JPS58224152A - 大型軸受用鋼 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は軸受用鋼に関し、特に圧延機用、火力および
水力発電機用等の大型軸受用素材として有利に使用する
ことができる軸受用鋼に関するものである。

従来、軸受用鋼としては、機械構造用炭素鋼（Ｓ−ＣＫ
）、機械構造用合金鋼（ＳＮＣ。

ＳＮＣＭ、８Ｃｒ　、ＳＣＭ、ＳＭｎ）、高炭素高クロ
ム軸受鋼（ＳＵＪ）等の鋼材が使用されているが、特に
圧延機や発電機等の大型製品の軸受用素材として使用し
た場合には、靭性がいまひとつ十分でなく、耐疲労特性
や転勤寿命が劣っているという問題を有していた。

この発明は、上記した従来の問題点に着目してなされた
もので、焼もどし抵抗性にすぐれていると共に、耐疲労
特性や転勤寿命にもすぐれ、小型軸受のみならず大型軸
受においてもその耐用寿命を大幅に延長することができ
る軸受用鋼管得ることを目的としている。

この発明の軸受用鋼は、重量％で、Ｃ：　０．１〜０．
３５　％、Ｓｔ　：　０．５〜１．５　％、Ｍｎ　：　
２％以下、Ｎｉ：５チ以下、Ｃｒ　：　２チ以下、Ａｔ
：　０．０５１以下、Ｏ：　０．００２　％以下、必要
に応じて、焼入性向上のためＫＭｏ　：　２．５　％以
下、結晶粒微細化のためにＮｂ　、　Ｔａ　、　Ｖ　、
　Ｔｌ　ｔ　Ｚｒ　を総瞼で１％以下、耐候性向上のた
めにＣｕ　：　５％以下、被剛性向上ｏ＋めにＳ　、　
Ｐｂ　、　ｓ６　、　’ｌ’ｅ　、　Ｂｉ　’ｉ各々０
．３％以下を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物よ
りなることを特徴としている。

次に、この発明に係る軸受用鋼の化学成分範囲（重量ｑ
ｂ）の限定理由について説明する。

Ｃ（炭Ｘ　）　：　０．１〜０．３＋５％Ｃは構造部品
すなわち軸受として必要な強度を得るとともに、浸炭処
理後に十分な表面硬さを確保するのに有効な元素である
が、０−１％よりも少々いと上記した強度および表面硬
さを得ることができず、また、０．３５チを超えると靭
性ならびに被剛性が低下するので、０．１〜０．３５％
の範囲とする。

Ｓｔ　（ケイ素）　：　０．５〜１．５％Ｓｌは焼入マ
ルテンサイト組織を緻密なものとし、鋼の靭性や耐疲労
特性を向上させるのに有効な元素であるが、０．５チよ
りも少ないとこのよう１　　な効果を得ることができず
、また、１．５％を超えると靭性ならびに加工性を劣化
させるので、０．５〜１．５チの範囲とする。

Ｍｎ　（マンガン）：２％以下 ＭＴＩは鋼の溶解時における脱酸ならびに脱硫元素とし
て作用すると共に、鋼の焼入性を高めるのに有効な元素
であるが、含有量が多すぎると加工性ならびに被剛性を
劣化させるので、２チ以下とする必要があシ、より望ま
しくは上記した効果を一考朦して０．１〜１．５％の範
囲とするのが良い。

Ｎｉ　にッケル）：５チ以下 Ｎｉは鋼の焼入性および焼入焼もどし後の靭性を向上さ
せるのに有効な元素であるが、多すぎると鋼の靭性およ
び加工性を低下させるので、５チ以下とする必要があり
、より望ましくは鋼の焼入性を向上させるために１〜４
．５チの範囲で含有させるのが良い。

Ｃｒ（クロム）：２−以下 Ｃｒは鋼の焼入性および焼入焼もどし後の強度ならびに
靭性を向上させるのに有効な元素であるが、多すぎると
複炭化物が形成されて、焼入性お　　　　□。

よび被削性ヲ害するので、２％以下とする必要があり、
より望ましくは０．３〜１．５　％の範囲で含有させる
のが良い。

Ａｔ（アルミニウム）　：　０．０５％以下ｋｔは高温
での熱処理時においてオーステナイト結晶粒の粗大化を
防止するのに有効な元素であるが、多すぎると鋼の清浄
度が低下すると共に、結晶粒の粗大化防止効果がかえっ
て低下するため、０．０５　％以下とする必要があり、
より望ましくは上記効果を考慮して０゜０１〜０．０５
　％の範囲とするのが良い。

０（酸素）　：　０．００２憾以下 ０含有員が多すぎると鋼の清浄度が悪くなり、特にＳ　
ｔＯ，系の大型介在物が増加してＳｌの添加効果を阻害
し、疲れ強さの低下をきたすので、０．００２−以下と
する必要がある。

ＭＯ（モリブデン）：２゜５チ以下 ＭＯは鋼の焼入性および焼入焼もどし後の強度ならびに
靭性を向上させるのに有効な元素であるが、多量に含有
すると複炭化物が形成され、焼入性が低下すると同時に
被削性が劣化するので、２．５％以下とする必要があり
、より望ましくけ上記効果を考慮して０．１〜２％の範
囲とするのが良い。

