KR20200102488A - Carburized bearing steel parts and rods for carburized bearing steel parts - Google Patents

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Abstract

소정의 화학 조성을 갖고, 임의의 부품 단면에 있어서, 원 상당 직경이 5㎛ 이상에서의, 또한 CaO, Al2O3 및 SiO2를 포함하고, 또한 CaO, Al2O3 및 SiO2의 합계 질량에 대한 Al2O3의 함유율이 50질량% 이상인 산화물의 개수 밀도가 3.0개/㎠ 이하이고, 전동면으로부터 50㎛ 깊이의 비커스 경도가 750 이상이고, 전동면의 압축 잔류 응력이 900㎫ 이상인, 침탄 베어링강 부품 및 당해 침탄 베어링강 부품을 얻는데 적합한 침탄 베어링강 부품용 봉강.The total mass of CaO, Al 2 O 3 and SiO 2 containing CaO, Al 2 O 3 and SiO 2 and also containing CaO, Al 2 O 3 and SiO 2 with a predetermined chemical composition and a circle equivalent diameter of 5 μm or more in an arbitrary cross section of a part Carburized bearing, wherein the number density of oxides with a content of Al 2 O 3 of 50% by mass or more is 3.0/cm2 or less, Vickers hardness at a depth of 50 μm from the raceway is 750 or more, and the compressive residual stress of the raceway is 900 MPa or more Steel parts and bars for carburized bearing steel parts suitable for obtaining the carburized bearing steel parts.

Description

침탄 베어링강 부품 및 침탄 베어링강 부품용 봉강Carburized bearing steel parts and rods for carburized bearing steel parts

본 개시는, 침탄 베어링강 부품 및 침탄 베어링강 부품용 봉강에 관한 것이다.The present disclosure relates to a carburized bearing steel component and a bar for a carburized bearing steel component.

자동차 등에 사용되는 베어링강 부품은, 연비 향상을 위해 부품의 소형화나 윤활유의 저점도화에 의해 근년 사용 환경의 가혹함이 증가하고 있다. 특히, 마모분 등의 이물 말려들어감에 의해 형성하는 압흔 주연의 융기부를 기점으로 한 박리가 발생하여, 베어링으로서의 기능이 손상되는 경우가 있다. 이와 같은 현상을 방지하기 위해, 압흔이 존재할 때의 전동 피로 수명(이하, 내압흔 수명이라고 함)을 향상시킨 베어링강 부품이 요망되고 있다.For bearing steel parts used in automobiles, etc., in recent years, the harshness of the use environment has been increasing due to miniaturization of parts and low viscosity of lubricating oil in order to improve fuel efficiency. In particular, peeling occurs starting from the raised portion of the periphery of the indentation formed by the curling of foreign matter such as abrasion powder, and the function as a bearing may be impaired. In order to prevent such a phenomenon, there is a demand for a bearing steel component having an improved rolling fatigue life in the presence of an indentation (hereinafter, referred to as an internal indentation life).

종래, 내압흔 수명을 향상시키기 위해, 전동면의 잔류 오스테나이트양을 높게 함으로써, 압흔 주연의 융기부를 억제하는 기술이 특허문헌 1에 개시되어 있다. 또한 특허문헌 1에서는 잔류 오스테나이트양을 20%∼45%의 범위로 하여 설명하고 있다.Conventionally, in order to improve the indentation resistance life, patent document 1 discloses a technique for suppressing the bulging portion of the periphery of the indentation by increasing the amount of retained austenite in the raceway. In addition, in Patent Document 1, the amount of retained austenite is described in the range of 20% to 45%.

특허문헌 2에서는, 베어링강 부품에 대한 숏 피닝 가공을 소프트하게 하는, 즉 압축 잔류 응력을 저하시킴으로써 숏 피닝 시에 발생하는 미소한 크랙의 발생을 억제하는 것이 개시되어 있다. 그리고, 특허문헌 2에서는, 미소한 크랙의 발생을 억제함으로써, 내압흔 수명이 향상되는 것을 개시하고 있다.In Patent Document 2, it is disclosed to soften the shot peening process for bearing steel parts, that is, to reduce the compressive residual stress, thereby suppressing the occurrence of minute cracks occurring during shot peening. In addition, Patent Document 2 discloses that the indentation resistance life is improved by suppressing the occurrence of minute cracks.

기타, 특허문헌 3∼5에도, 베어링강 부품에 관한 기술이 개시되어 있다. 구체적으로는, 다음과 같다.In addition, in Patent Documents 3 to 5, techniques related to bearing steel parts are also disclosed. Specifically, it is as follows.

특허문헌 3에서는, AlN의 석출량을 0.01% 이하로 제한하고, 원 상당 직경이 20㎛ 초과, 애스펙트비가 3 초과로 황화물의 밀도 d(개/㎟)와, S의 함유량 [S](질량%)가 d≤1700[S]+20을 만족시키는 기소강이 개시되어 있다. 그리고, 특허문헌 3에서는, AlN, 황화물, S의 함유량을 제어함으로써, 기소강의 조대 입자의 발생을 방지하고, 냉간 가공성, 절삭성, 침탄 ??칭 후의 피로 특성이 우수한 것이 개시되어 있다.In Patent Document 3, the precipitation amount of AlN is limited to 0.01% or less, and the equivalent circle diameter is more than 20 µm and the aspect ratio is more than 3, the density d (pieces/mm 2) of the sulfide and the content of S [S] (mass% ) Has been disclosed that satisfies d≤1700[S]+20. In addition, Patent Document 3 discloses that by controlling the content of AlN, sulfide, and S, the generation of coarse grains of Kiso steel is prevented, and that the cold workability, machinability, and fatigue properties after carburization quenching are excellent.

