DE4223659A1

DE4223659A1 - Lagerstahl

Info

Publication number: DE4223659A1
Application number: DE4223659A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Narai; Tsutomu Abe; Kazuhiro Uemura
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1991-07-18
Filing date: 1992-07-17
Publication date: 1993-01-21
Anticipated expiration: 2012-07-18
Also published as: DE4223659C2; GB9214852D0; GB2258470B; US5256213A; JP3725179B2; GB2258470A; JPH0525587A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lagerstahl und insbesondere einen Lagerstahl, der fähig ist, Lager mit langer Lebensdauer zur Verfügung zu stellen, die für die Verwendung in Fahrzeugen, landwirtschaftlichen Maschinen, Baumaschinen und stahl- und eisenherstellende Maschinen geeignet sind, insbesondere zur Verwendung in deren Getriebe und Motoren.

Es ist bekannt, daß in Stählen vorhandene nichtmetallische Einschlüsse, insbesondere oxidische Einschlüsse, die Bruchhäufigkeit erhöhen, wenn die Stähle bearbeitet wer den, z. B. zu Drähten gezogen werden, wobei die mechani schen Eigenschaften des Stahlerzeugnisses, z. B. die Anzahl der Drehungen und die Ermüdung verschlechtert wird. Werden des weiteren Wälzkörper, z. B. Lager, die aus oxidische, nichtmetallische Einschlüsse enthaltende Stählen herge stellt sind, zyklischen Belastungen des Wälzkontaktes aus gesetzt, werden die Einschlüsse zum Ausgangspunkt für die Ausbreitung von Mikrorissen, die sich weiter fortsetzt, bis Abplatzen auftritt, und so die Lebensdauer des Lagers beendet.

Unter diesen Umständen wurden verschiedene Arten von ultra reinen Stählen mit niedrigen Sauerstoffgehalten vorgeschla gen; z. B. beschreibt die ungeprüfte, veröffentlichte japa nische Patentanmeldung Nr. 76 916/1978 einen ultrareinen Stahl mit einem Sauerstoffgehalt der auf nicht mehr als 50 ppm eingestellt ist.

Die Qualität der Stahlelemente hängt wesentlich von der An zahl und Größe der oxidischen, nichtmetallischen Einschlüs se ab. Die Anzahl und Größe solcher Einschlüsse werden her kömmlicherweise durch die in JES G 0555 und ASTM E 45 be schriebenen Verfahren überprüft (dazu die nicht geprüfte, veröffentlichte japanische Patentanmeldung Nr. 3 09 844/1988). Ferner ist im Stand der Technik eine Vorrich tung für die Überwachung des Abbildes der Einschlüsse mit tels eines Bildverarbeitungsverfahrens beschrieben.

Die Lebensdauer der Lager ist eng mit der Reinheit der La gerstähle verbunden und es ist daher allgemeine Praxis, die Lebensdauer der Lager durch das Nennen des Sauerstoffgehal tes des Stahles oder durch einen Einschlußindex auf der Ba sis der ASTM-Norm zu verlängern. Ein herkömmliches Verfah ren zur Bewertung der oxidischen Einschlüsse ist von Saitoh et al in "Entwicklung eines Verfahrens zur Bewertung von Einschlüssen mittels einer Elektronenstrahltechnik", Japan Society for the Promotion of Science, 5-1 bis 5-14, 19. Mai 1987, beschrieben. Nach diesem Verfahren werden Einschlüsse einer Stahlprobe durch die Elektronenstrahltechnik an die Oberfläche gebracht und die Menge, Morphologie und Zusam mensetzung der Einschlüsse quantitativ erfaßt.

Dieses herkömmliche Verfahren bietet jedoch keine spezifi sche Information über den Bereich der Anzahl und der Größe der oxidischen Einschlüsse, welcher bei der Verbesserung der Lebensdauer der Lager wirksam ist, und daher wurde kei ne Beziehung bekannt, die im Hinblick auf die herkömmlichen Lager eine befriedigende Lebensdauer sicherstellt. Da in den letzten Jahren die Forderungen nach immer höheren Rein heitsgraden aufkamen, wurde es immer schwieriger, ein Lager mit langer Lebensdauer von einem mit kurzer Lebensdauer nur durch die verwendeten Parameter zur Bestimmung der Reinheit zu unterscheiden, und es ist daher nicht länger möglich, eine weitere Verbesserung der Lebensdauer der Lager nur durch die Benennung dieser Parameter zu erzielen.

