JP2021127504A - 軸受軌道用鋼材、および軸受軌道 - Google Patents
軸受軌道用鋼材、および軸受軌道 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021127504A JP2021127504A JP2020023451A JP2020023451A JP2021127504A JP 2021127504 A JP2021127504 A JP 2021127504A JP 2020023451 A JP2020023451 A JP 2020023451A JP 2020023451 A JP2020023451 A JP 2020023451A JP 2021127504 A JP2021127504 A JP 2021127504A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- less
- amount
- bearing track
- steel material
- bearing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 87
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 87
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 58
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 claims description 37
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 claims description 29
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 claims description 23
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 abstract description 36
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 abstract 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract 2
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 abstract 1
- 206010040844 Skin exfoliation Diseases 0.000 description 43
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 39
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 description 24
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 24
- 238000005255 carburizing Methods 0.000 description 21
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 19
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 16
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 15
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 description 13
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 12
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 10
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 4
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 4
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical class [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- 229940069428 antacid Drugs 0.000 description 3
- 239000003159 antacid agent Substances 0.000 description 3
- 230000001458 anti-acid effect Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 229910001567 cementite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000004299 exfoliation Methods 0.000 description 3
- 230000009545 invasion Effects 0.000 description 3
- KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N iron;methane Chemical compound C.[Fe].[Fe].[Fe] KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 3
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 2
- OXNIZHLAWKMVMX-UHFFFAOYSA-N picric acid Chemical compound OC1=C([N+]([O-])=O)C=C([N+]([O-])=O)C=C1[N+]([O-])=O OXNIZHLAWKMVMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- 208000009206 Abruptio Placentae Diseases 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000010273 cold forging Methods 0.000 description 1
- 238000009841 combustion method Methods 0.000 description 1
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000003009 desulfurizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000009661 fatigue test Methods 0.000 description 1
- 238000007730 finishing process Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- FXNGWBDIVIGISM-UHFFFAOYSA-N methylidynechromium Chemical compound [Cr]#[C] FXNGWBDIVIGISM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 201000008532 placental abruption Diseases 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- -1 respectively. Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
【課題】剥離損傷の要因となる白色組織の発生および成長を抑制すると共に、剥離損傷が抑制され、優れた転動疲労寿命を示す軸受軌道、およびその素材となる軸受軌道用鋼材の提供。【解決手段】成分組成が、質量％で、Ｃ：０．１５〜０．５０％、Ｓｉ：０．０５〜０．５０％、Ｍｎ：０．０５〜１．５０％、Ｃｒ：０．５７〜２．００％、Ｐ：０．０２５％以下、Ｓ：０．０２５％以下、Ａｌ：０．００５〜０．１００％、Ｎ：０．００３〜０．０３０％、Ｏ：０．００１５％以下、Ｎｉ：０．６５〜１．９８％、及びＣｕ：０．０３〜０．２０％、を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなり、ＮiおよびＣｕの含有量が式（１）を満たす、軸受軌道用鋼材。Ｎｉ＜２７×Ｃｕ・・・（１）式（１）中、元素記号は、質量％での各元素の含有量を示す。【選択図】なし
Description
本発明は，軸受軌道用鋼材、および軸受軌道に関するものである。
軸受軌道は、自動車、風車および産業機械などに広く用いられる。軸受軌道は優れた転動疲労寿命が要求される部品であり、軸受軌道を製造するための鋼材には、例えば、ＪＩＳ-ＳＵＪ２、ＳＵＪ３などが用いられる。
軸受軌道の転動疲労寿命を向上させるためには、早期剥離を抑制することが重要となる。早期剥離の原因の一つに、鋼材に侵入した水素を起因とした白色組織変化が挙げられる。
ここで、白色組織とは、マルテンサイトから数十ｎｍ程度の微細なフェライトに変化した組織である。この白色組織は、剥離損傷の原因になることが知られている。
ここで、白色組織とは、マルテンサイトから数十ｎｍ程度の微細なフェライトに変化した組織である。この白色組織は、剥離損傷の原因になることが知られている。
白色組織変化を抑制するためには、潤滑油側での水素の発生および浸入の防止などの方策が採られている。
しかしながら、このような方策では不十分な場合や適用が困難な場合が多い。そこで白色組織変化による早期剥離に対して、鋼材側においても対策が求められている。
しかしながら、このような方策では不十分な場合や適用が困難な場合が多い。そこで白色組織変化による早期剥離に対して、鋼材側においても対策が求められている。
例えば、特許文献１には、炭化物中のＣｒ濃度を６％以上、およびＭｎ濃度を５％とすることで、炭化物中に固溶したＣｒおよびＭｎが白色組織が領域拡大していく過程で、白色組織が取り込んだ炭化物が素地に固溶するのを抑制する効果が得られることが開示されている。そして、特許文献１によれば、それにより、白色組織の形成を遅延させることができ、水素侵入量が増加した環境における転動疲労特性に優れた軸受軌道鋼が得られると開示されている。