또한, 특허문헌 4에서는, 불소원을 실질적으로 함유하지 않는 CaO-SiO2계 플럭스를 사용하고, 대기 하에 있어서, Al에 의해 탈산된 용강과 플럭스를 교반한 후, 용강에 Ca를 첨가하고, 그 후, 용강을 감압 하에서 정련하는 베어링강의 제조 방법이 개시되어 있다. 그리고, 특허문헌 4에서는, CaF2 등의 불소원을 함유하지 않는 플럭스를 사용하여, 강 중 개재물을 미세화함과 동시에 개재물 개수를 저감하고, 청정성이 높고, 전동 피로 수명 특성이 우수한 베어링강을 제조할 수 있는 것이 개시되어 있다.In addition, in Patent Document 4, a CaO-SiO 2 based flux which does not contain a fluorine source substantially is used, and after stirring the molten steel and the flux deoxidized by Al in the atmosphere, Ca is added to the molten steel, Thereafter, a method for producing a bearing steel in which molten steel is refined under reduced pressure is disclosed. In addition, in Patent Document 4, by using a flux that does not contain a fluorine source such as CaF 2 , the number of inclusions in the steel is reduced, while the number of inclusions is reduced, and a bearing steel having excellent rolling fatigue life characteristics is manufactured. What can be done is disclosed.

또한, 특허문헌 5에서는, 강 중에 포함되는 산화물계 개재물이 모두 입자경 15㎛ 이하이며, 10㎛ 이상의 입자가 전체의 2% 미만인 베어링강이 개시되어 있다. 그리고, 특허문헌 5에서는, 산화물계 개재물의 입경을 제어함으로써, 고강도, 장수명 및 높은 내열성을 실현하는 것이 개시되어 있다.In addition, Patent Document 5 discloses a bearing steel in which all of the oxide-based inclusions contained in the steel have a particle diameter of 15 µm or less, and particles of 10 µm or more are less than 2% of the total. And Patent Document 5 discloses that by controlling the particle diameter of the oxide-based inclusions, high strength, long life, and high heat resistance are realized.

일본 특허 공개 소64-55423호 공보Japanese Patent Application Publication No. 64-55423 일본 특허 공개 2006-329319호 공보Japanese Patent Publication No. 2006-329319 국제 공개 WO2010-116555호 공보International Publication No. WO2010-116555 일본 특허 공개 2010-196114호 공보Japanese Patent Publication No. 2010-196114 일본 특허 공개 평5-140696호 공보Japanese Patent Laid-Open No. Hei 5-140696

그러나, 특허문헌 1의 베어링강 부품은, 잔류 오스테나이트의 증가는 표면 경도를 저하시키기 때문에, 내압흔 수명 이외의 전동 피로 수명(즉 청정 환경에 있어서의 개재물 기점의 내부 피로 파괴, 또는 시징에 의한 파괴에 대한 강도)이 저하된다. 또한, 표면 경도를 일반적으로 자동차용으로 사용되는 일반 베어링강 부품 레벨(비커스 경도 750 이상) 이상으로 유지할 수는 없다.However, in the bearing steel component of Patent Document 1, since an increase in retained austenite lowers the surface hardness, rolling fatigue life other than the indentation resistance life (that is, internal fatigue failure at the origin of inclusions in a clean environment, or Strength against fracture) is lowered. In addition, the surface hardness cannot be maintained above the level (Vickers hardness 750 or more) of general bearing steel parts generally used for automobiles.

또한, 가일층의 내압흔 수명의 향상에는, 특허문헌 2의 베어링강 부품과 같이 압축 잔류 응력을 저하시키는 것이 아니라, 충분한 압축 잔류 응력을 부여하는 것이 필요하다.Further, in order to further improve the indentation resistance life, it is necessary not to lower the compressive residual stress as in the bearing steel component of Patent Document 2, but to provide sufficient compressive residual stress.

그리고, 특허문헌 3∼5에 개시되어 있는 베어링강 부품에 관한 기술은, 비금속 개재물을 기점으로 한 내부 피로 파괴의 억제(즉, 내압흔 수명 이외의 전동 피로 수명의 향상)에 관한 기술이고, 내압흔 수명에 대해서는 전혀 고려되어 있지 않다. 그 때문에, 특허문헌 3∼5에 개시되어 있는 베어링강 부품에 관한 기술에서는, 내압흔 수명의 향상에 대하여 개선의 여지가 있다.In addition, the technology related to bearing steel parts disclosed in Patent Documents 3 to 5 is a technology related to suppression of internal fatigue failure based on non-metallic inclusions (i.e., improvement of rolling fatigue life other than indentation life). The indentation life is not considered at all. Therefore, in the technology related to the bearing steel component disclosed in Patent Documents 3 to 5, there is room for improvement with respect to the improvement of the indentation resistance life.

그래서, 본 개시의 목적은, 표면 경도를 일반 베어링강 부품 레벨과 동등하게 유지하면서 내압흔 수명이 우수한 침탄 베어링강 부품 및 당해 침탄 베어링강 부품을 얻는데 적합한 침탄 베어링강 부품용 봉강을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present disclosure is to provide a carburized bearing steel component having excellent indentation resistance life while maintaining the surface hardness equal to that of a general bearing steel component, and a bar for a carburized bearing steel component suitable for obtaining the carburized bearing steel component.

상기 과제는, 이하의 수단이 포함된다.The said subject includes the following means.