Um diese Schwierigkeiten zu beseitigen, wurde in der unge prüften, veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 1 26 839/1991 vorgeschlagen, die durchschnittliche Teilchen größe der Einschlüsse, die Anzahl der vorhandenen Partikel und deren relative Häufigkeit innerhalb spezifischer Berei che zu begrenzen, während die Sauerstoffkonzentration unter einem spezifischen Wert gehalten wird, so daß Stahllager und Wälzlager mit langer Lebensdauer geschaffen werden kön nen.

Das in der obengenannten Patentanmeldung beschriebene Ver fahren hat jedoch das Problem, das gelegentlich Lager mit kurzer Lebensdauer hergestellt werden, obwohl deren Auftre ten nicht höher als 0,1% ist.

Die vorliegende Erfindung wurde unter diesen Umständen durchgeführt und hat die Aufgabe, mit einer höheren Wahr scheinlichkeit Lagerstähle mit langer Lebensdauer und hoher Zuverlässigkeit zu schaffen unter Verwendung von Parametern für die Reinheitsbestimmung, die auf die kürzester Lebens dauer auf die Lager bezogen sind.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann durch einen La gerstahl erhielt werden, bei welchen der logarithmische Ab fall der Korngrößenhäufigkeitsverteilung der oxidischen, nichtmetallischen Einschlüsse und der geschätzte maximale Durchmesser der pro Volumeneinheit oder Flächeneinheit vor handenen Einschlußpartikel durch die Teilchengrößenvertei lung der oxidischen, nichtmetallischen Einschlüsse bestimmt werden, wobei die Reinheit dieses Lagerstahls auf der Basis des logarithmischen Abfalls oder des abgeschätzten maxima len Durchmessers der eingeschlossenen Teilchen spezifiziert wird.

Die Erfindung wird nachfolgend in bezug auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 ein Diagramm, welches die gegenseitige Beziehung der durchschnittlichen Teilchengröße der oxidi schen Einschlüsse in dem erfindungsgemäßen Lager stahl und der kumulativen Anzahl der eingeschlos senen Teilchen mit einer Größe, die oberhalb eines Grenzwertes darstellt (exponentiell dargestellt);

Fig. 2 ein Diagramm, welches die gegenseitige Beziehung zwischen dem logarithmischen Abfall in der Größenhäufigkeitsverteilung der oxidischen Ein schlüsse des erfindungsgemäßen Lagerstahls und der Weibull-Steigung darstellt;

Fig. 3 ein Diagramm, welches die gegenseitige Beziehung zwischen den maximalen Durchmesser der oxidischen Einschlüsse des erfindungsgemäßen Lagerstahls und L₁/L_1cal darstellt;

Fig. 4 ein Diagramm, welches die gegenseitige Beziehung zwischen der Kohlenstoffkonzentration des erfin dungsgemäßen Lagerstahls und dem logarithmischen Abfall der Größenhäufigkeitsverteilung der oxidi schen Einschlüsse darstellt; und

Fig. 5 ein Diagramm, welches die gegenseitige Beziehung zwischen der Kohlenstoffkonzentration des erfin dungsgemäßen Lagerstahls und dem maximalen Durch messer der oxidischen Einschlüsse darstellt.

Als ein Ergebnis intensiver Untersuchungen, die zur Erzie lung des obengenannten Gegenstandes der vorliegenden Er findung durchgeführt wurden, wurde herausgefunden, daß die Teilchenverteilung der oxidischen Einschlüsse durch eine exponentielle Funktion angenähert werden kann. Es hat sich herausgestellt, daß die Summenverteilung der Teilchengrö ßenverteilung der oxidischen Einschlüsse durch eine gerade Linie angenähert werden kann, wie in Fig. 1 dargestellt, wobei die durchschnittliche Teilchengröße der oxidischen Einschlüsse auf der x-Achse und die kumulative Anzahl der Partikel mit einer Größe oberhalb eines Grenzwertes expo nentiell auf der x-Achse dargestellt ist.