また、特許文献２には、ＮｉとＣｕの両方を同時に添加することで、白色組織を抑制する方法が開示されている。
また、特許文献２には、ＮｉとＣｕの両方を同時に添加することで、白色組織を抑制する方法が開示されている。
しかしながら、昨今では、さらに、剥離損傷の要因となる白色組織の発生および成長を抑制すると共に、剥離損傷を抑制し、転動疲労寿命を改善することが求められているのが現状である。
そこで、本発明の課題は、剥離損傷の要因となる白色組織の発生および成長を抑制すると共に、剥離損傷が抑制され、優れた転動疲労寿命を示す軸受軌道、およびその素材となる軸受軌道用鋼材を提供することにある。
上記課題は、以下の手段により解決される。
[１]
成分組成が、質量％で、
Ｃ ：０．１５〜０．５０％、
Ｓｉ：０．０５〜０．５０％、
Ｍｎ：０．０５〜１．５０％、
Ｃｒ：０．５７〜２．００％、
Ｐ ：０．０２５％以下、
Ｓ ：０．０２５％以下、
Ａｌ：０．００５〜０．１００％、
Ｎ ：０．００３〜０．０３０％、
Ｏ ：０．００１５％以下、
Ｎｉ：０．６５〜１．９８％、及び
Ｃｕ：０．０３〜０．２０％、
を含有し、
残部がＦｅ及び不純物からなり、
ＮiおよびＣｕの含有量が式（１）を満たす、
軸受軌道用鋼材。
Ｎｉ＜２７×Ｃｕ・・・（１）
式（１）中、元素記号は、質量％での各元素の含有量を示す。
[２]
質量％で、
Ｍｏ：２．００％以下、
Ｖ ：２．００％以下、および
Ｂ ：０．００５０％以下、
よりなる群から選ばれた１種または２種以上を含有する[１]に記載の軸受軌道用鋼材。
[３]
質量％で、
Ｎｂ：０．１００％以下、
Ｔｉ：０．１００％以下、および
ＲＥＭ：０．０２０％以下、
よりなる群から選ばれた１種または２種以上を含有する[１]または[２]に記載の軸受軌道用鋼材。
[４]
[１]〜[３]のいずれか１項に記載の軸受軌道用鋼材を用いた軸受軌道であって、
軌道輪または軌道盤の軌道面となる部位の表面から深さ０．１０〜０．５０ｍｍの領域において、
Ｃ量が、質量％で０．６０〜１．２０％、
組織が、面積率で、円相当径３００ｎｍ以上の炭化物：１〜１５％、残留オーステナイト：５〜４０％を含み、残部が焼戻しマルテンサイトからなる軸受軌道。
[５]
軌道輪または軌道盤の軌道面となる部位の表面から深さ０．１０〜０．５０ｍｍの領域における、ビッカース硬さが７２０ＨＶ以上である［４］に記載の軸受軌道。
成分組成が、質量％で、
Ｃ ：０．１５〜０．５０％、
Ｓｉ：０．０５〜０．５０％、
Ｍｎ：０．０５〜１．５０％、
Ｃｒ：０．５７〜２．００％、
Ｐ ：０．０２５％以下、
Ｓ ：０．０２５％以下、
Ａｌ：０．００５〜０．１００％、
Ｎ ：０．００３〜０．０３０％、
Ｏ ：０．００１５％以下、
Ｎｉ：０．６５〜１．９８％、及び
Ｃｕ：０．０３〜０．２０％、
を含有し、
残部がＦｅ及び不純物からなり、
ＮiおよびＣｕの含有量が式（１）を満たす、
軸受軌道用鋼材。
Ｎｉ＜２７×Ｃｕ・・・（１）
式（１）中、元素記号は、質量％での各元素の含有量を示す。
[２]
質量％で、
Ｍｏ：２．００％以下、
Ｖ ：２．００％以下、および
Ｂ ：０．００５０％以下、
よりなる群から選ばれた１種または２種以上を含有する[１]に記載の軸受軌道用鋼材。
[３]
質量％で、
Ｎｂ：０．１００％以下、
Ｔｉ：０．１００％以下、および
ＲＥＭ：０．０２０％以下、
よりなる群から選ばれた１種または２種以上を含有する[１]または[２]に記載の軸受軌道用鋼材。
[４]
[１]〜[３]のいずれか１項に記載の軸受軌道用鋼材を用いた軸受軌道であって、
軌道輪または軌道盤の軌道面となる部位の表面から深さ０．１０〜０．５０ｍｍの領域において、
Ｃ量が、質量％で０．６０〜１．２０％、
組織が、面積率で、円相当径３００ｎｍ以上の炭化物：１〜１５％、残留オーステナイト：５〜４０％を含み、残部が焼戻しマルテンサイトからなる軸受軌道。
[５]
軌道輪または軌道盤の軌道面となる部位の表面から深さ０．１０〜０．５０ｍｍの領域における、ビッカース硬さが７２０ＨＶ以上である［４］に記載の軸受軌道。
本発明によれば、剥離損傷の要因となる白色組織の発生および成長を抑制する共に、剥離損傷が抑制され、優れた転動疲労寿命を示す軸受軌道、およびその素材となる軸受軌道用鋼材を提供できる。
以下、本発明の一例である実施形態について詳細に説明する。
なお、本明細書中において、化学組成の各元素の含有量の「％」表示は、「質量％」を意味する。
化学組成の各元素の含有量を「元素量」と表記することがある。例えば、Ｃの含有量は、Ｃ量と表記することがある。
「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
「〜」の前後に記載される数値に「超」または「未満」が付されている場合の数値範囲は、これら数値を下限値または上限値として含まない範囲を意味する。
「工程」との用語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
化学組成の各元素の含有量を「元素量」と表記することがある。例えば、Ｃの含有量は、Ｃ量と表記することがある。
「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
「〜」の前後に記載される数値に「超」または「未満」が付されている場合の数値範囲は、これら数値を下限値または上限値として含まない範囲を意味する。
「工程」との用語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
＜軸受軌道用鋼＞
本実施形態に係る軸受軌道用鋼材は、
成分組成が、質量％で、
Ｃ ：０．１５〜０．５０％、
Ｓｉ：０．０５〜０．５０％、
Ｍｎ：０．０５〜１．５０％、
Ｃｒ：０．５７〜２．００％、
Ｐ ：０．０２５％以下、
Ｓ ：０．０２５％以下、
Ａｌ：０．００５〜０．１００％、
Ｎ ：０．００３〜０．０３０％、
Ｏ ：０．００１５％以下、
Ｎｉ：０．６５〜１．９８％、及び
Ｃｕ：０．０３〜０．２０％、
を含有し、
残部がＦｅ及び不純物からなり、
ＮiおよびＣｕの含有量が式（１）を満たす、
軸受軌道用鋼材。
Ｎｉ＜２７×Ｃｕ・・・（１）
式（１）中、元素記号は、質量％での各元素の含有量を示す。
本実施形態に係る軸受軌道用鋼材は、
成分組成が、質量％で、
Ｃ ：０．１５〜０．５０％、
Ｓｉ：０．０５〜０．５０％、
Ｍｎ：０．０５〜１．５０％、
Ｃｒ：０．５７〜２．００％、
Ｐ ：０．０２５％以下、
Ｓ ：０．０２５％以下、
Ａｌ：０．００５〜０．１００％、
Ｎ ：０．００３〜０．０３０％、
Ｏ ：０．００１５％以下、
Ｎｉ：０．６５〜１．９８％、及び
Ｃｕ：０．０３〜０．２０％、
を含有し、
残部がＦｅ及び不純物からなり、
ＮiおよびＣｕの含有量が式（１）を満たす、
軸受軌道用鋼材。
Ｎｉ＜２７×Ｃｕ・・・（１）
式（１）中、元素記号は、質量％での各元素の含有量を示す。
そして、発明者らは、軸受軌道の素材として、ＮｉおよびＣｕを上記所定の含有量で含有する軸受軌道用鋼材を採用することで、軸受軌道転動部の転動負荷を受ける領域に生じる白色組織の発生と共に、剥離損傷の要因となる白色組織の成長が抑制されることを見出した。また、所定の化学組成を有する軸受軌道用鋼材を採用することで、剥離損傷自体を抑制できることを見出した。その結果、発明者らは、軸受軌道の転動疲労寿命が向上することを見出した。
以下、本実施形態に係る軸受軌道用鋼材の詳細について説明する。
[化学組成]
本実施形態に係る軸受軌道用鋼材の化学組成は、以下のとおりである。
本実施形態に係る軸受軌道用鋼材の化学組成は、以下のとおりである。
（必須元素）
Ｃ ：０．１５〜０．５０％
Ｃは、軸受軌道として必要な硬度を得るための元素である。Ｃ量が０．１５％未満であると、浸炭後のＣ量も低くなり、軸受軌道として必要な硬度が得られない。一方、Ｃ量が０．５０％よりも多いと、軸受軌道の表層部の組織において、残留オーステナイト量の増加により、マルテンサイトの面積率が低下する。従って、Ｃ量は０．１５〜０．５０％とする。なお、好ましいＣ量は０．２０〜０．４５％である。
Ｃ ：０．１５〜０．５０％
Ｃは、軸受軌道として必要な硬度を得るための元素である。Ｃ量が０．１５％未満であると、浸炭後のＣ量も低くなり、軸受軌道として必要な硬度が得られない。一方、Ｃ量が０．５０％よりも多いと、軸受軌道の表層部の組織において、残留オーステナイト量の増加により、マルテンサイトの面積率が低下する。従って、Ｃ量は０．１５〜０．５０％とする。なお、好ましいＣ量は０．２０〜０．４５％である。
Ｓｉ：０．０５〜０．５０％
Ｓｉは、脱酸剤として機能する元素である。Ｓｉ量が０．０５％未満であると、脱酸剤としての効果を得ることができない。一方、Ｓｉ量が０．５０％よりも多いと、鋼材中にＳｉＯ２系介在物が生じて、この介在物を起点とする剥離損傷が発生する。その結果、軸受軌道の転動疲労寿命が低下する。従って、Ｓｉ量は０．０５〜０．５０％とする。なお、好ましいＳｉ量は０．１０〜０．４５％である。
Ｓｉは、脱酸剤として機能する元素である。Ｓｉ量が０．０５％未満であると、脱酸剤としての効果を得ることができない。一方、Ｓｉ量が０．５０％よりも多いと、鋼材中にＳｉＯ２系介在物が生じて、この介在物を起点とする剥離損傷が発生する。その結果、軸受軌道の転動疲労寿命が低下する。従って、Ｓｉ量は０．０５〜０．５０％とする。なお、好ましいＳｉ量は０．１０〜０．４５％である。
Ｍｎ：０．０５〜１．５０％
Ｍｎは、脱酸剤及び脱硫剤として機能する元素である。また、Ｍｎは、鋼材の焼入れ性を確保するために有用な元素である。Ｍｎ量が０．０５％未満では、脱酸が不十分となり、酸化物が生成して、この酸化物を起点とする剥離損傷が発生する。また、焼入れ性が不十分となり、軸受軌道として必要な硬度が得られない。その結果、軸受軌道の転動疲労寿命が低下する。一方、Ｍｎ量が１．５０％を超えると、靭性が低下したり、焼入れ時に焼割れが発生したりする。従って、Ｍｎ量は０．０５〜１．５０％とする。なお、好ましいＭｎ量は０．１０〜１．３０％である。
Ｍｎは、脱酸剤及び脱硫剤として機能する元素である。また、Ｍｎは、鋼材の焼入れ性を確保するために有用な元素である。Ｍｎ量が０．０５％未満では、脱酸が不十分となり、酸化物が生成して、この酸化物を起点とする剥離損傷が発生する。また、焼入れ性が不十分となり、軸受軌道として必要な硬度が得られない。その結果、軸受軌道の転動疲労寿命が低下する。一方、Ｍｎ量が１．５０％を超えると、靭性が低下したり、焼入れ時に焼割れが発生したりする。従って、Ｍｎ量は０．０５〜１．５０％とする。なお、好ましいＭｎ量は０．１０〜１．３０％である。
Ｃｒ：０．５７〜２．００％