<1><1>

침탄 베어링강 부품의 표면으로부터 깊이 2.00mm에서 내부의 화학 성분이,The internal chemical composition at a depth of 2.00 mm from the surface of the carburized bearing steel part,

질량%로,In mass%,

C: 0.15∼0.25%,C: 0.15 to 0.25%,

Si: 0.70∼1.50%,Si: 0.70 to 1.50%,

Mn: 0.40∼1.50%,Mn: 0.40 to 1.50%,

Cr: 0.15∼1.50%,Cr: 0.15 to 1.50%,

Mo: 0.001∼0.150%,Mo: 0.001 to 0.150%,

S: 0.001∼0.030%,S: 0.001 to 0.030%,

N: 0.004∼0.020%,N: 0.004 to 0.020%,

Ca: 0.0002∼0.0100%Ca: 0.0002 to 0.0100%

Al: 0.001∼0.010%,Al: 0.001 to 0.010%,

O: 0∼0.005%,O: 0 to 0.005%,

P: 0∼0.030%,P: 0 to 0.030%,

Ni: 0∼3.00%,Ni: 0 to 3.00%,

Cu: 0∼1.00%,Cu: 0 to 1.00%,

Co: 0∼3.00%,Co: 0 to 3.00%,

W: 0∼1.00%,W: 0 to 1.00%,

V: 0∼0.30%,V: 0 to 0.30%,

Ti: 0∼0.300%,Ti: 0 to 0.300%,

Nb: 0∼0.300%,Nb: 0 to 0.300%,

B: 0∼0.0050%B: 0 to 0.0050%

Pb: 0∼0.50%,Pb: 0 to 0.50%,

Bi: 0∼0.50%,Bi: 0 to 0.50%,

Mg: 0∼0.0100%,Mg: 0 to 0.0100%,

Zr: 0∼0.0500%,Zr: 0 to 0.0500%,

Te: 0∼0.1000%,Te: 0 to 0.1000%,

희토류 원소: 0∼0.0050%,Rare earth elements: 0 to 0.0050%,

Sn: 0∼2.0%,Sn: 0 to 2.0%,

In: 0∼0.50%, 그리고In: 0 to 0.50%, and

잔부: Fe 및 불순물로 이루어지고,Balance: consisting of Fe and impurities,

임의의 부품 단면에 있어서, 원 상당 직경이 5㎛ 이상이고, CaO, Al2O3 및 SiO2를 포함하고, 또한 상기 CaO, 상기 Al2O3 및 상기 SiO2의 합계의 질량에 대한 상기 Al2O3의 함유율이 50질량% 이상인 산화물의 개수 밀도가 3.0개/㎠ 이하이고,In an arbitrary part cross section, the equivalent circle diameter is 5 μm or more, and contains CaO, Al 2 O 3 and SiO 2 , and the Al to the mass of the sum of the CaO, Al 2 O 3 and SiO 2 The number density of oxides having a content of 2 O 3 of 50% by mass or more is 3.0 pieces/cm 2 or less,

전동면으로부터 50㎛ 깊이의 비커스 경도가 750 이상이고,Vickers hardness at a depth of 50㎛ from the raceway is 750 or more,

전동면의 압축 잔류 응력이 900㎫ 이상인,The compressive residual stress of the raceway is 900 MPa or more,

침탄 베어링강 부품.Carburized bearing steel parts.

<2><2>

침탄 베어링강 부품의 표면으로부터 깊이 2.00mm에서 내부의 화학 성분이,The internal chemical composition at a depth of 2.00 mm from the surface of the carburized bearing steel part,

질량%로,In mass%,

Ni: 0.01∼3.00%,Ni: 0.01 to 3.00%,

Cu: 0.01∼1.00%,Cu: 0.01 to 1.00%,

Co: 0.01∼3.00%,Co: 0.01-3.00%,

W: 0.01∼1.00%,W: 0.01 to 1.00%,

V: 0.01∼0.30%,V: 0.01 to 0.30%,

Ti: 0.001∼0.300%,Ti: 0.001 to 0.300%,

Nb: 0.001∼0.300% 및Nb: 0.001-0.300% and

B: 0.0001∼0.0050%B: 0.0001 to 0.0050%

의 1종 또는 2종 이상을 함유하는 <1>에 기재된 침탄 베어링강 부품.The carburized bearing steel component as described in <1> containing 1 type or 2 or more types of.

<3><3>

침탄 베어링강 부품의 표면으로부터 깊이 2.00mm에서 내부의 화학 성분이,The internal chemical composition at a depth of 2.00 mm from the surface of the carburized bearing steel part,

질량%로,In mass%,

Pb: 0.01∼0.50%,Pb: 0.01 to 0.50%,

Bi: 0.01∼0.50%,Bi: 0.01 to 0.50%,

Mg: 0.0001∼0.0100%,Mg: 0.0001 to 0.0100%,

Zr: 0.0001∼0.0500%,Zr: 0.0001 to 0.0500%,

Te: 0.0001∼0.1000%,Te: 0.0001 to 0.1000%,

희토류 원소: 0.0001∼0.0050%Rare earth elements: 0.0001 to 0.0050%

의 1종 또는 2종 이상을 함유하는 <1> 또는 <2>에 기재된 침탄 베어링강 부품.The carburized bearing steel component according to <1> or <2> containing one or two or more of.

<4><4>

전동면에 있어서의 침탄층의 C 함유량이, 질량%로 0.60∼1.10%인 <1>∼<3> 중 어느 한 항에 기재된 침탄 베어링강 부품.The carburized bearing steel component according to any one of <1> to <3>, wherein the C content of the carburized layer in the raceway is 0.60 to 1.10% by mass.

