JP2003268496A - 軸受用鋼 - Google Patents
軸受用鋼Info
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- JP2003268496A JP2003268496A JP2002069439A JP2002069439A JP2003268496A JP 2003268496 A JP2003268496 A JP 2003268496A JP 2002069439 A JP2002069439 A JP 2002069439A JP 2002069439 A JP2002069439 A JP 2002069439A JP 2003268496 A JP2003268496 A JP 2003268496A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 鋼に含有されるＰの含有量の上限を高めるこ
とで、脱Ｐのための精錬を軽減し、精錬時間の短縮を図
ることで生産性を向上させ、電気炉の電力消費を低減
し、耐火物の使用回数を増加させて、低コストで衝撃値
および転動疲労特性に悪影響を及ぼすことのない軸受用
鋼を提供する。 【解決手段】 質量％で、Ｃ：０．９２〜１．１０％、
Ｓｉ：０．１０〜０．７０％、Ｃｒ：０．９０〜１．６
０％、Ｐ：０．０２５超〜０．０５０％、Ｍｎ：≦１．
１５％、Ｓ：≦０．０２５％、Ｎｉ：≦０．２５％、Ｏ
≦１０ｐｐｍを含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物か
らなる靱性および図１に見られるように転動疲労寿命に
優れた軸受用鋼。
とで、脱Ｐのための精錬を軽減し、精錬時間の短縮を図
ることで生産性を向上させ、電気炉の電力消費を低減
し、耐火物の使用回数を増加させて、低コストで衝撃値
および転動疲労特性に悪影響を及ぼすことのない軸受用
鋼を提供する。 【解決手段】 質量％で、Ｃ：０．９２〜１．１０％、
Ｓｉ：０．１０〜０．７０％、Ｃｒ：０．９０〜１．６
０％、Ｐ：０．０２５超〜０．０５０％、Ｍｎ：≦１．
１５％、Ｓ：≦０．０２５％、Ｎｉ：≦０．２５％、Ｏ
≦１０ｐｐｍを含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物か
らなる靱性および図１に見られるように転動疲労寿命に
優れた軸受用鋼。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】不純物元素のＰを多く含んで
いながら衝撃値、転動疲労寿命などの特性を劣化しない
軸受用鋼に関するものである。
いながら衝撃値、転動疲労寿命などの特性を劣化しない
軸受用鋼に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】軸受用鋼あるいはその他の機械構造用鋼
において、不純物として含有されているＰは粒界に偏析
し、衝撃値、転動疲労寿命を劣化させると考えられてい
る。そこで、特開平１−１６８８４３号公報には、自動
車部品用の快削鋼が紹介されているが、衝撃値の劣化を
押さえるため、Ｐは０．０２０％以下に限定されてい
る。また、特開昭６２−２７４０５２号公報には、軸受
用肌焼鋼が紹介されているが、転動疲労寿命の劣化を抑
えるため、Ｐは０．００６％以下に限定されている。
において、不純物として含有されているＰは粒界に偏析
し、衝撃値、転動疲労寿命を劣化させると考えられてい
る。そこで、特開平１−１６８８４３号公報には、自動
車部品用の快削鋼が紹介されているが、衝撃値の劣化を
押さえるため、Ｐは０．０２０％以下に限定されてい
る。また、特開昭６２−２７４０５２号公報には、軸受
用肌焼鋼が紹介されているが、転動疲労寿命の劣化を抑
えるため、Ｐは０．００６％以下に限定されている。
【０００３】１９５０年に制定され１９９０年に改正さ
れたＪＩＳ ＳＵＪ２鋼の規格では、質量％で、Ｐは
０．０２５％以下に制限されている。また、ＩＳＯ、Ｄ
ＩＮにおいても質量％で、Ｐ≦０．０３０％ただし、こ
の頃のＯ含有量は質量比で、３０ｐｐｍ以上であり、こ
の大量のＯがＰの衝撃値、転動疲労寿命への悪影響を助
長していると考えられていた。
れたＪＩＳ ＳＵＪ２鋼の規格では、質量％で、Ｐは
０．０２５％以下に制限されている。また、ＩＳＯ、Ｄ
ＩＮにおいても質量％で、Ｐ≦０．０３０％ただし、こ