Ｃｒは、鋼の焼入れ性を確保するために有効な元素である。また、Ｃｒは、セメンタイト中に濃化してオーステナイト中でセメンタイトを安定化させるため、炭化物の球状化および炭化物量の増加に有効な元素である。Ｃｒ量が０．５７％未満であると、焼入れ性向上の効果が得られず、軸受軌道として必要な硬度が得られない。一方、Ｃｒ量が２．００％を超えると、焼入れ時に焼割れが発生する。また、鋼の鍛造性および被削性を低下する。さらに、粗大な炭化物が生成する。従って、Ｃｒ量は０．５７〜２．００％とする。なお、好ましいＣｒ量は０．７０〜１．５０％である。
Ｃｒは、鋼の焼入れ性を確保するために有効な元素である。また、Ｃｒは、セメンタイト中に濃化してオーステナイト中でセメンタイトを安定化させるため、炭化物の球状化および炭化物量の増加に有効な元素である。Ｃｒ量が０．５７％未満であると、焼入れ性向上の効果が得られず、軸受軌道として必要な硬度が得られない。一方、Ｃｒ量が２．００％を超えると、焼入れ時に焼割れが発生する。また、鋼の鍛造性および被削性を低下する。さらに、粗大な炭化物が生成する。従って、Ｃｒ量は０．５７〜２．００％とする。なお、好ましいＣｒ量は０．７０〜１．５０％である。
Ｐ：０．０２５％以下
Ｐは、不純物である。Ｐは、オーステナイト粒界に偏析して、旧オーステナイト粒界を脆化させることによって、粒界割れによる剥離損傷の原因となるので、できるだけ低減することが望ましい。このため、Ｐ量を０．０２５％以下の範囲に制限する必要がある。好ましいＰ含有量の上限は０．０１５％である。
なお、脱Ｐコストの増加を抑制する点から、Ｐ量の下限は、例えば、０．００３％とすることがよい。
Ｐは、不純物である。Ｐは、オーステナイト粒界に偏析して、旧オーステナイト粒界を脆化させることによって、粒界割れによる剥離損傷の原因となるので、できるだけ低減することが望ましい。このため、Ｐ量を０．０２５％以下の範囲に制限する必要がある。好ましいＰ含有量の上限は０．０１５％である。
なお、脱Ｐコストの増加を抑制する点から、Ｐ量の下限は、例えば、０．００３％とすることがよい。
Ｓ：０．０２５％以下
Ｓは、鋼材中で硫化物を生成して、この硫化物を起点とする剥離損傷を発生させ、軸受軌道の転動疲労特性を低下させる。Ｓ量を０．０２５％以下の範囲に制限する必要がある。好ましいＳ含有量の上限は０．０１５％である。
なお、脱Ｓコストの増加を抑制する点から、Ｓ量の下限は、例えば、０．００２％とすることがよい。
Ｓは、鋼材中で硫化物を生成して、この硫化物を起点とする剥離損傷を発生させ、軸受軌道の転動疲労特性を低下させる。Ｓ量を０．０２５％以下の範囲に制限する必要がある。好ましいＳ含有量の上限は０．０１５％である。
なお、脱Ｓコストの増加を抑制する点から、Ｓ量の下限は、例えば、０．００２％とすることがよい。
Ａｌ：０．００５〜０．１００％
Ａｌは、鋼材を脱酸する元素である。Ａｌ量が低すぎれば、脱酸が不十分となり、酸化物が生成して、この酸化物を起点とする剥離損傷が発生する。一方、Ａｌ量が高すぎれば、粗大な酸化物が鋼中に残存して、この酸化物を起点とする剥離損傷が発生し、軸受軌道の転動疲労特性が低下する。従って、Ａｌ量は０．００５〜０．１００％とする。なお、好ましいＡｌ量は０．００８〜０．０５０％である。
Ａｌは、鋼材を脱酸する元素である。Ａｌ量が低すぎれば、脱酸が不十分となり、酸化物が生成して、この酸化物を起点とする剥離損傷が発生する。一方、Ａｌ量が高すぎれば、粗大な酸化物が鋼中に残存して、この酸化物を起点とする剥離損傷が発生し、軸受軌道の転動疲労特性が低下する。従って、Ａｌ量は０．００５〜０．１００％とする。なお、好ましいＡｌ量は０．００８〜０．０５０％である。
Ｎ：０．００３〜０．０３０％
Ｎは、Ａｌと結合してＡｌＮを形成し、剥離損傷の要因となる、オーステナイト領域での結晶の粒粗大化を抑制する元素である。結晶粒の粗大化を抑制するには、Ｎ量を０．００３％以上とする必要がある。一方、Ｎを過剰に含有すると、粗大ＡｌＮや粗大ＢＮが生成して、この粗大ＡｌＮや粗大ＢＮを起点とする剥離損傷が発生し、軸受軌道の転動疲労特性が低下する。従って、Ｎ量は０．００３〜０．０３０％とする。なお、好ましいＮ量は０．００５〜０．０２０％である。
Ｎは、Ａｌと結合してＡｌＮを形成し、剥離損傷の要因となる、オーステナイト領域での結晶の粒粗大化を抑制する元素である。結晶粒の粗大化を抑制するには、Ｎ量を０．００３％以上とする必要がある。一方、Ｎを過剰に含有すると、粗大ＡｌＮや粗大ＢＮが生成して、この粗大ＡｌＮや粗大ＢＮを起点とする剥離損傷が発生し、軸受軌道の転動疲労特性が低下する。従って、Ｎ量は０．００３〜０．０３０％とする。なお、好ましいＮ量は０．００５〜０．０２０％である。
Ｏ ：０．００１５％以下
Ｏは、Ａｌ２Ｏ３やＳｉＯ２等の酸化物を生成し、これらの酸化物が疲労亀裂の伝播経路となることに起因して、剥離損傷が発生し、軸受軌道の転動疲労特性を低下させる。Ｏ量はできるだけ低減することが望ましい。このため、Ｏ量を０．００１５％以下の範囲に制限する必要がある。好ましいＯ量の上限は０．００１２％である。
なお、脱Ｏコストの増加を抑制する点から、Ｏ量の下限は、例えば、０．０００１％とすることがよい。
Ｏは、Ａｌ２Ｏ３やＳｉＯ２等の酸化物を生成し、これらの酸化物が疲労亀裂の伝播経路となることに起因して、剥離損傷が発生し、軸受軌道の転動疲労特性を低下させる。Ｏ量はできるだけ低減することが望ましい。このため、Ｏ量を０．００１５％以下の範囲に制限する必要がある。好ましいＯ量の上限は０．００１２％である。
なお、脱Ｏコストの増加を抑制する点から、Ｏ量の下限は、例えば、０．０００１％とすることがよい。
Ｎi：０．６５〜１．９８％
Ｎｉは、軸受軌道への水素侵入を抑制することにより、転動負荷を受ける転動面直下の領域において白色組織の発生及び成長を抑制することができる。また、Ｎｉは、鋼の靱性を高める。さらに、Ｎｉは、鋼の焼入れ性を確保するために有効な元素である。Ｎｉ量が０．６５％未満であると、上記の効果を得ることができない。一方、Ｎｉ量が１．９８％を超えると、製造コストが高くなる。従って、Ｎｉ量は０．６５〜１．９８％とする。なお、好ましいＮｉ量は０．７０〜１．７０％である。
Ｎｉは、軸受軌道への水素侵入を抑制することにより、転動負荷を受ける転動面直下の領域において白色組織の発生及び成長を抑制することができる。また、Ｎｉは、鋼の靱性を高める。さらに、Ｎｉは、鋼の焼入れ性を確保するために有効な元素である。Ｎｉ量が０．６５％未満であると、上記の効果を得ることができない。一方、Ｎｉ量が１．９８％を超えると、製造コストが高くなる。従って、Ｎｉ量は０．６５〜１．９８％とする。なお、好ましいＮｉ量は０．７０〜１．７０％である。
Ｃｕ：０．０３〜０．２０％
Ｃｕは、鋼への水素侵入を抑制することにより、転動負荷を受ける転動面直下の領域において白色組織の発生及び成長を抑制することができる。また、耐食性を高める。水素侵入抑制効果および耐食性向上効果を得るためには、Ｃｕ量が０．０３％未満であると、上記の効果を得ることができない。一方、Ｃｕの含有量が０．２０％を超えると、圧延時の熱間延性が低下する。また、鋼の靱性が低下する。従って、Ｃｕ量は０．０３〜０．２０％とする。なお、好ましいＣｕ量は、０．０５〜０．１５％である。
Ｃｕは、鋼への水素侵入を抑制することにより、転動負荷を受ける転動面直下の領域において白色組織の発生及び成長を抑制することができる。また、耐食性を高める。水素侵入抑制効果および耐食性向上効果を得るためには、Ｃｕ量が０．０３％未満であると、上記の効果を得ることができない。一方、Ｃｕの含有量が０．２０％を超えると、圧延時の熱間延性が低下する。また、鋼の靱性が低下する。従って、Ｃｕ量は０．０３〜０．２０％とする。なお、好ましいＣｕ量は、０．０５〜０．１５％である。
（式（１）：Ｎｉ＜２７×Ｃｕ）
さらに効果的に、軸受軌道への水素侵入を抑制することにより、転動負荷を受ける転動面直下の領域において白色組織の発生及び成長を抑制するには、ＮｉおよびＣｕの含有量の関係が重要である。
Ｎｉ量が、Ｃｕ量の２７倍以下であると、鋼への水素侵入により、転動負荷を受ける転動面直下の領域において白色組織の発生及び成長が生じる。
よって、ＮｉおよびＣｕの含有量は、式（１）：Ｎｉ＜２７×Ｃｕ（ただし、式（１）中、元素記号は、質量％での各元素の含有量を示す。）の関係とする。
さらに効果的に、軸受軌道への水素侵入を抑制することにより、転動負荷を受ける転動面直下の領域において白色組織の発生及び成長を抑制するには、ＮｉおよびＣｕの含有量の関係が重要である。
Ｎｉ量が、Ｃｕ量の２７倍以下であると、鋼への水素侵入により、転動負荷を受ける転動面直下の領域において白色組織の発生及び成長が生じる。
よって、ＮｉおよびＣｕの含有量は、式（１）：Ｎｉ＜２７×Ｃｕ（ただし、式（１）中、元素記号は、質量％での各元素の含有量を示す。）の関係とする。
（残部）
残部は、Ｆｅ及び不純物である。不純物とは、鉄鋼材料を工業的に製造する際に、原料としての鉱石、スクラップ又は製造環境などから混入するものを指す。また、不純物としては、Ｐ、Ｓ及びＯ以外の不純物としては、Ｍｇ、Ｃｏ、Ａｓ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｗ、ＲＥＭ（原子番号５７から７１までの元素）、Ｈｆ、Ｔａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｃａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｔｅ、及びＺｎ等が挙げられ、それぞれ、Ｍｇ：０．０２％以下、（Ｃｏ、Ａｓ）：０．１％以下、（Ｓｂ、Ｗ、ＲＥＭ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｌａ及びＣｅ）：０．０１％以下、（Ｃａ、Ｉｎ、Ｚｒ、Ｔｅ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｓｎ及びＺｎ）：０．０１％以下に規制することが望ましい。
残部は、Ｆｅ及び不純物である。不純物とは、鉄鋼材料を工業的に製造する際に、原料としての鉱石、スクラップ又は製造環境などから混入するものを指す。また、不純物としては、Ｐ、Ｓ及びＯ以外の不純物としては、Ｍｇ、Ｃｏ、Ａｓ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｗ、ＲＥＭ（原子番号５７から７１までの元素）、Ｈｆ、Ｔａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｃａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｔｅ、及びＺｎ等が挙げられ、それぞれ、Ｍｇ：０．０２％以下、（Ｃｏ、Ａｓ）：０．１％以下、（Ｓｂ、Ｗ、ＲＥＭ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｌａ及びＣｅ）：０．０１％以下、（Ｃａ、Ｉｎ、Ｚｒ、Ｔｅ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｓｎ及びＺｎ）：０．０１％以下に規制することが望ましい。