<5><5>

침탄 베어링강 부품용 봉강의 표면으로부터 깊이 2.00mm에서 내부의 화학 성분이,The internal chemical composition at a depth of 2.00mm from the surface of the bar for carburized bearing steel parts,

질량%로,In mass%,

C: 0.15∼0.25%,C: 0.15 to 0.25%,

Si: 0.70∼1.50%,Si: 0.70 to 1.50%,

Mn: 0.40∼1.50%,Mn: 0.40 to 1.50%,

Cr: 0.15∼1.50%,Cr: 0.15 to 1.50%,

Mo: 0.001∼0.150%,Mo: 0.001 to 0.150%,

S: 0.001∼0.030%,S: 0.001 to 0.030%,

N: 0.004∼0.020%,N: 0.004 to 0.020%,

Ca: 0.0002∼0.0100%Ca: 0.0002 to 0.0100%

Al: 0.001∼0.010%,Al: 0.001 to 0.010%,

O: 0∼0.005%,O: 0 to 0.005%,

P: 0∼0.030%,P: 0 to 0.030%,

Ni: 0∼3.00%,Ni: 0 to 3.00%,

Cu: 0∼1.00%,Cu: 0 to 1.00%,

Co: 0∼3.00%,Co: 0 to 3.00%,

W: 0∼1.00%,W: 0 to 1.00%,

V: 0∼0.30%,V: 0 to 0.30%,

Ti: 0∼0.300%,Ti: 0 to 0.300%,

Nb: 0∼0.300%,Nb: 0 to 0.300%,

B: 0∼0.0050%B: 0 to 0.0050%

Pb: 0∼0.50%,Pb: 0 to 0.50%,

Bi: 0∼0.50%,Bi: 0 to 0.50%,

Mg: 0∼0.0100%,Mg: 0 to 0.0100%,

Zr: 0∼0.0500%,Zr: 0 to 0.0500%,

Te: 0∼0.1000%,Te: 0 to 0.1000%,

희토류 원소: 0∼0.0050%,Rare earth elements: 0 to 0.0050%,

Sn: 0∼2.0%,Sn: 0 to 2.0%,

In: 0∼0.50%, 그리고In: 0 to 0.50%, and

잔부: Fe 및 불순물로 이루어지고,Balance: consisting of Fe and impurities,

임의의 봉강 단면에 있어서, 원 상당 직경이 5㎛ 이상이고, CaO, Al2O3 및 SiO2를 포함하고, 또한 상기 CaO, 상기 Al2O3 및 상기 SiO2의 합계 질량에 대한 상기 Al2O3의 함유율이 50질량% 이상인 산화물의 개수 밀도가 3.0개/㎠ 이하인,In any of the bars cross, the circle equivalent diameter of more than 5㎛, CaO, Al 2 O 3 and include SiO 2, and also the Al 2 to the CaO, Al 2 O 3 and the total weight of said SiO 2 The number density of oxides having a content of O 3 of 50% by mass or more is 3.0 pieces/cm 2 or less,

침탄 베어링강 부품용 봉강.Bar for carburizing bearing steel parts.

<6><6>

침탄 베어링강 부품용 봉강의 표면으로부터 깊이 2.00mm에서 내부의 화학 성분이,The internal chemical composition at a depth of 2.00mm from the surface of the bar for carburized bearing steel parts,

질량%로,In mass%,

Ni: 0.01∼3.00%,Ni: 0.01 to 3.00%,

Cu: 0.01∼1.00%,Cu: 0.01 to 1.00%,

Co: 0.01∼3.00%,Co: 0.01-3.00%,

W: 0.01∼1.00%,W: 0.01 to 1.00%,

V: 0.01∼0.30%,V: 0.01 to 0.30%,

Ti: 0.001∼0.300%,Ti: 0.001 to 0.300%,

Nb: 0.001∼0.300% 및Nb: 0.001-0.300% and

B: 0.0001∼0.0050%B: 0.0001 to 0.0050%

의 1종 또는 2종 이상을 함유하는 <5>에 기재된 침탄 베어링강 부품용 봉강.The steel bar for carburized bearing steel parts according to <5> containing one or two or more of.

<7><7>

침탄 베어링강 부품용 봉강의 표면으로부터 깊이 2.00mm에서 내부의 화학 성분이,The internal chemical composition at a depth of 2.00mm from the surface of the bar for carburized bearing steel parts,

질량%로,In mass%,

Pb: 0.01∼0.50%,Pb: 0.01 to 0.50%,

Bi: 0.01∼0.50%,Bi: 0.01 to 0.50%,

Mg: 0.0001∼0.0100%,Mg: 0.0001 to 0.0100%,

Zr: 0.0001∼0.0500%,Zr: 0.0001 to 0.0500%,

Te: 0.0001∼0.1000%,Te: 0.0001 to 0.1000%,

희토류 원소: 0.0001∼0.0050%Rare earth elements: 0.0001 to 0.0050%

의 1종 또는 2종 이상을 함유하는 <5> 또는 <6>에 기재된 침탄 베어링강 부품용 봉강.The bar for carburized bearing steel parts according to <5> or <6>, containing one or more of the following.

본 개시에 의하면, 표면 경도를 일반 베어링강 부품 레벨과 동등하게 유지하면서 내압흔 수명이 우수한 침탄 베어링강 부품 및 당해 침탄 베어링강 부품을 얻는 데 적합한 침탄 베어링강 부품용 봉강을 제공할 수 있다.According to the present disclosure, it is possible to provide a carburized bearing steel component having excellent indentation resistance life while maintaining the surface hardness equal to that of a general bearing steel component level, and a bar for a carburized bearing steel component suitable for obtaining the carburized bearing steel component.

도 1은, 외형 치수가 φ12mm×22mm인 원기둥상 전동 피로 시험편을 도시하는 개략 표면도이다.1 is a schematic surface view showing a cylindrical rolling fatigue test piece having an external dimension of φ 12 mm×22 mm.

이하, 본 개시의 일례인 실시 형태에 대하여 설명한다.Hereinafter, an embodiment that is an example of the present disclosure will be described.

또한, 본 명세서 중에 있어서, 「∼」를 사용하여 표시되는 수치 범위는, 「∼」의 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 범위를 의미한다.In addition, in this specification, the numerical range displayed using "-" means a range including the numerical value described before and after "-" as a lower limit value and an upper limit value.

또한, 「∼」의 전후에 기재되는 수치에 「초과」 또는 「미만」이 붙어 있는 경우의 수치 범위는, 이들 수치를 하한값 또는 상한값으로서 포함하지 않는 범위를 의미한다.In addition, the numerical range in the case where "greater than" or "less than" is attached to the numerical values described before and after "to" means a range not including these numerical values as a lower limit value or an upper limit value.