Des weiteren führten die Erfinder einen Lebensdauertest unter Belastung (trust life test) (L₁₀) an Lagerprobekör pern durch, welche das gleiche Verhältnis von geschätzter Lebensdauer zu kalkulierter Lebensdauer (L₁₀/L_10cal) auf wiesen, sich jedoch in der kürzesten Lebensdauer unter schieden. Als Ergebnis wurde ermittelt, daß die Weibull-Steigung bei Proben, die einen bestimmten Wert für die Steigung der geraden Linie der Annäherung (tanα) auf wiesen, d. h. in dem logarithmischen Abfall der Größenhäu figkeitsteilung der oxidischen Einschlüsse, stark anstieg. Erhöht sich die Weibull-Steigung, nähert sich die Lebens dauer eines Lagers mit langer Lebensdauer der eines Lagers mit kurzer Lebensdauer und die Änderung der Lebensdauer der Lager wird so gering, daß die Produktion von Lagern mit langer Lebensdauer mit einer höheren Wahrscheinlich keit möglich wird. Fig. 2 zeigt ein Diagramm, welches die Ergebnisse der Untersuchungen der gegenseitigen Beziehung zwischen dem logarithmischen Abfall und der Weibull-Steigung darstellt unter Berücksichtigung ver schiedener unterschiedlicher Chargen von SCR 440, die im wesentlichen das gleiche Maß von L₁₀ aufwiesen. Dabei stellte sich heraus, daß bei einem logarithmischen Abfall von 0,4 und mehr pro 1 µm die Weibull-Steigung stark er höht wurde und die Änderung der Lebensdauer der Lager so gering wurde, daß die Produktion von Lagern mit langer Le bensdauer mit einer höheren Wahrscheinlichkeit möglich ist. Auf der Basis dieser Werte kann mit Sicherheit fest gestellt werden, daß der logarithmische Abfall der Größenhäufigkeitsverteilung der oxidischen Einschlüsse vorzugsweise auf 0,4 oder mehr eingestellt werden sollte, um das Ziel der vorliegenden Erfindung zu erreichen.

Ist der logarithmische Abfall der Größenhäufigkeitsver teilung der oxidischen Einschlüsse höher als 0,6, tritt ein Kostenproblem auf. In der Praxis ist ein logarithmi scher Abfall im Bereich von 0,4 bis 0,6 vorteilhaft.

Die obige Diskussion betrifft den Fall, daß die durch schnittliche Teilchengrößenverteilung der oxidischen Ein schlüsse durch eine exponentielle Funktion angenähert wer den kann, dies ist jedoch nicht die einzige Möglichkeit der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Erfindung kann auch bei anderen Fällen angewandt werden, z. B., wenn die Beziehung zwischen der durchschnittlichen Teilchengrößen verteilung und der kumulativen Anzahl der Partikel mit einer Größe oberhalb eines Grenzwertes im wesentlichen durch eine gerade Linie angenähert werden kann oder wenn die Verteilung der geschätzten maximalen Einschlüsse sta tistisch auf eine im wesentlichen gerade Linie bezogen ist im Hinblick auf ihre Häufigkeitsverteilungsfunktion. In solchen Fällen kann die vorliegende Erfindung auf der Ba sis des Gradients der geraden Linie der Annäherung oder der Beziehung angewendet werden.

Ferner wurden in der vorliegenden Erfindung Lebensdauer tests unter Belastung (L₁) durchgeführt, um zu ermitteln, wie sich die geschätzten Werte des maximalen Einschluß durchmeters pro cm³, welche durch die statistische Analyse des Extremums gewonnen wurden, in bezug auf das Verhältnis der ermittelten Lagerlebensdauer zu der berechneten Le bensdauer (L₁/L_1cal) verhält. Dabei konnte herausgefunden werden, daß sich L₁/L_1cal stark veränderte, wenn der maxi male Einschlußdurchmesser einen bestimmten Wert überstieg. Der Index L₁/L_1cal ist solcherart, daß man mit Sicherheit feststellen kann, daß ein Lager von Interesse eine längere Lebensdauer besitzt, wenn sich der Wert von L₁/L_1cal er höht. In Fig. 3 ist ein Diagramm dargestellt, welches das Ergebnis der Untersuchung der Beziehung zwischen dem maxi malen Einschlußdurchmesser pro cm³ und L₁/L_1cal zeigt, un ter Berücksichtigung verschiedener unterschiedlicher Char gen eines bestimmten Lagerstahls (SUJ 2). Dabei hat sich herausgestellt, daß bei einem maximalen Einschlußdurchmes ser von 15 µm oder weniger L₁/L_1cal stark anstieg, um die Lebensdauer des Lagers zu verbessern. Auf der Basis dieser Werte kann man mit Sicherheit feststellen, daß der ge schätzte Wert des maximalen Einschlußdurchmessers pro cm³ vorzugsweise auf 15 µm oder weniger eingestellt werden sollte, um das Ziel der vorliegenden Erfindung zu errei chen.