（任意元素）
本実施形態に係る軸受軌道用鋼材は、次の任意元素を含有してもよい。
（１）質量％で、Ｍｏ：２．００％以下、Ｖ ：２．００％以下、およびＢ ：０．００５０％以下よりなる群から選ばれた１種または２種以上
（２）質量％で、Ｎｂ：０．１００％以下、Ｔｉ：０．１００％以下、およびＲＥＭ：０．０２０％以下よりなる群から選ばれた１種または２種以上
本実施形態に係る軸受軌道用鋼材は、次の任意元素を含有してもよい。
（１）質量％で、Ｍｏ：２．００％以下、Ｖ ：２．００％以下、およびＢ ：０．００５０％以下よりなる群から選ばれた１種または２種以上
（２）質量％で、Ｎｂ：０．１００％以下、Ｔｉ：０．１００％以下、およびＲＥＭ：０．０２０％以下よりなる群から選ばれた１種または２種以上
Ｍｏ：２．００％以下
Ｍｏは、鋼材の焼入れ性を確保するために有効な元素である。また、Ｍｏは、炭化物の生成を促進し、鋼の硬さを高めることができる。硬さ向上の効果を得るためには、Ｍｏを２．００％以下含有させてもよい。一方、Ｍｏを、２．００％を超えて含有させると、鋼の熱間加工性及び切削性が低下し、さらに製造コストが高くなる。従って、Ｍｏ含有量は２．００％以下とすることが好ましく、０．２０〜１．５０％がより好ましい。
Ｍｏは、鋼材の焼入れ性を確保するために有効な元素である。また、Ｍｏは、炭化物の生成を促進し、鋼の硬さを高めることができる。硬さ向上の効果を得るためには、Ｍｏを２．００％以下含有させてもよい。一方、Ｍｏを、２．００％を超えて含有させると、鋼の熱間加工性及び切削性が低下し、さらに製造コストが高くなる。従って、Ｍｏ含有量は２．００％以下とすることが好ましく、０．２０〜１．５０％がより好ましい。
Ｖ ：２．００％以下
Ｖは、鋼材の焼入れ性を確保するために有効な元素である。また、Ｖは、鋼材の硬さを高めることができる。硬さ向上の効果を得るためには、Ｖを２．００％以下含有させてもよい。一方、Ｖを、２．００％を超えて含有させると、Ｃと結合してＭＣ炭化物を生成し、鋼の熱間加工性及び切削性も低下する。従って、Ｖ含有量は２．００％以下とすることが好ましく、０．１０〜１．００％がより好ましい。
Ｖは、鋼材の焼入れ性を確保するために有効な元素である。また、Ｖは、鋼材の硬さを高めることができる。硬さ向上の効果を得るためには、Ｖを２．００％以下含有させてもよい。一方、Ｖを、２．００％を超えて含有させると、Ｃと結合してＭＣ炭化物を生成し、鋼の熱間加工性及び切削性も低下する。従って、Ｖ含有量は２．００％以下とすることが好ましく、０．１０〜１．００％がより好ましい。
Ｂ：０．００５０％以下
Ｂは、オーステナイト中に僅かに固溶させただけで鋼の焼入れ性を高めるため、浸炭焼入れ時にマルテンサイトを効率的に得るために鋼材に含有させてもよい。一方、Ｂを、０．００５０％を超えて添加すると、多量のＢＮを形成してＮを消費するため、オーステナイト粒の粗大化を招来する。従って、Ｂ含有量は０．００５０％以下とすることが好ましく、０．０００７〜０．００３０％がより好ましい。
Ｂは、オーステナイト中に僅かに固溶させただけで鋼の焼入れ性を高めるため、浸炭焼入れ時にマルテンサイトを効率的に得るために鋼材に含有させてもよい。一方、Ｂを、０．００５０％を超えて添加すると、多量のＢＮを形成してＮを消費するため、オーステナイト粒の粗大化を招来する。従って、Ｂ含有量は０．００５０％以下とすることが好ましく、０．０００７〜０．００３０％がより好ましい。
Ｎｂ：０．１００％以下
Ｎｂは、鋼材中でＮ、Ｃと結合して炭窒化物を形成する元素である。この炭窒化物はオーステナイト結晶粒界をピンニングし、ひいては粒成長を抑制して組織の粗大化を防止する。この組織の粗大化の防止効果を得るためには、Ｎｂを０．１００％以下含有させてもよい。一方、Ｎｂを、０．１００％を超えて含有させると、素材硬さの上昇に起因して切削・鍛造等の加工性が顕著に劣化するだけでなく、鋼の靱性が劣化する。従って、Ｎｂ含有量は０．１００％以下とすることが好ましく、０．００５〜０．０５％がより好ましい。
Ｎｂは、鋼材中でＮ、Ｃと結合して炭窒化物を形成する元素である。この炭窒化物はオーステナイト結晶粒界をピンニングし、ひいては粒成長を抑制して組織の粗大化を防止する。この組織の粗大化の防止効果を得るためには、Ｎｂを０．１００％以下含有させてもよい。一方、Ｎｂを、０．１００％を超えて含有させると、素材硬さの上昇に起因して切削・鍛造等の加工性が顕著に劣化するだけでなく、鋼の靱性が劣化する。従って、Ｎｂ含有量は０．１００％以下とすることが好ましく、０．００５〜０．０５％がより好ましい。
Ｔｉ：０．１００％以下
Ｔｉは、鋼材中でＮ、Ｃと結合して炭窒化物を形成する元素である。この炭窒化物はオーステナイト結晶粒界をピンニングし、ひいては粒成長を抑制して組織の粗大化を防止する。この組織の粗大化の防止効果を得るためには、Ｔｉを０．１００％以下含有させてもよい。一方、Ｔｉを、０．１００％を超えて含有させると、素材硬さの上昇に起因して切削・鍛造等の加工性が顕著に劣化するだけでなく、鋼の靱性が劣化する。従って、Ｔｉ含有量は０．１００％以下とすることが好ましく、０．００５〜０．０５％がより好ましい。
Ｔｉは、鋼材中でＮ、Ｃと結合して炭窒化物を形成する元素である。この炭窒化物はオーステナイト結晶粒界をピンニングし、ひいては粒成長を抑制して組織の粗大化を防止する。この組織の粗大化の防止効果を得るためには、Ｔｉを０．１００％以下含有させてもよい。一方、Ｔｉを、０．１００％を超えて含有させると、素材硬さの上昇に起因して切削・鍛造等の加工性が顕著に劣化するだけでなく、鋼の靱性が劣化する。従って、Ｔｉ含有量は０．１００％以下とすることが好ましく、０．００５〜０．０５％がより好ましい。
ＲＥＭ：０．０２０％以下
ＲＥＭ（希土類元素）とは、原子番号５７のランタンから原子番号７１ルテシウムまでの１５元素と、原子番号２１のスカンジウム及び原子番号３９のイットリウムと、の合計１７元素の総称である。鋼材にＲＥＭが含有されると、圧延時及び熱間鍛造時にＭｎＳ粒子の伸延が抑制される。但し、ＲＥＭ含有量が０．０２０％を超えると、ＲＥＭを含む硫化物が大量に生成され、鋼の被削性が劣化する。従って、ＲＥＭ含有量は０．０２０％以下とすることが好ましく、０．００５％〜０．０１５％がより好ましい。
なお、ＲＥＭ量は、１７元素の合計量である。
ＲＥＭ（希土類元素）とは、原子番号５７のランタンから原子番号７１ルテシウムまでの１５元素と、原子番号２１のスカンジウム及び原子番号３９のイットリウムと、の合計１７元素の総称である。鋼材にＲＥＭが含有されると、圧延時及び熱間鍛造時にＭｎＳ粒子の伸延が抑制される。但し、ＲＥＭ含有量が０．０２０％を超えると、ＲＥＭを含む硫化物が大量に生成され、鋼の被削性が劣化する。従って、ＲＥＭ含有量は０．０２０％以下とすることが好ましく、０．００５％〜０．０１５％がより好ましい。
なお、ＲＥＭ量は、１７元素の合計量である。
＜軸受軌道＞
本実施形態に係る軸受軌道とは、玉軸受軌道、コロ軸受軌道の軌道輪またはスラスト軸受軌道の軌道盤を指す。本実施形態に係る軸受軌道は、上記本実施形態に係る軸受軌道用鋼材の化学組成を有し、軌道輪または軌道盤の軌道面となる部位の表面から深さ０．１０〜０．５０ｍｍの領域において、Ｃ量が、質量％で０．６０〜１．２０％、組織が、炭化物、残留オーステナイトおよび焼戻しマルテンサイトからなる。前記組織は、面積率で、円相当径３００ｎｍ以上の炭化物：１〜１５％、残留オーステナイト：５〜４０％、残部が焼戻しマルテンサイトからなる。
また、本実施形態に係る軸受軌道は、軌道輪または軌道盤の軌道面となる部位の表面から深さ０．１０〜０．５０ｍｍの領域における、ビッカース硬さが７２０ＨＶ以上であることが好ましい。
本実施形態に係る軸受軌道とは、玉軸受軌道、コロ軸受軌道の軌道輪またはスラスト軸受軌道の軌道盤を指す。本実施形態に係る軸受軌道は、上記本実施形態に係る軸受軌道用鋼材の化学組成を有し、軌道輪または軌道盤の軌道面となる部位の表面から深さ０．１０〜０．５０ｍｍの領域において、Ｃ量が、質量％で０．６０〜１．２０％、組織が、炭化物、残留オーステナイトおよび焼戻しマルテンサイトからなる。前記組織は、面積率で、円相当径３００ｎｍ以上の炭化物：１〜１５％、残留オーステナイト：５〜４０％、残部が焼戻しマルテンサイトからなる。
また、本実施形態に係る軸受軌道は、軌道輪または軌道盤の軌道面となる部位の表面から深さ０．１０〜０．５０ｍｍの領域における、ビッカース硬さが７２０ＨＶ以上であることが好ましい。
以下、本実施形態に係る軸受軌道の組織及び硬さについて詳述する。なお、「軌道輪または軌道盤の軌道面となる部位の表面から深さ０．１０〜０．５０ｍｍの領域」を「表層部」と称することがある。
（表層部におけるＣ量）
本実施形態に係る軸受軌道において、表層部におけるＣ量は、質量％で０．６０〜１．２０％である。これにより、高硬度が得られ、剥離損傷を抑制することができる。なお、好ましいＣ量は、質量％で０．７０〜１．１０％である。
本実施形態に係る軸受軌道において、表層部におけるＣ量は、質量％で０．６０〜１．２０％である。これにより、高硬度が得られ、剥離損傷を抑制することができる。なお、好ましいＣ量は、質量％で０．７０〜１．１０％である。
（表層部における組織）
本実施形態に係る軸受軌道において、表層部における組織は、面積率で、円相当径３００ｎｍ以上の炭化物：１〜１５％、残留オーステナイト：５〜４０％を含み、残部が焼戻しマルテンサイトからなる。
なお、その他に、不可避的に生成する組織にはベイナイト、パーライト、フェライトの少なくとも１種が例示できるが、これらは、面積比で３％未満であれば、軸受軌道の機械的特性には影響しない。
本実施形態に係る軸受軌道において、表層部における組織は、面積率で、円相当径３００ｎｍ以上の炭化物：１〜１５％、残留オーステナイト：５〜４０％を含み、残部が焼戻しマルテンサイトからなる。
なお、その他に、不可避的に生成する組織にはベイナイト、パーライト、フェライトの少なくとも１種が例示できるが、これらは、面積比で３％未満であれば、軸受軌道の機械的特性には影響しない。
軸受軌道の表層部の組織において、面積率で、円相当径３００ｎｍ以上の炭化物：１〜１５％、残留オーステナイト：５〜４０％を含み、残部が焼戻しマルテンサイトからなるとすることで、耐摩耗性と共に高靱性を得ることができ、ひいては転動疲労寿命を高めることができる。なお、焼戻しマルテンサイトの面積率は、６０％以上であることが好ましく、７０％以上がより好ましい。
ここで、残部が焼戻しマルテンサイトからなる組織とは、焼戻しマルテンサイト以外に、ベイナイト、パーライトおよびフェライトを合計の面積率で０〜３％以下含む組織も包含する。