또한, 화학 조성의 원소의 함유량에 대해서, 「%」는 「질량%」를 의미한다.In addition, about the content of an element of a chemical composition, "%" means "mass%".

(침탄 베어링강 부품)(Carburized bearing steel parts)

본 실시 형태에 관한 침탄 베어링강 부품(이하, 단순히 「베어링강 부품」이라고도 칭함)은, 소정의 화학 성분을 갖고, 임의의 부품 단면에 있어서, 원 상당 직경이 5㎛ 이상이고, CaO, Al2O3 및 SiO2를 포함하고, 또한 CaO, Al2O3 및 SiO2의 합계 질량에 대한 Al2O3의 함유율이 50% 질량 이상인 산화물(이하, 「원 상당 직경이 5㎛ 이상이고, 또한 Al2O3의 함유율이 50질량% 이상인 산화물」이라고도 칭함)의 개수 밀도가 3.0개/㎠ 이하이고, 전동면으로부터 50㎛ 깊이의 비커스 경도가 750 이상이고, 전동면의 압축 잔류 응력이 900㎫ 이상이다.The carburized bearing steel component (hereinafter, also simply referred to as “bearing steel component”) according to the present embodiment has a predetermined chemical composition, has a circle equivalent diameter of 5 μm or more in an arbitrary cross section of the component, and CaO, Al 2 include O 3 and SiO 2, and is also CaO, Al 2 O 3 and the content of Al 2 O 3 oxide is 50% or more by weight based on the total weight (hereinafter referred to as "equivalent circle diameter of SiO 2 is 5㎛ or more, and Also referred to as an oxide having an Al 2 O 3 content of 50% by mass or more"), the number density is 3.0 pieces/cm 2 or less, the Vickers hardness at a depth of 50 μm from the raceway is 750 or more, and the compressive residual stress of the raceway is 900 MPa or more. .

본 실시 형태에 관한 베어링강 부품은, 상기 구성에 의해, 표면 경도를 일반 베어링강 부품 레벨과 동등하게 유지하면서 내압흔 수명이 우수한 베어링강 부품으로 된다. 본 실시 형태에 관한 베어링강 부품은, 다음 지견에 의해 발견되었다.The bearing steel component according to the present embodiment is a bearing steel component having excellent indentation resistance life while maintaining the surface hardness equal to the level of a general bearing steel component by the above configuration. The bearing steel component according to this embodiment was discovered by the following knowledge.

먼저, 본 발명자들은, 표면 경도를 일반 베어링강 부품 레벨과 동등 이상으로 유지하면서 내압흔 수명이 우수한 베어링강 부품을 실현하기 위해, 다음의 평가를 실시하였다. 구체적으로는, 화학 조성을 계통적으로 변화시킨 베어링 강재에 대하여, 다양한 가공 프로세스를 조합하여 베어링강 부품으로 한 때의 내압흔 수명 평가를 실시하였다. 그 결과, 하기 (1)∼(2)의 지견이 얻어졌다.First, the present inventors performed the following evaluation in order to realize a bearing steel component having excellent indentation resistance life while maintaining the surface hardness equal to or higher than that of a general bearing steel component level. Specifically, for bearing steel materials whose chemical composition was systematically changed, various processing processes were combined to evaluate the indentation resistance life at a time as bearing steel parts. As a result, knowledge of the following (1) to (2) was obtained.

(1) 내압흔 수명 저하는, 압흔 주연의 융기 표면으로부터 발생하는 균열에 기인한다.(1) The decrease in the life of the indentation is caused by a crack occurring from the raised surface of the periphery of the indentation.

(2) 원 상당 직경이 5㎛ 이상이고, 또한 Al2O3의 함유율이 50질량% 이상인 산화물의 개수가 적은 강재를 선택하고, 또한 부품의 전동면에 숏 피닝에 의해 압축 잔류 응력을 부여함으로써, 균열이 억제되어, 내압흔 수명을 향상시킬 수 있다.(2) By selecting a steel material with a small number of oxides having a circle equivalent diameter of 5 μm or more and a content of Al 2 O 3 of 50% by mass or more, and applying a compressive residual stress to the raceway of the part by shot peening, Cracking is suppressed, and indentation resistance life can be improved.

여기서, 원 상당 직경이 5㎛ 이상이고 또한 Al2O3의 함유율이 50질량% 이상인 산화물의 개수를 저감함으로써, 강 중에 존재하는 미소한 개재물의 성질(예를 들어, 모재와의 밀착성)이 변화된다고 생각된다. 그 결과, 숏 피닝 시에 발생하는 미소한 크랙 및 융기부의 균열 발생이 억제된다고 생각된다.Here, by reducing the number of oxides with an equivalent circle diameter of 5 μm or more and an Al 2 O 3 content of 50% by mass or more, the properties of microscopic inclusions present in the steel (for example, adhesion to the base material) change. I think it works. As a result, it is thought that the occurrence of minute cracks and cracks in the protrusions occurring during shot peening are suppressed.

특허문헌 2에서는, 숏 피닝의 가공을 소프트하게 하는, 즉 압축 잔류 응력을 저하시킴으로써 미소 크랙의 발생을 억제하고 있다. 그러나, 소프트가 아닌 통상의 숏 피닝을 실시함으로써, 충분한 압축 잔류 응력을 부여하면서 미소한 크랙이 발생하지 않는 베어링강 부품이 실현된다.In Patent Document 2, the occurrence of microcracks is suppressed by softening the shot peening process, that is, reducing the compressive residual stress. However, by performing ordinary shot peening rather than soft, bearing steel parts that do not generate minute cracks while providing sufficient compressive residual stress are realized.