Ist der geschätzte Wert des maximalen Einschlußdurchmes sers pro cm³ niedriger als 3 µm, tritt ein Kostenproblem auf. In der Praxis erweist sich ein Schätzwert des maxima len Einschlußdurchmessers pro cm³ im Bereich von 3 µm bis 15 µm als bevorzugt.

Die obige Diskussion betrifft den maximalen Einschluß durchmesser pro Volumeneinheit (1 cm³). Die vorliegende Erfindung ist aber nicht auf diesen bestimmten Fall be schränkt, sondern gleiche Ergebnisse können erzielt wer den, wenn eine Untersuchung auf der Basis des maximalen Einschlußdurchmessers pro Flächeneinheit durchgeführt wird.

Die zuvor genannten Lebensdauertests unter Belastung wur den an scheibenförmigen Lagerpobekörper unter Verwendung einer Prüfmaschine des in "Tokushuko Binran (Handbuch der Stahlbesonderheiten)", 1. Ausgabe, zusammengetragen von Denki Seikosho, veröffentlicht von Rikogakusha, 25. Mai 1965, Seiten 10 bis 21 beschriebenen Typs, durchgeführt. Die Testbedingungen waren wie folgt:

Pmax
= 500 kgf/mm²
N	= 3000 cpm
Schmiermittel	= Turbinenöl VG 68

Die Lebensdauer unter Belastung L₁₀ entspricht der kumula tiven Anzahl der Umdrehungen bis zu einem Zeitpunkt, bei dem 10% der Probekörper jeder Probe am Ende ihrer Lebens dauer waren; die Lebensdauer unter Belastung L₁ entspricht der kumulativen Anzahl von Umdrehungen bis zu dem Zeit punkt, bei dem 1% der Probekörper jeder Probe am Ende ih rer Lebensdauer waren.

Die statistische Analyse des Extremums wurde in Überein stimmung mit dem "Kiron (Transaction of the Japan Society of Mechanical Engineers)", 55-509, Seite 58, 1989, be schriebenen Verfahren durchgeführt; die Testfläche betrug 80 mm²; und die Gesamttestfläche betrug 3200 mm².

Der logarithmische Abfall der Größenhäufigkeitsverteilung der oxidischen Einschlüsse wird durch log (F(X+1)/F(X)) be schrieben, wobei F(X) der gesamten Anzahl der Einschlüsse, die größer als eine spezifische Größe sind (durchschnittli cher Durchmesser = X µm) entspricht. Dieser Parameter ent spricht tanα oder dem Gradienten der obengenannten geraden Linie der Annäherung oder der Beziehung.

Der Konfidenzkoeffizient bei der Berechnung von L₁/L_1cal wurde auf 0,21 festgesetzt.

Um die obenerwähnte kürzeste Lebensdauer der Lager zu ga rantieren, reicht die bloße Verbesserung der Lebensdauer durch die Erhöhung von L₁/L_1cal nicht aus, sondern es ist gleichzeitig notwendig, sicherzustellen, daß die Weibull-Steigung groß genug ist, um eine ausreichende Un terdrückung der Variationen der Lebensdauer zu erzielen. D.h., Lager mit langer Lebensdauer und hoher Zuverlässig keit können nur mit einer höheren Wahrscheinlichkeit ge schaffen werden, wenn der Wert von L₁/L_1cal erhöht wird, um die Lebensdauer der Lager von selbst zu verbessern, und, wenn die Weibull-Steigung erhöht ist, um sicherzu stellen, daß Lager mit langer Lebensdauer mit einer höhe ren Wahrscheinlichkeit bestehen werden. Daher müssen die obengenannten zwei Bedingungen gleichzeitig erfüllt wer den.

