JP2006105363A

JP2006105363A - 転がり軸受

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Publication number: JP2006105363A
Application number: JP2004296267A
Authority: JP
Inventors: Shinji Fujita; 慎治藤田; Yasuo Murakami; 保夫村上
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2004-10-08
Filing date: 2004-10-08
Publication date: 2006-04-20

Abstract

【課題】今後、エンジン補機やガスヒートポンプに用いられる転がり軸受が更に高速で回転され、その使用環境が更に高温となっても、早期剥離と焼き付けを効果的に抑制して、寿命を長くする。
【解決手段】内輪、外輪、および転動体の素材として、Ｓｉ含有率が高い鋼を用いる。また、内輪および外輪の素材を下記の（１）式を満たす鋼からなるものとする。さらに、転動体の転動面の表層部に、質量比で０．３％以上２．０％以下の含有率で窒素を存在させる。
〔Ｃ〕＋０．０５〔Ｃｒ〕＋０．１２（〔Ｍｏ〕＋〔Ｖ〕）≦１．４１ …（１）
（式中の〔Ｃｒ〕、〔Ｍｏ〕、〔Ｖ〕は、それぞれ鋼中のＣｒ、Ｍｏ、Ｖの含有率（質量％）を示す。）
【選択図】図１

Description

この発明は転がり軸受に関する。

エンジン補機（オルタネータ、電磁クラッチ、中間プーリ、カーエアコンディショナ用コンプレッサ、水ポンプ等）やガスヒートポンプ等に用いられる転がり軸受は、その他の用途の軸受よりも高温、高振動、高荷重等の苛酷な条件下で使用される。例えば、オルタネータ用の軸受には、エンジンの作動と同時に、高速回転に伴う高振動、高荷重（重力速度で４Ｇ〜２０Ｇ位）がベルトを介して作用する。

よって、これらの軸受の転がり面には、十分な潤滑膜が形成され難く、高い接線力が作用するため、金属接触による発熱や表面疲労、および新生面（鋼の組織が露出した面）が生じ易くなっている。特に、新生面は、トライボケミカル反応の触媒となり、潤滑油中に含まれる添加剤や水分を分解して水素イオンを発生させる。そして、この水素イオンが新生面に吸着して水素原子となり、応力場（最大剪断応力位置の近傍）に集積することにより、転がり面に早期剥離が生じ、軸受の寿命が短くなる場合がある。

上述したような苛酷な条件下で使用される軸受の寿命を長くするための技術としては、下記の特許文献１〜３に記載された技術が挙げられる。
特許文献１では、Ｃの含有率が０．６５〜０．９０質量％、Ｓｉの含有率が０．１５〜０．５０質量％、Ｍｎの含有率が０．１５〜１．００質量％、Ｃｒの含有率が２．０〜５．０質量％、Ｎの含有率が９０〜２００ｐｐｍであり、さらに１００〜５００ｐｐｍのＡｌおよび５０〜５０００ｐｐｍのＮｂの少なくとも一種が含有された軸受用鋼が提案されている。この特許文献１に記載の技術によれば、転がり面に早期剥離が生じ難くなるとともに、熱処理後の靱性の低下を抑制できる。

特許文献２では、軌道輪を、Ｃの含有率が０．９５〜１．１０質量％、ＳｉまたはＡｌの含有率が１．０〜２．０質量％、Ｍｎの含有率が１．１５質量％以下、Ｃｒの含有率が０．９０〜１．６０質量％、残部がＦｅおよび不可避不純物で、Ｏの含有率が１３ｐｐｍ以下である鋼からなる素材を所定形状に加工した後、焼入れおよび２３０〜３００℃での高温焼戻しを施すことにより、残留オーステナイト量を８体積％以下とし、硬さをＨＲＣ６０以上とすることが提案されている。この特許文献２に記載の技術によれば、高温での寸法安定性が向上し、且つ、硬さの低下を防ぐことができる。

特許文献３では、少なくとも固定輪を、Ｃの含有率が０．４〜１．２質量％、ＳｉおよびＡｌの合計含有率が０．７〜２．０質量％、Ｍｎの含有率が０．２〜２．０質量％、Ｎｉの含有率が０．１〜３．０質量％、Ｃｒの含有率が３．０〜９．０質量％であり、さらに下記式（２）で算出されるＣｒ当量が９．０〜１７．０質量％である鋼からなる素材を所定形状に加工した後、焼入れおよび焼戻しを施すことにより、軌道面の硬さをＨＲＣ５７以上とし、軌道面に直径５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の微細炭化物が分散析出されたものとすることが提案されている。