또한, 내압흔 수명의 향상에는, 잔류 오스테나이트를 사용하지 않는 기구, 즉 압축 잔류 응력에 의한 효과 및 미소 크랙의 억제 효과를 이용한 기구이고, 다량의 잔류 오스테나이트가 필요 없기 때문에, 표면 경도를 저하시키지 않는다는 이점도 있다.In addition, in order to improve the indentation resistance life, it is a mechanism that does not use retained austenite, that is, a mechanism that uses the effect of compressive residual stress and the effect of suppressing microcracks, and because a large amount of retained austenite is not required, the surface hardness is reduced. There is also the advantage of not letting them.

이상의 지견에 의해, 본 실시 형태에 관한 베어링강 부품은, 표면 경도를 일반 베어링강 부품 레벨과 동등하게 유지하면서 내압흔 수명에 우수한 베어링강 부품으로 되는 것이 발견되었다.From the above findings, it has been found that the bearing steel component according to the present embodiment has an excellent bearing steel component in the indentation resistance life while maintaining the surface hardness equal to that of the general bearing steel component level.

그리고, 본 실시 형태에 관한 베어링강 부품은, 우수한 내압흔 수명을 갖기 때문에, 이물 혼입 환경에 있어서도 사용할 수 있다.In addition, since the bearing steel component according to the present embodiment has an excellent pressure mark life, it can also be used in an environment in which foreign matters are mixed.

이하, 본 실시 형태에 관한 베어링강 부품에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a bearing steel component according to the present embodiment will be described in detail.

(화학 성분)(Chemical composition)

먼저, 본 실시 형태에 관한 강의 화학 성분의 한정 이유에 대하여 설명한다. 또한, 이하 설명하는 강의 화학 성분은, 침탄 베어링강 부품의 표면으로부터 깊이 2.00mm에서 내부의 화학 성분을 나타낸다.First, the reason for limiting the chemical composition of the steel according to the present embodiment will be described. In addition, the chemical composition of the steel described below represents the internal chemical composition at a depth of 2.00 mm from the surface of the carburized bearing steel component.

C: 0.15∼0.25%C: 0.15 to 0.25%

C 함유량은, 베어링강 부품이 침탄되어 있지 않은 영역의 경도에 영향을 끼친다. 필요한 경도를 확보하기 위해서, C 함유량의 하한값을 0.15%로 한다. 한편, C 함유량이 너무 많으면 기계 가공 시의 가공성이 압하하기 때문에, C 함유량의 상한값을 0.25%로 한다. C 함유량의 바람직한 하한은 0.17%이고, 더욱 바람직하게는 0.18%이다. C 함유량의 바람직한 상한은 0.24%이고, 더욱 바람직하게는 0.23%이다.The C content affects the hardness of the region where the bearing steel parts are not carburized. In order to ensure the required hardness, the lower limit of the C content is set to 0.15%. On the other hand, if the C content is too large, the workability at the time of machining decreases, so the upper limit of the C content is set to 0.25%. The preferable lower limit of the C content is 0.17%, more preferably 0.18%. The upper limit of the C content is preferably 0.24%, and more preferably 0.23%.

Si: 0.70∼1.50%Si: 0.70 to 1.50%

Si는, 강의 탈산에 유효하고 산화물의 조성에 영향을 끼치는 원소임과 함께, 베어링강 부품으로서 필요한 고온 환경 하에서의 강도를 부여하기 위해 유효한 원소이다. Si 함유량이 0.70% 미만이면, 그 효과가 불충분하다. 또한, Si 함유량이 1.50%를 초과하면, Si를 포함하는 산화물이 나타나, 숏 피닝 시의 크랙의 원인으로 된다. 이상의 이유에 의해, Si 함유량을 0.70∼1.50%의 범위 내로 할 필요가 있다. Si 함유량의 바람직한 하한은 0.75%이고, 더욱 바람직하게는 0.80%이다. 또한, Si 함유량의 하한은, 0.90% 초과 또는 1.0%여도 된다. Si 함유량의 바람직한 상한은 1.40%이고, 더욱 바람직하게는 1.20%이다.Si is an element that is effective for deoxidation of steel and affects the composition of oxides, and is an element effective for imparting strength under a high-temperature environment required as a bearing steel component. If the Si content is less than 0.70%, the effect is insufficient. In addition, when the Si content exceeds 1.50%, an oxide containing Si appears, which causes cracking during shot peening. For the above reasons, it is necessary to make the Si content within the range of 0.70 to 1.50%. The preferred lower limit of the Si content is 0.75%, more preferably 0.80%. In addition, the lower limit of the Si content may be more than 0.90% or 1.0%. The upper limit of the Si content is preferably 1.40%, and more preferably 1.20%.

Mn: 0.40∼1.50%Mn: 0.40 to 1.50%

Mn은, 필요한 강도 및 ??칭성을 강에 부여하기 위해 유효한 원소이다. Mn 함유량이 0.40% 미만이면, 이 효과가 불충분하다. 또한, Mn 함유량이 1.50%를 초과하면, 침탄 ??칭 후에 잔류 오스테나이트가 다량으로 되어, 경도가 저하된다. 이상의 이유에 의해, Mn 함유량을 0.40∼1.50%의 범위 내로 할 필요가 있다. Mn 함유량의 바람직한 하한은 0.45%이고, 더욱 바람직하게는 0.5%이다. Mn 함유량의 바람직한 상한은 1.40%이고, 더욱 바람직하게는 1.30%이다.Mn is an element that is effective in imparting required strength and quenching properties to steel. If the Mn content is less than 0.40%, this effect is insufficient. Moreover, when the Mn content exceeds 1.50%, the residual austenite becomes large after carburizing and quenching, and the hardness decreases. For the above reasons, it is necessary to make the Mn content within the range of 0.40 to 1.50%. The preferred lower limit of the Mn content is 0.45%, more preferably 0.5%. A preferable upper limit of the Mn content is 1.40%, more preferably 1.30%.

Cr: 0.15∼1.50%Cr: 0.15 to 1.50%

Cr은, 필요한 강도 및 ??칭성을 강에 부여하기 위해 유효한 원소이다. Cr 함유량이 0.15% 미만이면, 그 효과가 불충분하다. Cr 함유량이 1.50%를 초과하면, 그 효과가 포화된다. 이상의 이유에 의해, Cr 함유량을 0.15∼1.50%의 범위 내로 할 필요가 있다. Cr 함유량의 바람직한 하한은 0.18%이고, 더욱 바람직하게는 0.20%이다. Cr 함유량의 바람직한 상한은 1.45%이고, 더욱 바람직하게는 1.40%이다.Cr is an element that is effective in imparting required strength and toughness to steel. If the Cr content is less than 0.15%, the effect is insufficient. When the Cr content exceeds 1.50%, the effect is saturated. For the above reasons, it is necessary to make the Cr content within the range of 0.15 to 1.50%. The preferable lower limit of the Cr content is 0.18%, more preferably 0.20%. The upper limit of the Cr content is preferably 1.45%, and more preferably 1.40%.

Mo: 0.001∼0.150%Mo: 0.001 to 0.150%

Mo는, 필요한 ??칭성을 부여하는 것에 더하여, P가 입계에 편석되는 것을 억제하므로, 강의 피로 강도의 향상을 위해 유효한 원소이다. Mo 함유량이 0.001% 미만이면, 이 효과가 불충분하다. Mo 함유량이 0.150%를 초과하면, 그 효과가 포화된다. 이상의 이유에 의해, Mo 함유량을 0.001∼0.150%의 범위 내로 할 필요가 있다. Mo 함유량의 바람직한 하한은 0.010%이고, 더욱 바람직하게는 0.020%이다. Mo 함유량의 바람직한 상한은 0.140%이고, 더욱 바람직하게는 0.130%이다.Mo is an element that is effective for improving the fatigue strength of steel, since it suppresses segregation of P at grain boundaries in addition to imparting necessary quenching properties. If the Mo content is less than 0.001%, this effect is insufficient. When the Mo content exceeds 0.150%, the effect is saturated. For the above reasons, it is necessary to make the Mo content within the range of 0.001 to 0.150%. The preferred lower limit of the Mo content is 0.010%, more preferably 0.020%. The upper limit of the Mo content is preferably 0.140%, more preferably 0.130%.

S: 0.001∼0.030%S: 0.001 to 0.030%

S는, 강 중에서 MnS를 형성하고, 이로써 강의 피삭성을 향상시킨다. 부품에 대한 절삭 가공이 가능한 레벨의 피삭성을 얻기 위해서는 일반적인 기계 구조용 강과 동등한 S 함유량이 필요하다. 이상의 이유로부터, S의 함유량을 0.001∼0.030%의 범위 내로 할 필요가 있다. S 함유량의 바람직한 하한은 0.002%이고, 더욱 바람직하게는 0.003%이다. S 함유량의 바람직한 상한은 0.025%이고, 더욱 바람직하게는 0.020%이다.S forms MnS in the steel, thereby improving the machinability of the steel. In order to obtain a level of machinability capable of cutting parts, an S content equivalent to that of general mechanical structural steel is required. From the above reason, it is necessary to make the content of S within the range of 0.001 to 0.030%. The preferable lower limit of the S content is 0.002%, more preferably 0.003%. The upper limit of the S content is preferably 0.025%, more preferably 0.020%.

N: 0.004∼0.020%N: 0.004 to 0.020%

N은 불가피하게 혼입되는 원소이지만, Al, Ti, V, Cr 등과 화합물을 형성하는 것에 의한 결정립 미세화 효과가 있다. 그 때문에, N은 0.004% 이상 첨가할 필요가 있다. 그러나, N 함유량이 0.020%를 초과하면 화합물이 조대로 되어, 결정립 미세화 효과를 얻지 못한다. 이상의 이유에 의해, N 함유량을 0.004∼0.020%의 범위 내로 할 필요가 있다. N 함유량의 바람직한 하한은 0.0045%이고, 더욱 바람직하게는 0.005%이다. N 함유량의 바람직한 상한은 0.015%이고, 더욱 바람직하게는 0.012%이다.Although N is an element that is inevitably incorporated, it has an effect of refining grains by forming a compound such as Al, Ti, V, Cr, and the like. Therefore, it is necessary to add 0.004% or more of N. However, when the N content exceeds 0.020%, the compound becomes coarse, and the effect of refining crystal grains cannot be obtained. For the above reasons, it is necessary to make the N content within the range of 0.004 to 0.020%. The preferable lower limit of the N content is 0.0045%, more preferably 0.005%. The upper limit of the N content is preferably 0.015%, more preferably 0.012%.

Ca: 0.0002∼0.0100%Ca: 0.0002 to 0.0100%

Ca는, 강의 탈산에 유효하고, 산화물 중의 Al2O3의 함유율을 저하시키는 원소이다. Ca 함유량이 0.0002% 미만이면, 이 효과가 불충분하다. Ca 함유량이 0.0100%를 초과하면 Ca를 포함하는 조대한 산화물이 대량으로 나타나, 전동 피로 수명 저하의 원인으로 된다. 이상의 이유에 의해, Ca 함유량을 0.0002∼0.0100%의 범위 내로 할 필요가 있다. Ca 함유량의 바람직한 하한은 0.0003%이고, 더욱 바람직하게는 0.0005%이다. Ca 함유량의 바람직한 상한은 0.0080%이고, 더욱 바람직하게는 0.0060%이다.Ca is an element that is effective for deoxidation of steel and reduces the content rate of Al 2 O 3 in the oxide. If the Ca content is less than 0.0002%, this effect is insufficient. When the Ca content exceeds 0.0100%, coarse oxides containing Ca appear in large quantities, resulting in a decrease in rolling fatigue life. For the above reasons, it is necessary to make the Ca content within the range of 0.0002 to 0.0100%. The preferable lower limit of the Ca content is 0.0003%, more preferably 0.0005%. The upper limit of the Ca content is preferably 0.0080%, and more preferably 0.0060%.