そのほか、Ｎｂ　にオブ）　、　Ｔａ　（タンタル）。

■（バナジウム）　、　Ｔｉ　（チタン）　、　Ｚｒ　
（ジルコニウム）は結晶粒の微細化に寄与する元素であ
るが、含有量が多すぎると上記結晶粒微細化効果がなく
なるため、総量で１−以下とするのが良く、耐候性向上
のためにＣｕ　：　５チ以下、被削性向上のためにＳ　
、　Ｐｂ　、　Ｓｅ　、　Ｔｏ　、　Ｂｉ　ｆ各々０．
３％以下の範囲で含有させるのも良い。

以下、実施例について説明する。

第１表に示す化学成分の鋼をそれぞれ５０′Ｋｇ誘導溶
解炉で溶製し、次いで直径１００＋ｅ＋＋の棒材を作製
した。続いて、この棒材のうち、（Ａ−１）材、（Ｂ−
１）材、（Ｂ−２）材についてこれらを８５０℃Ｘ　１
　ｈｒ油冷の条件で焼入れした後、種々の温度で焼もど
しを行い、６鋼の焼もどし抵抗性を調べた。この結果を
第１図に示す。第１図に示すように、本発明鋼の方が比
較鋼よりも焼もどし抵抗性がすぐれていることが明らか
である。

貫た、上記棒材のうち、（Ａ−２）材、（Ｃ−１）材、
　（Ｃ−２）材についてこれら１９２０’ｃ浸炭→８５
０℃焼入の条件で浸炭焼入を行い、次に種々の温度で焼
もどしを行って、６鋼の浸炭部の焼もどし抵抗性を調べ
纜。なお、硬度の測定は最表層で行った。この結果を第
２図に示す。第２図に示すように、本発明鋼の方が比較
鋼よりも浸炭部の焼もどし抵抗性がすぐれていることが
明らかである。

次に、上記した直径１００１１１１１１の棒材のうち、
（Ａ−１）、（Ｂ−１）、（Ｂ−２）の棒材から鍛造に
よって直径２０ｗｌｌ１１とし、機械加工忙よって直径
８簡、平行部長さ５０＋ｓ＋の回転曲げ疲労試験片を作
製し、この試験片に対して第２表に示す条件で熱処理を
施したのち、小野式回転曲げ試験機により疲労試験を行
つ次。この結果を同じく第２表に示す。

第　　２　　表 第２表に示すように、本発明鋼は比較鋼に比べて耐疲労
特性が著しくすぐれていることが明らかである。

続いて、上記した直径１００情の棒材のうち、（Ａ−２
）、（Ｃ−１）、（Ｃ−２）の棒材から鍛造によシ直径
２０ｗｌ１ｌ＋とし、機械加工によって直径１２＋ｍ、
長さ２２劉の円筒試験体を製作し、この試験体に対して
第３表に示す条件で浸炭処理を施したのち、負荷応力６
００　Ｋｆｆ　／　ｔｔａ”で転勤寿命試験を行つ友。

この結果を同じく第３表に示す。

なお、このときの転勤寿命は累積折損率１０チの値で示
した。

第３表 １６　　第３表に示すように１本発明鋼は比較鋼に比べ
て転勤寿命がかなりすぐれていることが明らかである。

次に、第１表に示す（Ａ−２）、（Ｃ−１）。

（Ｃ−２）の鋼から圧延機用の大型軸受を製作し、２ｏ
　　この大型軸受を組込んだ圧延機によって鋼板全圧延
した場合の圧延総重量を調べたところ、第４表に示す結
果となった。

第　　４　　表 第４表に示すように、本発明鋼より製作した圧延機用軸
受の耐用寿命は、従来鋼より製作した圧延機用軸受のそ
れに比べて著しく増大していることが明らかである。

以上説明してきたように、この発明の軸受用鋼によれば
、焼入れ後の焼もどし抵抗性および浸炭焼入れ後の浸炭
部の焼もどし抵抗性にすぐれていると共に、耐疲労特性
や転勤寿命にもすぐれ、小型の軸受のみならず、特に大
型の軸受にも十分適１，４　　　用することができ、靭
性のすぐれた耐用寿命の長い軸受を得ることができると
いう著大なる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は鋼の焼もどし抵抗性ｖｆ−調べ九結果を示すグ
ラフ、第２図社鋼の浸炭部の焼もどし抵抗性を調べた結
果を示すグラフである。 特許出砿へ　　大同特殊鋼株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量−で、Ｃ：　０．１〜０．３５チ、８１　：
   　０．５〜１．５　％、Ｍｎ　：　２　Ｔｏ以下、Ｎｉ
   　：　５％以下、Ｃｒ：２チ以下、ｋｔ　：　０．０５
   　Ｓ　以下、０　：　ｄ、００２　％　以下、残部Ｆｅ
   および不可避的不純物よシなることを特徴とする軸受用
   鋼。
2. （２）　　重量％で、Ｃ：　０．１〜０．３５チ、ｓｉ
   　：　０．５〜１．５　Ｓ、Ｍｎ　：　２　％以下、Ｎ
   Ｉ：５１％以下、Ｃｒ：２−以下、ＭＯ：　２．５チ以
   下、Ａｔ：　０．０５チ以下、０　：　０．００２％以
   下、残部１ｉ’ｅおよび不可避的不純物よりなることを
   特徴とする軸受用鋼。