ここで、残部が焼戻しマルテンサイトからなる組織とは、焼戻しマルテンサイト以外に、ベイナイト、パーライトおよびフェライトを合計の面積率で０〜３％以下含む組織も包含する。
円相当径３００ｎｍ以上の炭化物の面積率は１〜１５％以下である。
炭化物の面積率が１％未満であると、転動疲労寿命が低下する。一方、炭化物の面積率が１５％を超えると、鋼の鍛造性および被削性が低下する。また、炭化物中に合金元素が濃化することにより、局所的な領域において焼入れ性の低下が生じ、パーライト、フェライト等の組織が生成する危険性が高まる。従って、表層部における炭化物の面積率は、１５％以下とする。
炭化物の面積率は１２％以下であることが好ましい。
ここで、炭化物は、例えば、セメンタイト、Ｍ７Ｃ３、Ｍ２３Ｃ６、ＭＣ、Ｍ２Ｃなどが該当する。
炭化物の面積率が１％未満であると、転動疲労寿命が低下する。一方、炭化物の面積率が１５％を超えると、鋼の鍛造性および被削性が低下する。また、炭化物中に合金元素が濃化することにより、局所的な領域において焼入れ性の低下が生じ、パーライト、フェライト等の組織が生成する危険性が高まる。従って、表層部における炭化物の面積率は、１５％以下とする。
炭化物の面積率は１２％以下であることが好ましい。
ここで、炭化物は、例えば、セメンタイト、Ｍ７Ｃ３、Ｍ２３Ｃ６、ＭＣ、Ｍ２Ｃなどが該当する。
残留オーステナイトの面積率は５〜４０％である。
残留オーステナイトの面積率が５％未満であると、転動疲労寿命が低下する。一方、残留オーステナイトの面積率が４０％を超えると、マルテンサイトと比較し硬さの低い残留オーステナイトが多量に存在することで、残留オーステナイトを、起点とする剥離損傷が発生し、軸受軌道の転動疲労特性が低下する。従って、表層部における残留オーステナイトの面積率は、４０％以下とする。
残留オーステナイト面積率は３０％以下であることが好ましい。
残留オーステナイトの面積率が５％未満であると、転動疲労寿命が低下する。一方、残留オーステナイトの面積率が４０％を超えると、マルテンサイトと比較し硬さの低い残留オーステナイトが多量に存在することで、残留オーステナイトを、起点とする剥離損傷が発生し、軸受軌道の転動疲労特性が低下する。従って、表層部における残留オーステナイトの面積率は、４０％以下とする。
残留オーステナイト面積率は３０％以下であることが好ましい。
軸受軌道の表層部における金属組織は、以下のように観察および測定する。具体的には、次の通りである。
−炭化物−
軌道輪または軌道盤を軌道面と垂直に切断した断面であって、軌道面となる表面から深さ０．１０〜０．５０ｍｍの領域に位置する面を観察面とする試料を採取する。
当該試料の観察面に対し、鏡面研磨を施し、ピクラール溶液（ピクリン酸４ｇをエタノール１００ｍｌで溶解した溶液）を用いて、１０秒腐食した後、水洗する。
その後、観察面上の軸受軌道の表面から深さ方向に、０．１０ｍｍから始めて０．１０ｍｍ間隔で０．５０ｍｍまで、走査型電子顕微鏡により５視野観察する。観察時の倍率は５０００倍とする。
走査型電子顕微鏡で撮影した組織写真を用い、通常の画像解析装置を用いて、円相当径３００ｎｍ以上の炭化物の面積率を計測する。具体的には、観察視野の面積に対する前記炭化物の面積率を計測する。画像解析ソフトは、例えばＩｍａｇｅＪ（National Institutes of Health製）を用いる。炭化物の面積率は、５視野の平均の値とする。
ここで、炭化物は、電子線後方散乱分析、およびエネルギー分散型Ｘ線分析により同定する。
軌道輪または軌道盤を軌道面と垂直に切断した断面であって、軌道面となる表面から深さ０．１０〜０．５０ｍｍの領域に位置する面を観察面とする試料を採取する。
当該試料の観察面に対し、鏡面研磨を施し、ピクラール溶液（ピクリン酸４ｇをエタノール１００ｍｌで溶解した溶液）を用いて、１０秒腐食した後、水洗する。
その後、観察面上の軸受軌道の表面から深さ方向に、０．１０ｍｍから始めて０．１０ｍｍ間隔で０．５０ｍｍまで、走査型電子顕微鏡により５視野観察する。観察時の倍率は５０００倍とする。
走査型電子顕微鏡で撮影した組織写真を用い、通常の画像解析装置を用いて、円相当径３００ｎｍ以上の炭化物の面積率を計測する。具体的には、観察視野の面積に対する前記炭化物の面積率を計測する。画像解析ソフトは、例えばＩｍａｇｅＪ（National Institutes of Health製）を用いる。炭化物の面積率は、５視野の平均の値とする。
ここで、炭化物は、電子線後方散乱分析、およびエネルギー分散型Ｘ線分析により同定する。
−残留オーステナイト−
軌道輪または軌道盤を軌道面と垂直に切断した断面であって、軌道面となる表面から深さ０．１０〜０．５０ｍｍの領域に位置する面を観察面とする試料を採取する。
当該試料の観察面に対し、通常の鏡面研磨をし、さらに電解研磨で０．０２ｍｍ研磨して歪みのない観察面を得る。
その後、試料の観察面における、この試料の観察面上の表面から深さ０．５０ｍｍまで、表面の深さ方向に０．１０ｍｍ間隔で、残留オーステナイト量を５点測定する。
残留オーステナイト量測定は、Ｘ線回折法にて行う。Ｘ線回折条件は、例えば、以下が望ましい。すなわち、Ｘ線管球はＣｒ管球を用い、γ−Ｆｅ（２２０）の回折ピーク強度から残留オーステナイト量を求めた。残留オーステナイト量は５点平均の値とする。
Ｘ線回折法では、残留オーステナイト量は、体積率として測定されるが、この体積率は面積率と等しいものとして扱う。
軌道輪または軌道盤を軌道面と垂直に切断した断面であって、軌道面となる表面から深さ０．１０〜０．５０ｍｍの領域に位置する面を観察面とする試料を採取する。
当該試料の観察面に対し、通常の鏡面研磨をし、さらに電解研磨で０．０２ｍｍ研磨して歪みのない観察面を得る。
その後、試料の観察面における、この試料の観察面上の表面から深さ０．５０ｍｍまで、表面の深さ方向に０．１０ｍｍ間隔で、残留オーステナイト量を５点測定する。
残留オーステナイト量測定は、Ｘ線回折法にて行う。Ｘ線回折条件は、例えば、以下が望ましい。すなわち、Ｘ線管球はＣｒ管球を用い、γ−Ｆｅ（２２０）の回折ピーク強度から残留オーステナイト量を求めた。残留オーステナイト量は５点平均の値とする。
Ｘ線回折法では、残留オーステナイト量は、体積率として測定されるが、この体積率は面積率と等しいものとして扱う。
−焼戻しマルテンサイト−
軌道輪または軌道盤を、軌道面と垂直に切断した断面であって、軌道面となる表面から深さ０．１０〜０．５０ｍｍの領域に位置する面を観察面とする試料を採取する。
当該試料の観察面に対し、鏡面研磨を施し、ナイタール溶液（硝酸３ｇをエタノール１００ｍｌで溶解し、必要に応じて界面活性剤を加えた溶液）を用いて、１０秒腐食した後、水洗する。
その後、この試料の観察面上の軸受軌道の表面から深さ０．５０ｍｍまで、表面の深さ方向に０．１０ｍｍ間隔で、走査型電子顕微鏡により５視野観察した。観察時の倍率は５０００倍とする。
走査型電子顕微鏡で撮影した組織写真を用い、ベイナイト、パーライト、フェライトをマーキングして、通常の画像解析装置を用いて計測する。具体的には、観察視野の面積に対するベイナイト、パーライトおよびフェライトの合計の面積率を計測する。画像解析ソフトは、例えばＩｍａｇｅＪ（National Institutes of Health製）を用いる。焼戻しマルテンサイトの面積率は、５視野の平均の値とする。
焼戻しマルテンサイトの面積率は、１００％−残留オーステナイトの面積率（％）−炭化物の面積率（％）−（ベイナイト、パーライトおよびフェライトの合計の面積率（％））とする。
軌道輪または軌道盤を、軌道面と垂直に切断した断面であって、軌道面となる表面から深さ０．１０〜０．５０ｍｍの領域に位置する面を観察面とする試料を採取する。
当該試料の観察面に対し、鏡面研磨を施し、ナイタール溶液（硝酸３ｇをエタノール１００ｍｌで溶解し、必要に応じて界面活性剤を加えた溶液）を用いて、１０秒腐食した後、水洗する。
その後、この試料の観察面上の軸受軌道の表面から深さ０．５０ｍｍまで、表面の深さ方向に０．１０ｍｍ間隔で、走査型電子顕微鏡により５視野観察した。観察時の倍率は５０００倍とする。
走査型電子顕微鏡で撮影した組織写真を用い、ベイナイト、パーライト、フェライトをマーキングして、通常の画像解析装置を用いて計測する。具体的には、観察視野の面積に対するベイナイト、パーライトおよびフェライトの合計の面積率を計測する。画像解析ソフトは、例えばＩｍａｇｅＪ（National Institutes of Health製）を用いる。焼戻しマルテンサイトの面積率は、５視野の平均の値とする。
焼戻しマルテンサイトの面積率は、１００％−残留オーステナイトの面積率（％）−炭化物の面積率（％）−（ベイナイト、パーライトおよびフェライトの合計の面積率（％））とする。
（表層部におけるビッカース硬さ）
本実施形態に係る軸受軌道において、表層部におけるビッカース硬さが７２０ＨＶ以上である。
表層部におけるビッカース硬さＨＶが７２０ＨＶ未満であると、優れた耐摩耗性が得られず、さらに、転動疲労寿命も低下する。従って、表層部におけるビッカース硬さＨＶは、７２０ＨＶ以上とする。
ただし、表層部におけるビッカース硬さＨＶが１０００ＨＶを超えると、微小な亀裂が
発生した場合の進展感受性が高まり、表面起点剥離性がかえって低下することが懸念される。そのため、表層部におけるビッカース硬さＨＶは、１０００ＨＶ以下が好ましい。
本実施形態に係る軸受軌道において、表層部におけるビッカース硬さが７２０ＨＶ以上である。
表層部におけるビッカース硬さＨＶが７２０ＨＶ未満であると、優れた耐摩耗性が得られず、さらに、転動疲労寿命も低下する。従って、表層部におけるビッカース硬さＨＶは、７２０ＨＶ以上とする。
ただし、表層部におけるビッカース硬さＨＶが１０００ＨＶを超えると、微小な亀裂が
発生した場合の進展感受性が高まり、表面起点剥離性がかえって低下することが懸念される。そのため、表層部におけるビッカース硬さＨＶは、１０００ＨＶ以下が好ましい。
表層部におけるビッカース硬さＨＶの好ましい下限値は、７３５ＨＶである。
一方、表層部におけるビッカース硬さＨＶの好ましい上限値は、９５０ＨＶである。
一方、表層部におけるビッカース硬さＨＶの好ましい上限値は、９５０ＨＶである。
表層部におけるビッカース硬さは、ＪＩＳ Ｚ ２２４４ （２００９）に準じた方法で測定する。具体的には、次の通りである。
軌道輪または軌道盤を、軌道面と垂直に切断した断面を測定面とする試料を採取する。
この試料の測定面のうち、軸受軌道の表面から深さ０．１０〜０．５０ｍｍ領域において、深さ０．１０ｍｍ間隔の５か所の位置のビッカース硬さを測定力（荷重）２．９４Ｎにて各々５点（計２５点）測定する。
そして、計２５点のビッカース硬さの算出平均値を、表層部におけるビッカース硬さとする。