Der maximale Einschlußdurchmesser kann durch ein hochprä zises Verfahren der 3D-Ermittlung garantiert werden, wel ches die Messung von oxidischen Einschlüssen umfaßt, die aus einer Stahlprobe extrahiert wurden, z. B. durch ein Verfahren, welches das Schmelzen und Extrahieren mittels eines Elektronenstrahles einsetzt.

Soll der Stahl der vorliegenden Erfindung durch ein her kömmliches Verfahren der Massenproduktion hergestellt wer den, welche das Schmelzen in großen elektrischen Öfen, das exzentrische Abstechen von Boden, das Feinen in der Pfanne (mittels eines Gießpfannenofens), die RH-Entgasung und den Vertikalstrangguß von Walzblöcken umfaßt, können die zwei obengenannten Bedingungen durch die Optimierung bei hohen Temperaturen, durch das Blasen von dem Boden des elektri Walzenblockzusammensetzung und der Zeitdauer der Reduk tion, und das Einstellen der Bewegungsintensität bei der LF-Veredelung und RH-Entgasung erfüllt werden. Folglich wird der Bereich über den diese beiden Bedingungen effek tiv erfüllt werden können, einer gewissen Einschränkung durch die Zusammensetzung der Legierung unterworfen. Unter diesen Umständen wurde in der vorliegenden Erfindung so wohl die gegenseitige Beziehung zwischen dem logarithmi schen Abfall der Größenhäufigkeitsverteilung der oxidi schen Einschlüsse und der Kohlenstoffkonzentration vor der Wärmebehandlung als auch die Wechselbeziehung zwischen dem geschätzten maximalen Einschlußdurchmesser und den Kohlen stoffgehalt vor der Wärmebehandlung untersucht. Die in den Tabellen 4 und 5 dargestellten Ergebnisse zeigen, daß sich der logarithmische Abfall erhöht und der maximale Ein schlußdurchmesser abnimmt, wenn die Kohlenstoffkonzentra tion 0,35% und mehr beträgt. Daher kann man mit Sicher heit folgern, daß die Kohlenstoffkonzentration vor der Wärmebehandlung vorzugsweise auf 0,35% und mehr einge stellt werden sollte.

Beträgt die Kohlenstoffkonzentration weniger als 0,35% ist es schwierig, die Größenhäufigkeitsverteilung der oxidischen, nichtmetallischen Einschlüsse durch eine statistische Analyse des Extremums durchzuführen. In der Praxis sollte die Kohlenstoffkonzentration vorzugsweise nicht weniger als 0,35% betragen.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von bevorzugten Beispielen beschrieben.

Beispiel 1

Verschiedene Chargen eines Lagerstahls (SUJ 2) wurden be arbeitet, abgeschreckt und angelassen, um scheibenförmige Probenkörper herzustellen. Von jeder dieser scheibenförmi gen Proben wurden folgende Parameter ermittelt: der loga rithmische Abfall pro µm; der maximale Durchmesser der oxidischen Einschlüsse, abgeschätzt pro m³; der maximale Durchmesser der oxidischen Einschlüsse, gemessen durch ein Ermittlungsverfahren, welches das Schmelzen und Extrahie ren mittels eines Elektronenstrahles umfaßt; die Weibull-Steigung; und die Betriebslebensdauer (L₁/L_1cal). Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Das Profil der Teilchengrößenverteilung der oxidischen Einschlüsse wurde quantitativ mit einem optischen, mikroskopischen Bildanalysator an einem Teil der Proben während des Le bensdauertestes ermittelt, nach dem in "Zairyo to Purosesu (Materials and Process)", Band 4, Seite 321, 1991, be schriebenen Verfahren. Bei der Ermittlung des maximalen Durchmessers der oxidischen Einschlüsse nach einem Ermitt lungsverfahren, welches das Schmelzen und Extrahieren mit tels eines Elektronenstrahls umfaßt, wurde eine Vorrich tung des in "Tetsu to Hagane" (Iron and Steel), Band 75, Nr. 10, Seiten 83 bis 99, 1989, beschriebenen Typs verwen det, um die Probe mit einer Beschleunigungsspannung von 10 kVolt und einem Strahlenstrom von 60 mA bei einem Strahlenabtastungsbereich von 40% und einer Belichtungs zeit von 8 s zu schmelzen. Nach dem Abkühlen wurde die Probe mit einem REM (Rasterelektronenmikroskop)-Bild analysator gemessen. Der Lebensdauertest wurde nach dem gleichen Verfahren wie in "Mechanism of Action" beschrie ben, durchgeführt.