Ｃｒ当量＝〔Ｃｒ〕＋２〔Ｓｉ〕＋１．５〔Ｍｏ〕＋５〔Ｖ〕＋５．５〔Ａｌ〕＋１．７５〔Ｎｂ〕＋１．５〔Ｔｉ〕 …（２）
なお、上記式（１）中の〔Ｃｒ〕、〔Ｓｉ〕、〔Ｍｏ〕、〔Ｖ〕、〔Ａｌ〕、〔Ｎｂ〕、〔Ｔｉ〕は、それぞれ鋼中のＣｒ、Ｓｉ、Ｍｏ、Ｖ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｔｉの含有率（質量％）を示す。

この特許文献３によれば、軌道面に分散析出させた微細炭化物が水素をトラップするため、軌道面の早期剥離を抑制することができる。
特許第２８８３４６０号公報特許第２０１３７７２号公報特開２００１−２２１２３８号公報

しかしながら、エンジン補機やガスヒートポンプ用の転がり軸受は、更なる高速回転化と使用環境の高温化が進んでいる。これに伴って、転がり軸受の転動体が膨張して内外輪との間の摩擦力が大きくなり、焼き付きが生じ易くなることが懸念される。例えば、ＳＵＪ２製で通常の焼入れ焼戻しを施して得られ、表層部の残留オーステナイトが１０体積％程度である転動体は、高温環境で使用されると残留オーステナイトの分解が生じて膨張し易い。一般的な焼き付きの対策としてはフッ素系のグリースを用いる方法があるが、転動体の膨張に伴う焼き付きに関しては、この方法では解決できない。
本発明の課題は、今後、エンジン補機やガスヒートポンプに用いられる転がり軸受が更に高速で回転され、その使用環境が更に高温となっても、早期剥離と焼き付けを効果的に抑制して、寿命を長くすることにある。

上記課題を解決するために、本発明は下記の構成(a) および構成(b) を特徴とする転がり軸受を提供する。
(a) 内輪および外輪は、質量比で、炭素（Ｃ）の含有率が０．５０％以上１．２０％以下、珪素（Ｓｉ）の含有率が０．５０％以上１．５０％以下、マンガン（Ｍｎ）の含有率が０．１０％以上２．００％以下、クロム（Ｃｒ）の含有率が２．５０％以上１７．００％以下、モリブデン（Ｍｏ）の含有率が２．００％以下、バナジウム（Ｖ）の含有率が１．００％以下、残部がＦｅおよび不可避不純物であって、下記の（１）式を満たす鋼からなる素材を所定形状に加工した後、焼入れ処理および焼戻し処理が施されて得られたものである。
〔Ｃ〕＋０．０５〔Ｃｒ〕＋０．１２（〔Ｍｏ〕＋〔Ｖ〕）≦１．４１ …（１）
（式中の〔Ｃｒ〕、〔Ｍｏ〕、〔Ｖ〕は、それぞれ鋼中のＣｒ、Ｍｏ、Ｖの含有率（質量％）を示す。）

(b) 転動体は、質量比で、炭素（Ｃ）の含有率が０．５０％以上１．２０％以下、珪素（Ｓｉ）の含有率が０．５０％以上１．５０％以下、マンガン（Ｍｎ）の含有率が０．１０％以上２．００％以下、クロム（Ｃｒ）の含有率が０．５０％以上２．００％以下、残部がＦｅおよび不可避不純物である鋼からなる素材を所定形状に加工した後、窒化処理または浸炭窒化処理と、焼入れ処理および焼戻し処理が施されて得られ、転動面の表層部の窒素含有率が、質量比で０．３％以上２．０％以下となっている。

本発明の転がり軸受によれば、前記構成(b) により、高速回転で高温環境となっても、転動体の膨張が抑制されて、焼き付きが防止される。また、前記構成(a) と前記構成(b) により、接線力が低下して、組織変化に伴うクラック発生および伝播が遅延され、転がり面に早期剥離が生じ難くなる。

以下に、本発明を構成する各要素の具体的な限定理由について説明する。
［内輪、外輪、転動体の素材をなす鋼の炭素（Ｃ）含有率が、０．５０質量％以上１．２０質量％以下］
Ｃは、マトリックスに固溶して鋼に硬さを付与するとともに、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ等の炭化物形成元素と結合して炭化物や炭窒化物を形成し、耐摩耗性を向上させるために有効な元素である。
Ｃの含有率が０．５０質量％未満であると、転がり軸受の内輪、外輪、転動体として要求される硬さが確保できない。
Ｃの含有率が１．２０質量％を超えると、製鋼時に粗大な共晶炭化物や共晶炭窒化物が形成され易くなる。これに伴って、転がり疲労寿命や強度が著しく低下する。また、鍛造性、冷間加工性、および被削性が低下して、コストの上昇を招く場合がある。