軌道輪または軌道盤を、軌道面と垂直に切断した断面を測定面とする試料を採取する。
この試料の測定面のうち、軸受軌道の表面から深さ０．１０〜０．５０ｍｍ領域において、深さ０．１０ｍｍ間隔の５か所の位置のビッカース硬さを測定力（荷重）２．９４Ｎにて各々５点（計２５点）測定する。
そして、計２５点のビッカース硬さの算出平均値を、表層部におけるビッカース硬さとする。
以上に示すとおり、本実施形態に係る軸受軌道は、化学組成とともに、表層部の硬さ及び組織の好適化を図ることで、剥離損傷の要因となる白色組織の発生および成長を抑制すると共に、剥離損傷が抑制され、優れた転動疲労寿命を実現することができる。
＜軸受軌道の製造方法＞
以下、本実施形態に係る軸受軌道用鋼材を用いて、本実施形態に係る軸受軌道の製造方法の一例について詳述する。
以下、本実施形態に係る軸受軌道用鋼材を用いて、本実施形態に係る軸受軌道の製造方法の一例について詳述する。
本実施形態に係る軸受軌道の製造方法は、例えば、軸受軌道用鋼材（本実施形態に係る軸受軌道用鋼材）を製造する工程、軸受軌道形状にする工程、浸炭焼入れ・焼戻しを行う工程、仕上げ加工を行う工程を有する方法が挙げられる。
（軸受軌道用鋼材を製造する工程）
軸受軌道用鋼材を製造する工程では、まず、本実施形態に係る軸受軌道用鋼材の化学組成を有する溶鋼を連続鋳造法により鋳片にする。又は、上記溶鋼を造塊法によりインゴット（鋼塊）にしてもよい。
次に、鋳片又はインゴットを熱間加工して、鋼片（ビレット）を製造する。例えば、分塊圧延により鋳片又はインゴットを鋼片にすることができる。
次に、鋼片又は鋳片を熱間加工した後、棒鋼又は線材等の軸受軌道用鋼材を製造する。熱間加工は、熱間圧延でもよいし、熱間鍛造（熱間鍛伸等）でもよい。必要に応じて、熱間圧延前の鋼片又は鋳片に対して球状化焼鈍処理や均熱拡散処理を施してもよい。また、必要に応じて、製造された軸受軌道用鋼材に対して、焼準処理を施してもよい。以上の工程により、軸受軌道用鋼材を得ることができる。
軸受軌道用鋼材を製造する工程では、まず、本実施形態に係る軸受軌道用鋼材の化学組成を有する溶鋼を連続鋳造法により鋳片にする。又は、上記溶鋼を造塊法によりインゴット（鋼塊）にしてもよい。
次に、鋳片又はインゴットを熱間加工して、鋼片（ビレット）を製造する。例えば、分塊圧延により鋳片又はインゴットを鋼片にすることができる。
次に、鋼片又は鋳片を熱間加工した後、棒鋼又は線材等の軸受軌道用鋼材を製造する。熱間加工は、熱間圧延でもよいし、熱間鍛造（熱間鍛伸等）でもよい。必要に応じて、熱間圧延前の鋼片又は鋳片に対して球状化焼鈍処理や均熱拡散処理を施してもよい。また、必要に応じて、製造された軸受軌道用鋼材に対して、焼準処理を施してもよい。以上の工程により、軸受軌道用鋼材を得ることができる。
（軸受軌道形状にする工程）
軸受軌道形状にする工程では、軸受軌道用鋼材を、所定の軸受軌道形状に加工して、中間品（軸受軌道形状とした鋼材）を製造する。加工方法としては、例えば、熱間鍛造、冷間鍛造、機械加工（切削加工等）等が挙げられる。しかしながら、これらの加工方法に限られず、所定の軸受軌道形状の中間品が得られる方法であれば、いかなる加工方法を採用することもできる。
軸受軌道形状にする工程では、軸受軌道用鋼材を、所定の軸受軌道形状に加工して、中間品（軸受軌道形状とした鋼材）を製造する。加工方法としては、例えば、熱間鍛造、冷間鍛造、機械加工（切削加工等）等が挙げられる。しかしながら、これらの加工方法に限られず、所定の軸受軌道形状の中間品が得られる方法であれば、いかなる加工方法を採用することもできる。
（浸炭焼入れ・焼戻しを行う工程）
浸炭焼入れ・焼戻しを行う工程では、中間品に対して、浸炭焼入れ、及び焼戻しを施す。
浸炭処理は、８５０〜１１００℃の温度範囲で施す。浸炭温度が８５０℃未満では、鋼中に十分な炭素を拡散させるために長時間の加熱処理を要し、コストが嵩む。一方、浸炭温度が１１００℃を超えると、著しい粗粒化や混粒化が生じる。
そのため、浸炭は８５０〜１１００℃の温度域で行う。コストの低廉化、粗粒化の抑制及び混粒化の抑制をさらに高いレベルで実現させるためには、浸炭は９００〜１０５０℃の温度域で行うことが好ましい。浸炭方法には、ガス浸炭や真空浸炭を採用することが出来る。
焼入れは、所定の温度で一定時間保持後に行ってもよい。一定時間保持する目的は、焼入れ時の焼き割れ、ひずみ低減である。保定温度は、８００℃以上で１０分以上とする。一方、９００℃超で６０分超保定しても、焼入れ時の焼き割れ防止、ひずみ低減の効果は飽和する。
浸炭焼入れ・焼戻しを行う工程では、中間品に対して、浸炭焼入れ、及び焼戻しを施す。
浸炭処理は、８５０〜１１００℃の温度範囲で施す。浸炭温度が８５０℃未満では、鋼中に十分な炭素を拡散させるために長時間の加熱処理を要し、コストが嵩む。一方、浸炭温度が１１００℃を超えると、著しい粗粒化や混粒化が生じる。
そのため、浸炭は８５０〜１１００℃の温度域で行う。コストの低廉化、粗粒化の抑制及び混粒化の抑制をさらに高いレベルで実現させるためには、浸炭は９００〜１０５０℃の温度域で行うことが好ましい。浸炭方法には、ガス浸炭や真空浸炭を採用することが出来る。
焼入れは、所定の温度で一定時間保持後に行ってもよい。一定時間保持する目的は、焼入れ時の焼き割れ、ひずみ低減である。保定温度は、８００℃以上で１０分以上とする。一方、９００℃超で６０分超保定しても、焼入れ時の焼き割れ防止、ひずみ低減の効果は飽和する。
焼戻し処理における、焼戻し温度は、靭性の確保や硬さ調整のために、１５０℃以上が好ましい。焼戻し温度が１５０℃未満であると、軸受軌道の靱性が確保できない場合がある。一方、焼戻し温度が２００℃を超えると、軸受軌道製品の硬さが低下し、耐摩耗性が低下するおそれがある。そのため、焼戻し温度は１５０℃〜２００℃とすることが好ましい。
（仕上げ加工を行う工程）
仕上げ加工を行う工程では、浸炭焼入れ・焼戻した中間品に対して、仕上げ加工を行う。仕上げ加工は、研削や研磨である。
仕上げ加工を行う工程では、浸炭焼入れ・焼戻した中間品に対して、仕上げ加工を行う。仕上げ加工は、研削や研磨である。
以上の工程により、本実施形態に係る軸受軌道が製造される。
次に、本発明の実施例について説明するが、以下に示す各条件は、本発
明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一例にすぎず、本発明の条件はこの一例に限定されるものではない。本発明の実施においては、その要旨を逸脱せず、その目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用することができる。
明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一例にすぎず、本発明の条件はこの一例に限定されるものではない。本発明の実施においては、その要旨を逸脱せず、その目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用することができる。
＜各種試験片の成形＞
（棒鋼の準備）
表１に示す化学組成を有する鋼（鋼Ｎｏ．Ａ〜ＡＶ）をそれぞれ溶製し、熱間鍛造により、φ４０ｍｍの棒鋼を準備した。なお、表１において下線を付した数値は当該数値が本発明の範囲外であることを示す。製造された棒鋼に対して、球状化焼鈍処理を実施した。具体的には、棒鋼を、７８０℃で５時間保持した。その後、１０℃／ｈで６５０℃まで徐冷した後、室温まで空冷した。これら工程を経て、軸受軌道用鋼材としての棒鋼を得た。
（棒鋼の準備）
表１に示す化学組成を有する鋼（鋼Ｎｏ．Ａ〜ＡＶ）をそれぞれ溶製し、熱間鍛造により、φ４０ｍｍの棒鋼を準備した。なお、表１において下線を付した数値は当該数値が本発明の範囲外であることを示す。製造された棒鋼に対して、球状化焼鈍処理を実施した。具体的には、棒鋼を、７８０℃で５時間保持した。その後、１０℃／ｈで６５０℃まで徐冷した後、室温まで空冷した。これら工程を経て、軸受軌道用鋼材としての棒鋼を得た。
（小ローラー試験片の成形）
φ４０ｍｍの棒鋼から、機械加工により、φ２６ｍｍ×１３０ｍｍの小ローラー試験片を成形した。
φ４０ｍｍの棒鋼から、機械加工により、φ２６ｍｍ×１３０ｍｍの小ローラー試験片を成形した。
（丸棒試験片の成形）
φ４０ｍｍの棒鋼から、機械加工により、硬さ、Ｃ濃度、及び組織を測定するための測定用のφ２６ｍｍ×５０ｍｍの丸棒試験片を成形した。
φ４０ｍｍの棒鋼から、機械加工により、硬さ、Ｃ濃度、及び組織を測定するための測定用のφ２６ｍｍ×５０ｍｍの丸棒試験片を成形した。
（大ローラー試験片の成形）
ＪＩＳ Ｇ４８０５（２００８）に規定された高炭素クロム鋼材ＳＵＪ２相当を用い、直径１５０ｍｍの円板状の大ローラー試験片を成形した。
ＪＩＳ Ｇ４８０５（２００８）に規定された高炭素クロム鋼材ＳＵＪ２相当を用い、直径１５０ｍｍの円板状の大ローラー試験片を成形した。
＜浸炭焼入れ、焼き戻しの実施＞
次に、小ローラー試験片及び丸棒試験片に対して、浸炭焼入れ、焼戻しを行った。
製造Ｎｏ．１〜１８、２１〜４２は、ガス浸炭焼入れ、焼戻しを行った。ガス浸炭の条件は、９３０℃×１６０分とした。
製造Ｎｏ．１９〜２０は、真空浸炭焼入れ、焼戻しを行った。真空浸炭の条件は、９３０℃×１６０分とした。
製造Ｎｏ．４３は、真空浸炭焼入れ、焼戻しを行った。真空浸炭の条件は、１１１０℃×６０分とした。
その後、８３０℃×３０分保定し、油焼入れを行った。次に、１８０℃×１２０分の条件で焼戻しを行った。焼戻し後の冷却方法は空冷とした。
ただし、製造Ｎｏ．４２では、浸炭焼入れと焼戻しの間でサブゼロ処理を行った。
次に、小ローラー試験片及び丸棒試験片に対して、浸炭焼入れ、焼戻しを行った。
製造Ｎｏ．１〜１８、２１〜４２は、ガス浸炭焼入れ、焼戻しを行った。ガス浸炭の条件は、９３０℃×１６０分とした。
製造Ｎｏ．１９〜２０は、真空浸炭焼入れ、焼戻しを行った。真空浸炭の条件は、９３０℃×１６０分とした。
製造Ｎｏ．４３は、真空浸炭焼入れ、焼戻しを行った。真空浸炭の条件は、１１１０℃×６０分とした。
その後、８３０℃×３０分保定し、油焼入れを行った。次に、１８０℃×１２０分の条件で焼戻しを行った。焼戻し後の冷却方法は空冷とした。
ただし、製造Ｎｏ．４２では、浸炭焼入れと焼戻しの間でサブゼロ処理を行った。
浸炭焼入れ、焼戻し後、試験精度を向上するために、小ローラー試験片のつかみ部および試験部に、仕上げ加工を施した。以上のようにして、製造Ｎｏ．１〜４３の小ローラー試験片、及び製造Ｎｏ．１〜４３の丸棒試験片を、それぞれ得た。
＜各試験片の性能評価＞
（ビッカース硬さ）
各丸棒試験片を、長さ方向と垂直に切断した断面において、転動面に相当する試験片の表面から深さ０．１０〜０．５０ｍｍの領域において、深さ０．１０ｍｍ間隔の５か所について各５点のマイクロビッカース硬さを測定した。硬さ測定は、ＪＩＳ Ｚ ２２４４（２００９）に準拠し、試験力２．９４Ｎで行った。