Tabelle 1

Wie man aus der Tabelle 1 entnehmen kann, erfüllen die Proben (Chargen Nr. 1 bis 5) die Erforderungen, daß der logarithmische Abfall pro µm wenigstens 0,4 betragen soll und daß weder der abgeschätzte noch der gefundene Wert des maximalen Durchmessers der oxidischen Einschlüsse pro cm³ mehr als 15 µm betragen sollte und die Proben (Chargen Nr. 1 bis 5) zeigten sehr viel größere Werte der Weibull-Steigung und L₁/L_1cal als die anderen Proben (Charge Nr. 6 bis 10). Diese Werte zeigen, daß die Lager stähle der Chargen Nr. 1 bis 5 Lager mit langer Lebensdau er mit einer höheren Wahrscheinlichkeit zur Verfügung stellen können.

In Beispiel 1 wurde der maximale Durchmesser der oxidi schen Einschlüsse durch ein Ermittlungsverfahren, welches das Schmelzen und Extrahieren mittels eines Elektronen strahls einschließt, ermittelt und bietet so den Vorteil, eine höhere Präzision der Ermittlung sicherzustellen.

Beispiel 2

Stähle mit zehn verschiedenen Kohlenstoffkonzentrationen, wie in Tabelle 2 aufgelistet, wurden bearbeitet und zu scheibenförmigen Proben wie in Beispiel 1 geformt, nach folgend wurden die folgenden Parameter für jede Probe wie in Beispiel 1 bestimmt: der logarithmische Abfall pro µm; der maximale Durchmesser der oxidischen Einschlüsse, abge schätzt pro cm³; der maximale Durchmesser der oxidischen Einschlüsse, bestimmt durch ein Ermittlungsverfahren, wel ches das Schmelzen und Extrahieren mit einem Elektronen strahl umfaßt; Weibull-Steigung; und die Betriebslebens dauer (L₁/L_1cal). Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 2 dargestellt.

Tabelle 2

Wie man aus Tabelle 2 entnehmen kann, waren die Proben (Chargen Nr. 1 bis 5) mit Kohlenstoffkonzentrationen (%) von wenigstens 0,35 % solcherart, daß der logarithmische Abfall sich stark erhöhte, während der maximale Durchmes ser die oxidische Einschlüsse (sowohl abgeschätzt als auch ermittelt) wesentlich verringerte im Vergleich mit den an deren Proben (Charge Nr. 6 bis 10). Es wurde also bestä tigt, daß die Chargen Nr. 1 bis 5 die Erforderungen, daß der logarithmische Abfall pro m³ wenigstens 0,4 betragen solle und daß weder der abgeschätzte noch der ermittelte Wert des maximalen Durchmessers der oxidischen Einschlüsse pro cm³ mehr als 15 µm betragen sollte, erfüllte, und so mit die Herstellung von langlebigen Lagern mit einer höhe ren Wahrscheinlichkeit ermöglicht.

In Beispiel 2 wurde der maximale Durchmesser der oxidi schen Einschlüsse über ein Ermittlungsverfahren bestimmt, welches das Schmelzen und Extrahieren mittels eines Elek tronenstrahls einschließt und somit die Vorteile einer hö heren Präzision bei der Ermittlung sicherstellt.

In den Beispielen 1 und 2 wurde SUJ 2 als Lagerstahl ver wendet, beschränkt jedoch die vorliegende Erfindung nicht auf die Verwendung dieses bestimmten Stahles, sondern an dere Arten von Lagerstähle, z. B. SUJ 3 und SUJ 4 können selbstverständlich auch eingesetzt werden.