［内輪、外輪、転動体の素材をなす鋼の珪素（Ｓｉ）含有率が、０．５０質量％以上１．５０質量％以下］
Ｓｉは、製鋼時の脱酸剤として作用するとともに、マトリックスに固溶してマルテンサイトを強化させるため、軸受寿命向上に有効な元素である。Ｓｉの含有率が０．１０質量％未満であると、この効果が実質的に得られない。
本発明では、転動体の素材をなす鋼のＳｉ含有率を０．５０質量％以上とするとともに、転動体表層部の窒素含有率を０．３質量％以上とすることで、焼入れによって表面層に微細な窒化物および炭窒化物が析出されるため、高温環境で使用された場合でも残留オーステナイトの分解が抑制されて、転動体の膨張が防止できる。
Ｓｉの含有率が１．５０％を超えると、被削性、鍛造性、および冷間加工性が著しく低下する。

［内輪、外輪、転動体の素材をなす鋼のマンガン（Ｍｎ）含有率が、０．１０質量％以上２．００質量％以下］
Ｍｎは、マトリックスに固溶してフェライトを強化し、焼入れ性を向上させる元素である。Ｍｎの含有率が０．１０質量％未満であると、この効果が実質的に得られない。
Ｍｎの含有率が２．００％を超えると、熱処理後に多量の残留オーステナイトが残存して、十分な硬さが得られなくなる場合があるだけでなく、冷間加工性や被削性が著しく低下する。

［内輪および外輪の素材をなす鋼のクロム（Ｃｒ）含有率が、２．５０質量％以上１７．００質量％以下］
Ｃｒは、マトリックスに固溶して、焼入れ性、焼戻し軟化抵抗性、および耐食性を向上させるために有効な元素である。焼戻し軟化抵抗性が高いことにより、高温での硬さの低下を防止する効果がある。また、応力場への水素集積に起因する早期剥離を抑制するために有効な元素でもある。また、Ｃと結合して微細な炭化物を形成することで耐摩耗性を向上させる。Ｃｒの含有率が２．５０質量％未満であると、これらの効果（特に、高温での硬さの低下を防止する効果）が実質的に得られない。
Ｃｒの含有率が１７．００質量％を超えると、前記効果が飽和するだけでなく、巨大な共晶炭化物が形成して、転がり疲労寿命や強度を著しく低下させる場合がある。また、冷間加工性や被削性が低下して、コストの著しい上昇を招く場合がある。

［内輪および外輪の素材をなす鋼のモリブデン（Ｍｏ）含有率が２．００質量％以下］
Ｍｏは、マトリックスに固溶して、焼入れ性および焼戻し軟化抵抗性を著しく増加させる効果がある。また、Ｃと結合して微細な炭化物を形成することで耐摩耗性を向上させる。また、転がり疲労寿命を向上に寄与する元素である。過剰に添加すると巨大炭化物を形成するとともに、靱性および加工性が著しく低下するため、Ｍｏ含有率の上限を２．００質量％とした。

［内輪および外輪の素材をなす鋼のバナジウム（Ｖ）含有率が１．００質量％以下］
Ｖは、Ｃと結合して微細な炭化物を形成するため、耐摩耗性の向上に有効な元素である。過剰に添加すると、巨大炭化物を形成して、転がり疲労寿命や強度を著しく低下させる場合がある。また、材料コストが高くなる。よって、Ｖ含有率の上限を１．００質量％とした。

［内輪および外輪の素材をなす鋼が上記（１）式を満たす］
炭化物形成元素であるＣ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖの含有率〔Ｃ〕、〔Ｃｒ〕、〔Ｍｏ〕、〔Ｖ〕が高くなると、共晶炭化物が形成されて、フレーキングの起点となる応力集中の原因となるとともに加工性も低下する。そのため、各炭化物形成元素の共晶炭化物形成に寄与する度合の質量比を、Ｃ：Ｃｒ：Ｍｏ：Ｖ＝１：０．０５：０．１２：０．１２とし、これらの値を係数として掛けた合計値（すなわち、（１）式の左辺＝α）を、共晶炭化物形成度合の指標とした。そして、この合計値αが０．１４以下であると、共晶炭化物の形成が抑制されることが分かった。