そして、計２５点のビッカース硬さの算出平均値を求めた。この結果を表２に表記する。
（ビッカース硬さ）
各丸棒試験片を、長さ方向と垂直に切断した断面において、転動面に相当する試験片の表面から深さ０．１０〜０．５０ｍｍの領域において、深さ０．１０ｍｍ間隔の５か所について各５点のマイクロビッカース硬さを測定した。硬さ測定は、ＪＩＳ Ｚ ２２４４（２００９）に準拠し、試験力２．９４Ｎで行った。
そして、計２５点のビッカース硬さの算出平均値を求めた。この結果を表２に表記する。
（Ｃ含有量）
Ｃ含有量は、切粉を用いて測定する。具体的には、丸棒試験片から、旋削加工で表面から深さ０．１０ｍｍ〜０．５０ｍｍ（４００μｍ分）の切粉を採取し、高周波誘導加熱炉燃焼法で求めた炭素濃度を表面から深さ０．１０〜０．５０ｍｍの領域のＣ濃度とする。この結果を表２に表記する。
Ｃ含有量は、切粉を用いて測定する。具体的には、丸棒試験片から、旋削加工で表面から深さ０．１０ｍｍ〜０．５０ｍｍ（４００μｍ分）の切粉を採取し、高周波誘導加熱炉燃焼法で求めた炭素濃度を表面から深さ０．１０〜０．５０ｍｍの領域のＣ濃度とする。この結果を表２に表記する。
（組織）
前記の組織観察方法に従い、円相当径３００ｎｍ以上の炭化物、残留オーステナイト（表中、残留γと表記）、焼戻しマルテンサイト（表中、焼戻しＭＡと表記）の各面積率を測定した。その結果を表２に併記する。
なお、全ての試験片において、円相当径３００ｎｍ以上の炭化物、残留オーステナイト、焼戻しマルテンサイト以外の残部は、ベイナイト、パーライト、及びフェライトであった。ベイナイト、パーライト、及びフェライトの合計の面積率（表中、Ｂａ＋Ｐａ＋αＦｅ面積率と表記する）
前記の組織観察方法に従い、円相当径３００ｎｍ以上の炭化物、残留オーステナイト（表中、残留γと表記）、焼戻しマルテンサイト（表中、焼戻しＭＡと表記）の各面積率を測定した。その結果を表２に併記する。
なお、全ての試験片において、円相当径３００ｎｍ以上の炭化物、残留オーステナイト、焼戻しマルテンサイト以外の残部は、ベイナイト、パーライト、及びフェライトであった。ベイナイト、パーライト、及びフェライトの合計の面積率（表中、Ｂａ＋Ｐａ＋αＦｅ面積率と表記する）
（ローラーピッティング（ＲＰ）試験（剥離の有無、白色組織の有無））
軸受軌道の剥離損傷を評価する試験として、ローラーピッティング試験（２円筒転がり疲労試験）を実施した。大ローラー試験片の円周面を小ローラー試験片の表面に回転数１５００ｒｐｍ、面圧２５００ＭＰａで接触させ、最大２０００万回の条件で試験を行い、剥離の有無を調査した。
軸受軌道の剥離損傷を評価する試験として、ローラーピッティング試験（２円筒転がり疲労試験）を実施した。大ローラー試験片の円周面を小ローラー試験片の表面に回転数１５００ｒｐｍ、面圧２５００ＭＰａで接触させ、最大２０００万回の条件で試験を行い、剥離の有無を調査した。
試験後の小ローラーについて、大ローラー試験片と接触した面の組織を観察できるように、小ローラーから、観察面が小ローラー長さ方向と垂直面となるように試料片を切り出した。
試料片の観察面を鏡面研磨後、ナイタール溶液（硝酸３ｇをエタノール１００ｍｌで溶解し、界面活性剤を加えた溶液）を用いて、１０秒腐食し、水洗した。
次に、試料片の観察面、光学顕微鏡によって観察し、白色組織の有無を調べた。白色組織の有無は、小ローラーの転動面直下１．０ｍｍ深さまでの範囲において、１０００倍で観察した時、長さ５μｍ以上の白色組織が観察された場合、白色組織の発生有りと判断した。また、白色組織の長さ（最も大きな白色組織の長さ）も求めた。白色組織の発生無しと判断した場合でも、長さ５μｍ未満の白色組織が観察された場合、その白色組織の長さ（最も大きな白色組織の長さ）も求めた。
その結果を表２に記載する。なお、表２中の下線を付した数値は当該数値が本発明の範囲外であることを示す。
試料片の観察面を鏡面研磨後、ナイタール溶液（硝酸３ｇをエタノール１００ｍｌで溶解し、界面活性剤を加えた溶液）を用いて、１０秒腐食し、水洗した。
次に、試料片の観察面、光学顕微鏡によって観察し、白色組織の有無を調べた。白色組織の有無は、小ローラーの転動面直下１．０ｍｍ深さまでの範囲において、１０００倍で観察した時、長さ５μｍ以上の白色組織が観察された場合、白色組織の発生有りと判断した。また、白色組織の長さ（最も大きな白色組織の長さ）も求めた。白色組織の発生無しと判断した場合でも、長さ５μｍ未満の白色組織が観察された場合、その白色組織の長さ（最も大きな白色組織の長さ）も求めた。
その結果を表２に記載する。なお、表２中の下線を付した数値は当該数値が本発明の範囲外であることを示す。
表１〜表２から明らかなように、化学組成、並びに、軸受軌道の表層部における硬さ及び組織について好適化を図った製造例１〜２０については、いずれも、剥離が生じず、また、白色組織の生成も確認されなかったことから、優れた白色組織抑制効果、並びに転動疲労特性が得られていることが判る。
一方、製造例２１は、鋼材のＣ量が低く、軸受軌道の表層部のＣ量も低くなり、軸受軌道に必要な硬度が得られなかった。そのため、ローラーピッティング試験は実施しなかった。
製造例２２は、鋼材のＣ量が高く、残留オーステナイトが多量に存在したため、残留オーステナイト面積率が未達であった。そのため、ローラーピッティング試験は実施しなかった。
製造例２３は、Ｓｉ量が高く、介在物が生成し、介在物を起点とした剥離損傷が生じた。
製造例２４は、Ｍｎ量が低く、焼入れ性が不十分で、軸受軌道に必要な硬度が得られなかった。そのため、ローラーピッティング試験は実施しなかった。
製造例２５は、Ｍｎ量が高く、焼入れ時に割れが発生した。そのため、ローラーピッティング試験は実施しなかった。
製造例２６は、Ｃｒ量が低く、焼入れ性が不十分であり、軸受軌道に必要な硬度が得られなかった。そのため、ローラーピッティング試験は実施しなかった。
製造例２７は、Ｃｒ量が高く、粗大な炭化物が生成したため、炭化物面積率が未達であり、鋼の鍛造性および被削性が低かった。そのため、ローラーピッティング試験は実施しなかった。
製造例２２は、鋼材のＣ量が高く、残留オーステナイトが多量に存在したため、残留オーステナイト面積率が未達であった。そのため、ローラーピッティング試験は実施しなかった。
製造例２３は、Ｓｉ量が高く、介在物が生成し、介在物を起点とした剥離損傷が生じた。
製造例２４は、Ｍｎ量が低く、焼入れ性が不十分で、軸受軌道に必要な硬度が得られなかった。そのため、ローラーピッティング試験は実施しなかった。
製造例２５は、Ｍｎ量が高く、焼入れ時に割れが発生した。そのため、ローラーピッティング試験は実施しなかった。
製造例２６は、Ｃｒ量が低く、焼入れ性が不十分であり、軸受軌道に必要な硬度が得られなかった。そのため、ローラーピッティング試験は実施しなかった。
製造例２７は、Ｃｒ量が高く、粗大な炭化物が生成したため、炭化物面積率が未達であり、鋼の鍛造性および被削性が低かった。そのため、ローラーピッティング試験は実施しなかった。
製造例２８は、Ｐ量が高く、白色組織が発生又は成長する前に、生成した脆化部による剥離損傷が発生した。
製造例２９は、Ｓ量が高く、白色組織が発生又は成長する前に、生成した硫化物を起点とした剥離損傷が生じた。
製造例３０は、Ａｌ量が低く、白色組織が発生又は成長する前に、脱酸が不十分で、生成した酸化物を起点とした剥離損傷が生じた。
製造例３１は、Ａｌ量が高く、白色組織が発生又は成長する前に、生成した粗大酸化物を起点とした剥離損傷が生じた。
製造例３２は、Ｎ量が低く、白色組織が発生又は成長する前に、粗大化した結晶粒の界面を起点とした剥離損傷が生じた。
製造例３３は、Ｎ量が高く、白色組織が発生又は成長する前に、生成した粗大ＡｌＮを起点とした剥離損傷が生じた。
製造例３４は、Ｏ量が高く、白色組織が発生又は成長する前に、酸化物を起点とした剥離損傷が生じた。
製造例２９は、Ｓ量が高く、白色組織が発生又は成長する前に、生成した硫化物を起点とした剥離損傷が生じた。
製造例３０は、Ａｌ量が低く、白色組織が発生又は成長する前に、脱酸が不十分で、生成した酸化物を起点とした剥離損傷が生じた。
製造例３１は、Ａｌ量が高く、白色組織が発生又は成長する前に、生成した粗大酸化物を起点とした剥離損傷が生じた。
製造例３２は、Ｎ量が低く、白色組織が発生又は成長する前に、粗大化した結晶粒の界面を起点とした剥離損傷が生じた。
製造例３３は、Ｎ量が高く、白色組織が発生又は成長する前に、生成した粗大ＡｌＮを起点とした剥離損傷が生じた。
製造例３４は、Ｏ量が高く、白色組織が発生又は成長する前に、酸化物を起点とした剥離損傷が生じた。
製造例３５は、Ｎｉ量が低く、水素侵入により生成した白色組織を起点とした剥離損傷が生じた。
製造例３６は、Ｃｕ量が高く、熱間延性低下し、軸受軌道が製造できなかった。そのため、各種試験は実施できなかった。
製造例３７は、Ｃｕ量が低く、水素侵入により生成した白色組織を起点とした剥離損傷が生じた。
製造例３８〜４０は、式（１）を満たさず、水素侵入により生成した白色組織を起点とした剥離損傷が生じた。
製造例４１は、炭化物面積率が低く、軸受軌道に必要な炭化物面積率が得られなかった。そのため、白色組織が発生又は成長する前に、剥離損傷が発生した。
製造例４２は、残留オーステナイト面積率が低く、軸受軌道に必要な残留オーステナイト面積率が得られなかった。そのため、白色組織が発生又は成長する前に、剥離損傷が発生した。
製造例４３は、表層部のＣ量が高く、残留オーステナイトが多量に存在したため、残留オーステナイト面積率が未達であった。そのため、ローラーピッティング試験は実施しなかった。
製造例３６は、Ｃｕ量が高く、熱間延性低下し、軸受軌道が製造できなかった。そのため、各種試験は実施できなかった。
製造例３７は、Ｃｕ量が低く、水素侵入により生成した白色組織を起点とした剥離損傷が生じた。
製造例３８〜４０は、式（１）を満たさず、水素侵入により生成した白色組織を起点とした剥離損傷が生じた。
製造例４１は、炭化物面積率が低く、軸受軌道に必要な炭化物面積率が得られなかった。そのため、白色組織が発生又は成長する前に、剥離損傷が発生した。
製造例４２は、残留オーステナイト面積率が低く、軸受軌道に必要な残留オーステナイト面積率が得られなかった。そのため、白色組織が発生又は成長する前に、剥離損傷が発生した。
製造例４３は、表層部のＣ量が高く、残留オーステナイトが多量に存在したため、残留オーステナイト面積率が未達であった。そのため、ローラーピッティング試験は実施しなかった。
Claims (5)
- 成分組成が、質量％で、
Ｃ ：０．１５〜０．５０％、
Ｓｉ：０．０５〜０．５０％、
Ｍｎ：０．０５〜１．５０％、
Ｃｒ：０．５７〜２．００％、
Ｐ ：０．０２５％以下、
Ｓ ：０．０２５％以下、