In den Beispielen 1 und 2 wurde der maximale Einschluß durchmesser der oxidischen Einschlüsse pro Volumeneinheit (1 cm³) bestimmt, dies beschränkt die Erfindung jedoch nicht auf den vorliegenden Fall, der maximale Einschluß durchmesser der oxidischen Einschlüsse kann z. B. auch pro Flächeneinheit ermittelt werden.

Wie oben beschrieben, wird die Reinheit des erfindungsge mäßen Lagerstahls durch ein Verfahren abgeschätzt, bei dem der logarithmische Abfall der Größenhäufigkeitsverteilung der oxidischen, nichtmetallischen Einschlüsse und der ab geschätzte maximale Durchmesser pro Volumeneinheit oder Flächeneinheit vorhandenen eingeschlossenen Teilchen, an hand der Teilchengrößenverteilung der oxidischen, nichtme tallischen Einschlüsse bestimmt werden, und bei dem die Reinheit von Interesse auf der Basis dieses logarithmi schen Abfalles oder dieses abgeschätzten maximalen Durch messers der eingeschlossenen Teilchen spezifiziert wird. Auf diese Weise wird die Weibull-Steigung um ein ausrei chendes Maß erhöht, um die Variation der Betriebslebens dauer der Lager zu reduzieren. Des weiteren wird der Wert L₁/L_1cal wesentlich erhöht, um eine Verbesserung der Le bensdauer der Lager zu erzielen.

Als ein Ergebnis bietet die vorliegende Erfindung den Vor teil, das langlebige Lager mit verbesserter Zuverlässig keit mit einer höheren Wahrscheinlichkeit hergestellt wer den können.

Claims

1. Lagerstahl gekennzeichnet durch ein Verfahren, umfassend die folgenden Schritte:

- Bestimmen des logarithmischen Abfalls der Größenhäufigkeitsverteilung der oxidischen, nichtme tallischen Einschlüsse und/oder bestimmen des abge schätzten maximalen Durchmessers der pro Volumenein heit oder Flächeneinheit vorhandenen eingeschlosse nen Teilchen, über die Teilchengrößenverteilung der oxidischen, nichtmetallischen Einschlüsse; und
- Spezifizieren der Reinheit des Lagerstahls auf der Basis dieses logarithmischen Abfalls und/oder dieses abgeschätzten maximalen Durchmessers der einge schlossenen Partikel.

2. Lagerstahl nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß dieser logarithmische Abfall pro 1 µm vorzugsweise in dem Bereich von 0,4 bis 0,6 liegt.

3. Lagerstahl nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte des maximalen Durchmessers der oxidischen Einschlüsse pro cm³ vorzugsweise im Bereich von 3 bis 15 µm liegt.

4. Lagerstahl nach einem der Ansprüche 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenstoffkonzentration vor einer Wärmebehandlung vorzugsweise nicht mehr als 0,35 beträgt.

5. Erzeugnis aus einem Stahl, welcher hergestellt ist durch ein Verfahren, umfassend die folgenden Schritte:

- Bestimmen des logarithmischen Abfalls der Größenhäufigkeitsverteilung der oxidischen, nichtme tallischen Einschlüsse und/oder Bestimmen des abge schätzten maximalen Durchmessers der pro Volumenein heit oder Flächeneinheit vorhandenen eingeschlosse nen Teilchen durch die Teilchengrößenverteilung der oxidischen, nichtmetallischen Einschlüsse; und
- Spezifizieren der Reinheit des Lagerstahls auf der Basis dieses logarithmischen Abfalls und/oder dieses abgeschätzten maximalen Durchmessers der einge schlossenen Teilchen.

6. Erzeugnis aus Stahl nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß dieses Erzeugnis ein Lager ist.

7. Erzeugnis aus Stahl nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß dieser logarithmische Ab fall pro 1 µm vorzugsweise in den Bereich von 0,4 bis 0,6 liegt.

8. Erzeugnis aus Stahl nach einem der Ansprüche 5, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte des maximalen Durchmessers der oxidischen Einschlüsse pro cm³ vor zugsweise in dem Bereich von 3 bis 15 µm liegen.

9. Erzeugnis aus Stahl nach einem der Ansprüche 5, 6, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenstoffkon zentration vor der Wärmebehandlung vorzugsweise nicht weniger als 0,35% beträgt.