［転動体の素材をなす鋼のクロム（Ｃｒ）の含有率が、０．５０質量％以上２．００質量％以下］
転動体の場合は、内輪および外輪と比較して、巨大な共晶炭化物の存在による音響劣化が顕著であるため、内輪および外輪の場合よりもＣｒ含有率を低くする必要がある。
Ｃｒ含有率が２．０質量％を超えると、巨大な共晶炭化物の存在による音響劣化が問題となる。Ｃｒ含有率が０．５０質量％未満であると、耐摩耗性の点で問題となる。
また、音響劣化を抑えるという観点からは、内輪および外輪の素材をなす鋼のＣｒ含有率〔Ｃｒ〕₁と、転動体の素材をなす鋼のＣｒ含有率〔Ｃｒ〕₂の比、〔Ｃｒ〕₁／〔Ｃｒ〕₂を３以上９以下とすることが好ましい。

［転動体の転動面の表層部の窒素含有率が０．３質量％以上２．０質量％以下］
前述のように、高温での転動体の膨張を防止する効果を得るためには、転動体表層部の窒素含有率を０．３質量％以上とする必要がある。また、転動体表層部の窒素含有率が２．０質量％を超えると、焼入れによって形成される窒化物および炭窒化物が巨大化して、転がり疲労寿命を低下させる。

なお、本発明で使用する鋼において、上述した必須成分（Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ）および選択的に含有させるＭｏおよびＶ以外の成分は実質的にＦｅ（鉄）であるが、本発明で使用する鋼は、不可避不純物として、Ｓ（硫黄）、Ｐ（リン）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｔｉ（チタン）、Ｏ（酸素）等が含有されていてもよい。これらの元素は、表面起点型の破損に対して特に際立った抑制効果はないと言われているが、鋼の品質が著しく悪い場合には、これらが起点となって内部起点型の破損が生じる。このため、不可避不純物の含有率は、コストの著しい上昇を招かない範囲で、ＪＩＳＧ４８０５に規定された高炭素クロム軸受鋼の清浄度規制を満たす品質レベルとする。

本発明によれば、今後、エンジン補機やガスヒートポンプに用いられる転がり軸受が更に高速で回転され、その使用環境が更に高温となっても、早期剥離と焼き付けを効果的に抑制して、寿命を長くすることができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。
まず、表１に示す各組成の鋼からなる素材Ａ〜Ｐを、呼び番号６３０３の単列深溝玉軸受（内径１７ｍｍ、外径４７ｍｍ、幅１４ｍｍ）用の内輪および外輪の形状に加工した。また、表２に示す各組成の鋼からなる素材Ｑ〜Ｚを加工して、呼び番号６３０３の単列深溝玉軸受用の直径８．７３ｍｍの玉（転動体）を得た。表１および２において、各構成の本発明の範囲から外れるものには下線を施した。

そして、No. Ｃ〜Ｉ，Ｌ〜Ｐの素材からなる内輪および外輪には、ＲＸガス＋エンリッチガスの雰囲気で、９００〜９６０℃に加熱し、２〜８時間保持することにより浸炭を行った後、油焼入れを行い、さらに、１６０〜１８０℃の大気中で１．５〜２時間保持することにより焼戻しを行った。No. Ａ，Ｂ，Ｊ，Ｋの素材からなる内輪および外輪には、８４０〜９００℃に加熱して２０〜６０分間保持した後、油焼入れを行い、さらに、１７０℃の大気中で２時間保持することにより焼戻しを行った。

また、No. Ｑ〜Ｙの素材からなる玉には、ＲＸガス＋エンリッチガス＋アンモニアガスの雰囲気で、８２０〜８６０℃に加熱し、２〜５時間保持することにより浸炭窒化を行った後、油焼入れを行い、さらに、１６０〜１８０℃の大気中で１．５〜２時間保持することにより焼戻しを行った。No. Ｚの素材からなる玉には、８４０℃に加熱し、２０〜６０分間保持した後、油焼入れを行い、さらに、１７０℃の大気中で２時間保持することにより焼戻しを行った。

次に、熱処理後の内輪、外輪、玉に対して表面仕上げ加工を行って、表面粗さをＲａ（平均粗さ）で０．０１５〜０．０２０μｍとした。
このようにして得られた内輪および外輪の軌道面の表層部（軌道面から、玉の直径の５％に相当する４３７μｍの深さまで）について、炭素含有率〔Ｃ〕₁を測定した。また、玉の表層部（表面から１００μｍの深さまで）について、炭素含有率〔Ｃ〕₂と窒素含有率〔Ｎ〕を測定した。