Ａｌ：０．００５〜０．１００％、
Ｎ ：０．００３〜０．０３０％、
Ｏ ：０．００１５％以下、
Ｎｉ：０．６５〜１．９８％、及び
Ｃｕ：０．０３〜０．２０％、
を含有し、
残部がＦｅ及び不純物からなり、
ＮiおよびＣｕの含有量が式（１）を満たす、
軸受軌道用鋼材。
Ｎｉ＜２７×Ｃｕ・・・（１）
式（１）中、元素記号は、質量％での各元素の含有量を示す。 - 質量％で、
Ｍｏ：２．００％以下、
Ｖ ：２．００％以下、および
Ｂ ：０．００５０％以下、
よりなる群から選ばれた１種または２種以上を含有する請求項１に記載の軸受軌道用鋼材。 - 質量％で、
Ｎｂ：０．１００％以下、
Ｔｉ：０．１００％以下、および
ＲＥＭ：０．０２０％以下、
よりなる群から選ばれた１種または２種以上を含有する請求項１または請求項２に記載の軸受軌道用鋼材。 - 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の軸受軌道用鋼材を用いた軸受軌道であって、
軌道輪または軌道盤の軌道面となる部位の表面から深さ０．１０〜０．５０ｍｍの領域において、
Ｃ量が、質量％で０．６０〜１．２０％、
組織が、面積率で、円相当径３００ｎｍ以上の炭化物：１〜１５％、残留オーステナイト：５〜４０％を含み、残部が焼戻しマルテンサイトからなる軸受軌道。 - 軌道輪または軌道盤の軌道面となる部位の表面から深さ０．１０〜０．５０ｍｍの領域における、ビッカース硬さが７２０ＨＶ以上である請求項４に記載の軸受軌道。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020023451A JP7464822B2 (ja) | 2020-02-14 | 2020-02-14 | 軸受軌道用鋼材、および軸受軌道 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020023451A JP7464822B2 (ja) | 2020-02-14 | 2020-02-14 | 軸受軌道用鋼材、および軸受軌道 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021127504A true JP2021127504A (ja) | 2021-09-02 |
| JP7464822B2 JP7464822B2 (ja) | 2024-04-10 |
Family
ID=77488040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020023451A Active JP7464822B2 (ja) | 2020-02-14 | 2020-02-14 | 軸受軌道用鋼材、および軸受軌道 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7464822B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115558870A (zh) * | 2022-11-04 | 2023-01-03 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种经济性高寿命大功率风电偏航轴承圈用钢、轴承圈及生产工艺 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10140287A (ja) * | 1996-07-31 | 1998-05-26 | Nippon Seiko Kk | 転がり軸受 |
| JP2001294972A (ja) * | 2000-04-18 | 2001-10-26 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 軸受用鋼材 |
| JP2009057589A (ja) * | 2007-08-30 | 2009-03-19 | Ntn Corp | 針状ころ軸受および針状ころ |
| JP2015127434A (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-09 | 株式会社神戸製鋼所 | 浸炭処理時の結晶粒粗大化防止特性に優れた肌焼鋼 |
| WO2019102584A1 (ja) * | 2017-11-24 | 2019-05-31 | 株式会社ゴーシュー | はだ焼鋼の鍛造熱処理品 |
| WO2019198539A1 (ja) * | 2018-04-10 | 2019-10-17 | 日本製鉄株式会社 | 機械部品とその製造方法 |
| JP2019183215A (ja) * | 2018-04-06 | 2019-10-24 | 大同特殊鋼株式会社 | 浸炭機械部品及びその製造方法 |
-
2020
- 2020-02-14 JP JP2020023451A patent/JP7464822B2/ja active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10140287A (ja) * | 1996-07-31 | 1998-05-26 | Nippon Seiko Kk | 転がり軸受 |
| JP2001294972A (ja) * | 2000-04-18 | 2001-10-26 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 軸受用鋼材 |
| JP2009057589A (ja) * | 2007-08-30 | 2009-03-19 | Ntn Corp | 針状ころ軸受および針状ころ |
| JP2015127434A (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-09 | 株式会社神戸製鋼所 | 浸炭処理時の結晶粒粗大化防止特性に優れた肌焼鋼 |
| WO2019102584A1 (ja) * | 2017-11-24 | 2019-05-31 | 株式会社ゴーシュー | はだ焼鋼の鍛造熱処理品 |
| JP2019183215A (ja) * | 2018-04-06 | 2019-10-24 | 大同特殊鋼株式会社 | 浸炭機械部品及びその製造方法 |
| WO2019198539A1 (ja) * | 2018-04-10 | 2019-10-17 | 日本製鉄株式会社 | 機械部品とその製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115558870A (zh) * | 2022-11-04 | 2023-01-03 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种经济性高寿命大功率风电偏航轴承圈用钢、轴承圈及生产工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP7464822B2 (ja) | 2024-04-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3088550B1 (en) | Production method of carburized steel component and carburized steel component | |
| JP6205061B2 (ja) | 浸炭窒化軸受用鋼 | |
| JP2007162128A (ja) | 鍛造性と結晶粒粗大化防止特性に優れた肌焼鋼およびその製造方法並びに浸炭部品 | |
| CN113260728B (zh) | 渗碳氮化轴承部件 | |
| JP6468366B2 (ja) | 鋼、浸炭鋼部品、及び浸炭鋼部品の製造方法 | |
| JP3614113B2 (ja) | 被削性に優れた軸受要素部品用鋼材 | |
| JP3405277B2 (ja) | 被削性に優れた軸受要素部品用の鋼線材、棒鋼及び鋼管 | |
| JPWO2012073896A1 (ja) | 熱間鍛造用圧延棒鋼または線材 | |
| JP5886119B2 (ja) | 肌焼鋼鋼材 | |
| JP2009127095A (ja) | 動力伝達部品用肌焼鋼 | |
| JP2012107307A (ja) | 転動疲労寿命に優れる軸受用造塊材および軸受用鋼の製造方法 | |
| JP7095116B2 (ja) | 浸炭窒化軸受部品の素材となる鋼材 | |
| JP2010222634A (ja) | 最大結晶粒の縮小化特性に優れた肌焼鋼及びその製造方法 | |
| JPH10306343A (ja) | 冷間鍛造性及び耐ピッチング性に優れた軟窒化用鋼 | |
| JP6658981B1 (ja) | 浸炭部品及びその製造方法 | |
| JP7464822B2 (ja) | 軸受軌道用鋼材、および軸受軌道 | |
| TWI630278B (zh) | Surface hardened steel | |
| JP6639839B2 (ja) | 耐白色組織変化はく離寿命に優れる軸受用鋼 | |
| JP7135485B2 (ja) | 浸炭用鋼及び部品 | |
| JP7464821B2 (ja) | 軸受軌道用鋼材、および軸受軌道 | |
| JP2006161142A (ja) | 高温浸炭特性に優れた肌焼用圧延棒鋼 | |
| JP6172378B2 (ja) | 肌焼鋼鋼線 | |
| JP7323850B2 (ja) | 鋼材及び浸炭鋼部品 | |
| JP7360060B2 (ja) | 鋼及び軸受 | |
| JP7368697B2 (ja) | 浸炭歯車用鋼、浸炭歯車及び浸炭歯車の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20221006 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20231012 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20231107 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231219 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240227 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240311 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7464822 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |