0℃/秒以下的冷却速度，将所述热轧线材冷却到600℃，使所述热轧线材的组织成为珠光体；
拉丝加工工序：以总断面收缩率50％以上对所述冷却工序后的所述热轧线材实施拉丝加工；
球化热处理工序：在650℃以上且750℃或A1－5℃中的较低者的温度以下，对所述拉丝加工工序后的所述热轧线材进行保持0.5～5小时的球化热处理，得到轴承部件用钢材；
成形工序：对所述球化热处理工序后的所述轴承部件用钢材进行粗成形；
淬火处理工序：将所述成形工序后的所述轴承部件用钢材加热至800℃～890℃而进行淬火处理；
回火工序：在250℃以下对所述淬火处理工序后的所述轴承部件用钢材进行回火处理；以及
精加工工序：通过对所述回火处理工序后的所述轴承部件用钢材进行精加工而得到轴承部件，
这里，A1是从所述化学成分预测A1相变开始的温度而得到的值，其由下述式2算出，
再者，[C]、[Si]、[Mn]、[Cu]、[Ni]、[Cr]、[Mo]、[Al]及[B]是以质量％计的所述热轧线材中的C含量、Si含量、Mn含量、Cu含量、Ni含量、Cr含量、Mo含量、Al含量及B含量，
A1＝750.8－26.6×[C]+17.6×[Si]－11.6×[Mn]－22.9×[Cu]－23.0×[Ni]+24.1×[Cr]+22.5×[Mo]－169.4×[Al]－894.7×[B] (式2)。
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