また、前記各表層部の硬さ（ロックウェルＣ硬度）を、ＪＩＳＺ２２４５に規定された方法により測定した。さらに、前記各表層部の残留オーステナイト量 (体積比）をＸ線回折装置により測定した。
そして、内輪および外輪の表層部の炭素含有率〔Ｃ〕₁と、炭素含有率〔Ｃ〕₂と窒素含有率〔Ｎ〕の測定結果を下記の表３に示す。なお、各表層部の硬さはＨＲＣ５８〜６４であり、残留オーステナイト量は０〜２０体積％であった。

次に、得られた内輪、外輪、および玉を、表３に示す組み合わせとし、４−６ナイロン製の冠型保持器と接触型ゴムシールを用いて、試験体No. １〜２３の転がり軸受を組み立てた。そして、No. １〜２３の転がり軸受を１０体ずつ用意し、全ての転がり軸受で、軸受内部すきまを１０〜１５μｍとし、フッ素系グリースを２．３ｇ封入した。
これらの転がり軸受を図１に示す寿命試験装置１０に組み込んで、剥離試験と焼き付き試験を行った。

図１の試験装置１０は、基台１と、基台１に固定された第１ハウジング２Ａと、第１ハウジング２Ａに固定された第２ハウジング２Ｂと、回転軸３と、回転軸３の一端を支持する支持軸受４と、回転軸３の他端に固定された従動プーリ６を備えている。支持軸受４の外輪は第１ハウジング２Ａの一端に内嵌固定され、第２ハウジング２Ｂは第１ハウジング２Ａの他端の外部に固定されている。また、図１には表示されていないが、回転軸３と平行に、モータにより回転駆動される駆動軸が配置され、この駆動軸に駆動プーリが固定されている。そして、この駆動プーリと従動プーリ６との間に無端ベルト７が掛け渡されている。

この試験装置１０の第２ハウジング２Ｂに試験軸受５の外輪を内嵌固定し、回転軸３に試験軸受５の内輪を外嵌固定する。これにより、回転軸３は支持軸受４と試験軸受５とで支持された状態となる。この状態で、駆動プーリを駆動し、従動プーリ６の上部で無端ベルト７にラジアル荷重Ｆ_pを付与する。これにより、回転軸３と一体に試験軸受５の内輪が回転し、回転軸３を介して試験軸受５にラジアル荷重が付与される。

なお、第１ハウジング２Ａによる支持軸受４の支持剛性は、第２ハウジング２Ｂによる試験軸受５の支持剛性より低くなっている。また、第２ハウジング２Ｂの上部に振動計８が取り付けられている。この振動計８で試験軸受５の振動を検出する。
剥離試験は、荷重比：Ｐ（付与する動等価荷重）／Ｃ（基本動定格荷重）＝０．１０、雰囲気温度：８０℃で、９秒毎に回転速度を９０００ｍｉｎ^-1と１８０００ｍｉｎ^-1とに切り換えながら、回転軸３を回転させた。この試験は、オルタネータ用の転がり軸受を想定した急加減速試験である。

図２に示すオルタネータ２０では、回転軸２１の一端にプーリ２２が固定され、この回転軸２１のプーリ２２側の一端が第１の転がり軸受２３で支持され、他端が第１の転がり軸受２４で支持されている。このプーリ２２には、エンジンからの動力を受けるベルトが巻き付けられている。これらの転がり軸受２３，２４を、現状よりも苛酷な環境下で使用することを想定して、前記条件による急加減速試験を行った。

駆動プーリの駆動により回転軸３を回転させ、無端ベルト７にラジアル荷重Ｆ_pを付与することで試験を開始した。そして、振動計８で検出された試験軸受５の振動値が試験開始時点の値の５倍になった時点で、駆動プーリの駆動を停止することにより回転軸３の回転を止め、試験軸受５を分解して、内外輪の軌道面および玉の表面に剥離が生じているかどうかを調べた。その結果、内外輪および玉のいずれかに剥離が生じていれば、その時点までの試験時間を剥離寿命とした。いずれにも剥離が生じていない場合には、その試験軸受５を試験装置１０に取り付けて試験を再開し、剥離が生じるまでの合計試験時間を調べて剥離寿命とした。