の頃のＯ含有量は質量比で、３０ｐｐｍ以上であり、こ
の大量のＯがＰの衝撃値、転動疲労寿命への悪影響を助
長していると考えられていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、鋼に含有されるＰの含有量を多くすること
で、脱Ｐのための精錬を軽減し、精錬時間の短縮を図る
ことで生産性を向上させ、電気炉の電力消費を低減し、
耐火物の使用回数を増加させてコスト低減することので
きる衝撃値特性および転動疲労特性に悪影響を及ぼすこ
とのない軸受用鋼を提供することである。
する課題は、鋼に含有されるＰの含有量を多くすること
で、脱Ｐのための精錬を軽減し、精錬時間の短縮を図る
ことで生産性を向上させ、電気炉の電力消費を低減し、
耐火物の使用回数を増加させてコスト低減することので
きる衝撃値特性および転動疲労特性に悪影響を及ぼすこ
とのない軸受用鋼を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】発明者らは鋭意考究して
きたところ、ＪＩＳ規格のＳＵＪ２鋼では、焼入れ焼戻
し後の結晶粒径が非常に小さいため、粒界面積が大き
く、Ｐ等の粒界偏析元素が細かく分散するため、これら
の悪影響を受け難いことが分かった。一方、最近の製鋼
技術の進歩により、ＳＵＪ２鋼のＯの含有量が５ｐｐｍ
程度まで抑えられているので、Ｐの衝撃値や転動疲労寿
命に及ぼす悪影響が小さくなっていると考えられる。た
だし、多く含有しすぎると衝撃値、転動疲労寿命は低下
する。
きたところ、ＪＩＳ規格のＳＵＪ２鋼では、焼入れ焼戻
し後の結晶粒径が非常に小さいため、粒界面積が大き
く、Ｐ等の粒界偏析元素が細かく分散するため、これら
の悪影響を受け難いことが分かった。一方、最近の製鋼
技術の進歩により、ＳＵＪ２鋼のＯの含有量が５ｐｐｍ
程度まで抑えられているので、Ｐの衝撃値や転動疲労寿
命に及ぼす悪影響が小さくなっていると考えられる。た
だし、多く含有しすぎると衝撃値、転動疲労寿命は低下
する。
【０００６】課題を解決するための本願発明の手段は、
請求項１の発明では、質量％で、Ｃ：０．９２〜１．１
０％、Ｓｉ：０．１０〜０．７０％、Ｃｒ：０．９０〜
１．６０％、Ｐ：０．０２５超〜０．０５０％、Ｍｎ：
≦１．１５％、Ｓ：≦０．０２５％、Ｎｉ：≦０．２５
％、Ｏ≦１０ｐｐｍを含有し、残部Ｆｅおよび不可避不
純物からなることを特徴とする靱性、転動疲労寿命に優
れた軸受用鋼である。
請求項１の発明では、質量％で、Ｃ：０．９２〜１．１
０％、Ｓｉ：０．１０〜０．７０％、Ｃｒ：０．９０〜
１．６０％、Ｐ：０．０２５超〜０．０５０％、Ｍｎ：
≦１．１５％、Ｓ：≦０．０２５％、Ｎｉ：≦０．２５
％、Ｏ≦１０ｐｐｍを含有し、残部Ｆｅおよび不可避不
純物からなることを特徴とする靱性、転動疲労寿命に優
れた軸受用鋼である。
【０００７】請求項２の発明では、質量％で、Ｃ：０．
９２〜１．１０％、Ｓｉ：０．１０〜０．７０％、Ｃ
ｒ：０．９０〜１．６０％、Ｐ：０．０３０〜０．０４
０％、Ｍｏ：０．１０〜０．２５％、Ｍｎ：≦１．１５
％、Ｓ：≦０．０２５％、Ｎｉ：≦０．２５％、Ｏ≦１
０ｐｐｍを含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からな
ることを特徴とする靱性、転動疲労寿命に優れた軸受用
鋼である。
９２〜１．１０％、Ｓｉ：０．１０〜０．７０％、Ｃ
ｒ：０．９０〜１．６０％、Ｐ：０．０３０〜０．０４
０％、Ｍｏ：０．１０〜０．２５％、Ｍｎ：≦１．１５
％、Ｓ：≦０．０２５％、Ｎｉ：≦０．２５％、Ｏ≦１
０ｐｐｍを含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からな
ることを特徴とする靱性、転動疲労寿命に優れた軸受用
鋼である。
【０００８】含有成分の限定理由について以下に説明す
る。なお、％は質量％である。Ｃは、焼入硬さが軸受材
料として必要な硬さを保つために、Ｃ量を０．９２％以
上とし、一方、１．１０％を超えると熱間圧延後の冷却
過程で初析セメンタイトの粗大析出を防止することが困
難であるため、Ｃは０．９２〜１．１０％とする。
る。なお、％は質量％である。Ｃは、焼入硬さが軸受材
料として必要な硬さを保つために、Ｃ量を０．９２％以
上とし、一方、１．１０％を超えると熱間圧延後の冷却
過程で初析セメンタイトの粗大析出を防止することが困
難であるため、Ｃは０．９２〜１．１０％とする。
【０００９】Ｓｉは、鋼の脱酸に有効な元素であり、ま
た、転動疲労寿命向上のためにも非常に有効な元素であ
るが、Ｓｉが０．１０％未満では上記の効果が発揮でき
ず、０．７０％を超えるとマトリックス硬さを増大させ
被削性を劣化させる。そこでＳｉは０．１０〜０．７０
％とする。
た、転動疲労寿命向上のためにも非常に有効な元素であ
るが、Ｓｉが０．１０％未満では上記の効果が発揮でき
ず、０．７０％を超えるとマトリックス硬さを増大させ
被削性を劣化させる。そこでＳｉは０．１０〜０．７０
％とする。
【００１０】Ｃｒは、焼入性を向上させるだけでなく、
セメントタイトの球状化を向上させる元素であり、本発
明鋼の組織を作るためには必要不可欠な元素である。そ
の効果を活かすために０．９０％以上とし、Ｃｒはフェ
ライト強化の効果はほとんどなく、増やしても有害では
ないが、経済性を考慮して上限を１．６０％とした。そ
こで０．９０％〜１．６０％とする。
セメントタイトの球状化を向上させる元素であり、本発
明鋼の組織を作るためには必要不可欠な元素である。そ
の効果を活かすために０．９０％以上とし、Ｃｒはフェ
ライト強化の効果はほとんどなく、増やしても有害では
ないが、経済性を考慮して上限を１．６０％とした。そ
こで０．９０％〜１．６０％とする。
【００１１】Ｐは、多く含有すると介在物を形成し衝撃
値、転動疲労寿命を劣化させる。しかしながら、Ｐを
０．０２５％を超えて含有させても０．０５０％以下で
あれば、衝撃値、転動疲労寿命などの特性を劣化させる
ことがない。鋼の脱りんおよび精錬時間の短縮など溶製
コストを考慮して０．０２５％超〜０．０５０％以下と
する。好ましくは、０．０３０％〜０．０４０％以下と
する。
値、転動疲労寿命を劣化させる。しかしながら、Ｐを
０．０２５％を超えて含有させても０．０５０％以下で
あれば、衝撃値、転動疲労寿命などの特性を劣化させる
ことがない。鋼の脱りんおよび精錬時間の短縮など溶製
コストを考慮して０．０２５％超〜０．０５０％以下と
する。好ましくは、０．０３０％〜０．０４０％以下と
する。
【００１２】Ｏは、Ｐと非金属介在物を生成し、衝撃
値、転動疲労寿命などの特性を劣化させる。しかし、１
０ｐｐｍ以下では、このような悪影響は与えない。そこ
でＯは１０ｐｐｍ以下とする。好ましくは、７ｐｐｍ以
下とする。
値、転動疲労寿命などの特性を劣化させる。しかし、１
０ｐｐｍ以下では、このような悪影響は与えない。そこ
でＯは１０ｐｐｍ以下とする。好ましくは、７ｐｐｍ以
下とする。
【００１３】Ｍｏは、焼入性や炭化物の球状化性を向上
させ、疲労強度、靱性などを向上させる。０．１０％未
満ではその効果はなく、多く含有させると加工性を低下
し、コスト的にも不利であるので０．２５％以下とす
る。そこで０．１０〜０．２５％とする。
させ、疲労強度、靱性などを向上させる。０．１０％未
満ではその効果はなく、多く含有させると加工性を低下
し、コスト的にも不利であるので０．２５％以下とす
る。そこで０．１０〜０．２５％とする。
【００１４】Ｍｎは、脱酸、脱硫剤として利用される。
また、焼入性を高める効果が大きく、転動疲労寿命を向
上させる上で非常に有効な元素であるが、被削性を阻害
するので１．１５％以下とする。
また、焼入性を高める効果が大きく、転動疲労寿命を向
上させる上で非常に有効な元素であるが、被削性を阻害
するので１．１５％以下とする。
【００１５】Ｓは、被削性を改善するが、介在物を生成
し脆化するので０．０２５％以下とする。
し脆化するので０．０２５％以下とする。
【００１６】Ｎｉは、焼入性を向上させ、疲労強度を向
上させる元素であるが、被削性を阻害するので０．２５
％以下とする。
上させる元素であるが、被削性を阻害するので０．２５
％以下とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を以
下の実施例と合わせて説明する。質量％で、Ｃ：０．９
２〜１．１０％、Ｓｉ：０．１〜０．７％、Ｃｒ：０．
９０〜１．６０％、Ｐ：０．０２５超〜０．０５０％、
Ｍｎ：≦１．１５％、Ｓ：≦０．０２５％、Ｎｉ：≦
０．２５％、Ｏ≦１０ｐｐｍを含有し、残部Ｆｅおよび
不可避不純物からなる鋼成分の鋼、あるいは、さらに他
の実施の形態として、Ｍｏ：０．１０〜０．２５％を上
記成分に含有する鋼を、９０ｔの電気炉で溶解し、次い
で、取鍋精錬し、さらに、ＲＨ脱ガスをして溶製し、次
いで連続鋳造によりブルームとし、分解圧延した後、鍛
造によりφ６５の鋼材とし、この鋼材を８００℃で球状
化焼鈍して製品とする。
下の実施例と合わせて説明する。質量％で、Ｃ：０．９
２〜１．１０％、Ｓｉ：０．１〜０．７％、Ｃｒ：０．
９０〜１．６０％、Ｐ：０．０２５超〜０．０５０％、
Ｍｎ：≦１．１５％、Ｓ：≦０．０２５％、Ｎｉ：≦
０．２５％、Ｏ≦１０ｐｐｍを含有し、残部Ｆｅおよび
不可避不純物からなる鋼成分の鋼、あるいは、さらに他
の実施の形態として、Ｍｏ：０．１０〜０．２５％を上
記成分に含有する鋼を、９０ｔの電気炉で溶解し、次い
で、取鍋精錬し、さらに、ＲＨ脱ガスをして溶製し、次
いで連続鋳造によりブルームとし、分解圧延した後、鍛
造によりφ６５の鋼材とし、この鋼材を８００℃で球状
化焼鈍して製品とする。
【００１８】
【実施例】実施例として上記の本発明に係る鋼成分の鋼
と、比較例として鋼成分を得るために、上記のＰの含有
範囲を、Ｐ：０．０１６〜０．０８０％の範囲の９種の
鋼として、上記の方法により溶製し、上記方法で球状化
焼鈍した鋼材を外径６０ｍｍ、内径２０ｍｍ、板厚６ｍ
ｍのスラスト衝撃試験片、および、１０ｍｍ×１０ｍｍ
×５５ｍｍのシャルピー衝撃試験片にそれぞれ作製し、
８３５℃→６０℃油冷で焼入れし、１７０℃に焼戻しす
る。
と、比較例として鋼成分を得るために、上記のＰの含有
範囲を、Ｐ：０．０１６〜０．０８０％の範囲の９種の
鋼として、上記の方法により溶製し、上記方法で球状化
焼鈍した鋼材を外径６０ｍｍ、内径２０ｍｍ、板厚６ｍ
ｍのスラスト衝撃試験片、および、１０ｍｍ×１０ｍｍ
×５５ｍｍのシャルピー衝撃試験片にそれぞれ作製し、
８３５℃→６０℃油冷で焼入れし、１７０℃に焼戻しす
る。
【００１９】スラスト寿命試験：研磨加工により上記
の試験片の表面を鏡面状態とする。試験条件は次の通り
である。試験温度：常温で面圧：５３００ＭＰａとし、
回転数：１８００ｃ．ｐ．ｍ．とし、潤滑油：＃６０は
スピンドル油とする。各条件についてそれぞれ９個のス
ラスト試験片を対象として試験を行った後、ワイブルプ
ロットを行い、１０％破損確立寿命（Ｂ10寿命）を求め
た。Ｐ：０．０１６％含有の比較鋼の寿命を１とし、こ
れに対する寿命比でそれぞれの転動疲労寿命を評価し
た。結果を図１に示す。
の試験片の表面を鏡面状態とする。試験条件は次の通り
である。試験温度：常温で面圧：５３００ＭＰａとし、
回転数：１８００ｃ．ｐ．ｍ．とし、潤滑油：＃６０は
スピンドル油とする。各条件についてそれぞれ９個のス
ラスト試験片を対象として試験を行った後、ワイブルプ
ロットを行い、１０％破損確立寿命（Ｂ10寿命）を求め
た。Ｐ：０．０１６％含有の比較鋼の寿命を１とし、こ
れに対する寿命比でそれぞれの転動疲労寿命を評価し
た。結果を図１に示す。
【００２０】シャルピー衝撃試験（１０ＲＣノッ
チ）：試験片を仕上げ加工後に試験する。Ｐ：０．０１
６％含有の比較鋼の衝撃値を１とし、これに対する比で
それぞれの衝撃値を評価した。これらの結果を図２に示
す。これらの試験結果の上記した図から、本発明におけ
るＰが０．０２５〜０．０５０％を含有する軸受用鋼
は、いずれもＰ：０．０１６％含有の比較鋼に比して転
動疲労寿命および衝撃値は略同等であることが理解でき
る。
チ）：試験片を仕上げ加工後に試験する。Ｐ：０．０１
６％含有の比較鋼の衝撃値を１とし、これに対する比で
それぞれの衝撃値を評価した。これらの結果を図２に示
す。これらの試験結果の上記した図から、本発明におけ
るＰが０．０２５〜０．０５０％を含有する軸受用鋼
は、いずれもＰ：０．０１６％含有の比較鋼に比して転
動疲労寿命および衝撃値は略同等であることが理解でき
る。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、Ｐの含
有量をＪＩＳ規格に比して、多く含有させた０．０２５
〜０．０５０％とすることで、衝撃および転動疲労特性
に悪影響を及ぼすことなく、脱Ｐのための精錬を軽減
し、精錬時間の短縮で生産性を向上させ、電気炉の電力
消費を低減し、耐火物の使用回数を増加させることがで
きるなど、本発明は、従来にない優れた効果を奏するも
のである。
有量をＪＩＳ規格に比して、多く含有させた０．０２５
〜０．０５０％とすることで、衝撃および転動疲労特性
に悪影響を及ぼすことなく、脱Ｐのための精錬を軽減
し、精錬時間の短縮で生産性を向上させ、電気炉の電力
消費を低減し、耐火物の使用回数を増加させることがで
きるなど、本発明は、従来にない優れた効果を奏するも
のである。
【図１】軸受用鋼のＰ含有量と寿命との関係を示すグラ
フである。
フである。
【図２】軸受用鋼のＰ含有量と衝撃値との関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
Claims (2)
- 【請求項１】 質量％で、Ｃ：０．９２〜１．１０％、
Ｓｉ：０．１０〜０．７０％、Ｃｒ：０．９０〜１．６
０％、Ｐ：０．０２５超〜０．０５０％、Ｍｎ：≦１．
１５％、Ｓ：≦０．０２５％、Ｎｉ：≦０．２５％、Ｏ
≦１０ｐｐｍを含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物か
らなることを特徴とする靱性、転動疲労寿命に優れた軸
受用鋼。 - 【請求項２】 質量％で、Ｃ：０．９２〜１．１０％、
Ｓｉ：０．１０〜０．７０％、Ｃｒ：０．９０〜１．６
０％、Ｐ：０．０３０〜０．０４０％、Ｍｏ：０．１０
〜０．２５％、Ｍｎ：≦１．１５％、Ｓ：≦０．０２５
％、Ｎｉ：≦０．２５％、Ｏ≦１０ｐｐｍを含有し、残
部Ｆｅおよび不可避不純物からなることを特徴とする靱
性、転動疲労寿命に優れた軸受用鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002069439A JP2003268496A (ja) | 2002-03-14 | 2002-03-14 | 軸受用鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002069439A JP2003268496A (ja) | 2002-03-14 | 2002-03-14 | 軸受用鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003268496A true JP2003268496A (ja) | 2003-09-25 |
Family
ID=29200270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002069439A Pending JP2003268496A (ja) | 2002-03-14 | 2002-03-14 | 軸受用鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003268496A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110355203A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-10-22 | 山东钢铁股份有限公司 | 一种大断面连铸圆坯的棒材轧制成型方法 |
-
2002
- 2002-03-14 JP JP2002069439A patent/JP2003268496A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110355203A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-10-22 | 山东钢铁股份有限公司 | 一种大断面连铸圆坯的棒材轧制成型方法 |
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|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20060203 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20070828 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |
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| A521 | Written amendment |
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