次に、同じ構成の１０体の試験軸受の結果からＬ₁₀寿命を算出した。なお、この転がり軸受の計算寿命は１３５０時間であるため、１５００時間で寿命試験を打ち切った。そして、打ち切り時間になっても、内輪、外輪、および玉のいずれにも剥離が生じなかった場合には、Ｌ₁₀寿命を１５００時間とした。得られた寿命の値をNo. １６の値で除算し、寿命比とした。

焼き付き試験は、試験装置１０を用い、振動計８に代えて試験軸受５の外輪温度を測定する熱電対を設置し、この熱電対で試験軸受５の外輪温度を測定しながら、荷重比：Ｐ／Ｃ＝０．０８、雰囲気温度：１４０℃、回転速度：２００００ｍｉｎ^-1の条件で行った。そして、試験軸受５の外輪温度が１５０℃となった時点での試験時間を、焼き付き寿命とした。同じ構成の１０体の試験軸受の結果からＬ₁₀寿命を算出した。また、剥離試験と同様に、１５００時間で寿命試験を打ち切り、打ち切り時間になっても１５０℃に達しなかった場合には、Ｌ₁₀寿命を１５００時間とした。得られた寿命の値をNo. ２０の値で除算し、寿命比とした。
これらの寿命試験結果も下記の表３に併せて示す。

この結果から、以下のことが分かる。
No. １〜１２の転がり軸受は本発明の範囲内である実施例に相当し、No. １３〜２３の転がり軸受は本発明の範囲から外れる比較例に相当する。No. １〜１２の転がり軸受は、剥離寿命がNo. １６の３．６〜７．８倍であって、焼き付き寿命がNo. ２０の２．０〜３．３倍となっており、剥離寿命と焼き付き寿命のいずれの点でも優れている。これに対して、No. １３〜２３の転がり軸受は、剥離寿命か焼き付き寿命のいずれかが不十分となっている。
また、図３は、表３の結果を、軸受の内外輪をなす鋼のクロム含有率〔Ｃｒ〕と、剥離試験の寿命比との関係でまとめたグラフである。このグラフから、内外輪をなす鋼のクロム含有率〔Ｃｒ〕を本発明の範囲である２．５０質量％以上１７．００質量％以下とすることで、転がり軸受の剥離寿命が良好となることが分かる。

実施形態で使用した寿命試験装置を示す概略構成図である。エンジン補機の一例であるオルタネータを示す断面図である。軸受の内外輪をなす鋼のクロム含有率〔Ｃｒ〕と、剥離試験の寿命比との関係を示すグラフである。

符号の説明

１基台
２Ａ第１ハウジング
２Ｂ第２ハウジング
３回転軸
４支持軸受
５試験軸受
６従動プーリ
７無端ベルト
８振動計
２０オルタネータ
２１回転軸
２２プーリ
２３転がり軸受
２４転がり軸受

Claims

内輪および外輪は、
質量比で、炭素（Ｃ）の含有率が０．５０％以上１．２０％以下、珪素（Ｓｉ）の含有率が０．５０％以上１．５０％以下、マンガン（Ｍｎ）の含有率が０．１０％以上２．００％以下、クロム（Ｃｒ）の含有率が２．５０％以上１７．００％以下、モリブデン（Ｍｏ）の含有率が２．００％以下、バナジウム（Ｖ）の含有率が１．００％以下、残部がＦｅおよび不可避不純物であって、下記の（１）式を満たす鋼からなる素材を所定形状に加工した後、焼入れ処理および焼戻し処理が施されて得られ、
〔Ｃ〕＋０．０５〔Ｃｒ〕＋０．１２（〔Ｍｏ〕＋〔Ｖ〕）≦１．４１ …（１）
（式中の〔Ｃｒ〕、〔Ｍｏ〕、〔Ｖ〕は、それぞれ鋼中のＣｒ、Ｍｏ、Ｖの含有率（質量％）を示す。）
転動体は、
質量比で、炭素（Ｃ）の含有率が０．５０％以上１．２０％以下、珪素（Ｓｉ）の含有率が０．５０％以上１．５０％以下、マンガン（Ｍｎ）の含有率が０．１０％以上２．００％以下、クロム（Ｃｒ）の含有率が０．５０％以上２．００％以下、残部がＦｅおよび不可避不純物である鋼からなる素材を所定形状に加工した後、窒化処理または浸炭窒化処理と、焼入れ処理および焼戻し処理が施されて得られ、転動面の表層部の窒素含有率が、質量比で０．３％以上２．０％以下となっていることを特徴とする転がり軸受。