Al: 0.001∼0.010%Al: 0.001 to 0.010%

Al은, Al2O3으로서 강 중에 정출되어, 숏 피닝 시에 발생하는 크랙 및 압흔 주연 융기부의 균열 발생에 영향을 끼친다. 그 때문에 Al 함유량은 0.010% 이하로 제한될 필요가 있다. Al 함유량의 바람직한 상한은 0.009%이고, 더욱 바람직하게는 0.007%이다. Al 함유량은 적은 편이 바람직하므로, Al 함유량은 0%가 바람직하다. 단, 제조 시에 사용하는 부원료 등의 불순물로서 반드시 혼입되기 때문에, Al 함유량의 하한은 0.001%이다.Al is crystallized in the steel as Al 2 O 3 , and has an influence on cracks occurring during shot peening and cracks in the ridges around the indentations. Therefore, the Al content needs to be limited to 0.010% or less. The upper limit of the Al content is preferably 0.009%, and more preferably 0.007%. Since it is preferable that the Al content is small, the Al content is preferably 0%. However, since it is necessarily mixed as an impurity such as an auxiliary raw material used in production, the lower limit of the Al content is 0.001%.

O: 0∼0.005%O: 0 to 0.005%

O는, 강 중에서 산화물을 형성하기 위해, 숏 피닝 시의 크랙 및 융기부의 균열의 발생에 영향을 끼치는 원소이다. O 함유량은 0.005% 이하로 제한될 필요가 있다. O 함유량의 바람직한 상한은 0.003% 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.002%이다. O 함유량은 적은 편이 바람직하므로, O 함유량의 하한값은 0%이다. 즉, O는 함유하지 않아도 된다.O is an element that affects the occurrence of cracks and cracks in the raised portions during shot peening to form oxides in steel. The O content needs to be limited to 0.005% or less. The upper limit of the O content is preferably 0.003% or less, and more preferably 0.002%. Since the smaller O content is preferable, the lower limit of the O content is 0%. That is, O does not need to be contained.

P: 0∼0.030%P: 0 to 0.030%

P는, 침탄 ??칭 전의 가열 시에 오스테나이트 입계에 편석되고, 그것에 의해 피로 강도를 저하시켜 버린다. 따라서, P 함유량을 0.030% 이하로 제한할 필요가 있다. P 함유량의 바람직한 상한은 0.025% 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.023%이다. P 함유량은 적은 편이 바람직하므로, P 함유량의 하한값은 0%이다. 즉, P는 함유하지 않아도 된다. 그러나, P의 제거를 필요 이상으로 행한 경우, 제조 비용이 증대된다. 따라서, P 함유량의 실질적인 하한값은 0.004%로 되는 것이 좋다.P segregates at the austenite grain boundary during heating before carburization and quenching, thereby reducing the fatigue strength. Therefore, it is necessary to limit the P content to 0.030% or less. The upper limit of the P content is preferably 0.025% or less, and more preferably 0.023%. Since it is preferable that the P content is small, the lower limit of the P content is 0%. That is, it is not necessary to contain P. However, when P is removed more than necessary, manufacturing cost increases. Therefore, the practical lower limit of the P content is preferably 0.004%.

본 실시 형태에 관한 베어링강 부품은, ??칭성 또는 결정립 미세화 효과를 높이기 위해, Fe의 일부 대신에, Ni, Cu, Co, W, V, Ti, Nb 및 B로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 더 함유해도 된다. 즉, 이들 원소의 함유량의 하한은 0%이다. 그리고, 이들 원소를 함유시키는 경우, 원소의 함유량의 상한값은, 후술하는 범위의 상한값으로 한다. 각 원소의 함유량은, 0% 초과하고 후술하는 범위의 상한값 이하가 바람직하고, 후술하는 범위가 보다 바람직하다.The bearing steel component according to the present embodiment is one selected from the group consisting of Ni, Cu, Co, W, V, Ti, Nb, and B, instead of a part of Fe, in order to increase the effect of quenching or refining grains. Or you may further contain 2 or more types. That is, the lower limit of the content of these elements is 0%. In the case of containing these elements, the upper limit of the content of the element is set as the upper limit of the range described later. The content of each element exceeds 0% and is preferably equal to or less than the upper limit of the range described later, and more preferably the range described later.

Ni: 0.01∼3.00%Ni: 0.01-3.00%

Ni는, 필요한 ??칭성을 강에 부여하기 위해 유효한 원소이다. Ni 함유량이 0.01% 미만이면, 이 효과가 불충분해지는 경우가 있다. 그 때문에, Ni 함유량은 0.01% 이상이 바람직하다. Ni 함유량이 3.00%를 초과하면, 침탄 ??칭 후에 잔류 오스테나이트가 다량으로 되어, 경도가 저하되는 경우가 있다. 이상의 이유에 의해, Ni 함유량의 상한을 3.00%로 한다. Ni 함유량의 상한은 바람직하게는, 2.00%이고, 더욱 바람직하게는 1.80%이다. 바람직한 Ni 함유량의 하한은 0.10%이고, 더욱 바람직하게는 0.30%이다.Ni is an element that is effective in imparting necessary hardening properties to steel. When the Ni content is less than 0.01%, this effect may become insufficient. Therefore, the Ni content is preferably 0.01% or more. When the Ni content exceeds 3.00%, residual austenite becomes large after carburizing and quenching, and the hardness may decrease. For the above reasons, the upper limit of the Ni content is set to 3.00%. The upper limit of the Ni content is preferably 2.00%, more preferably 1.80%. The lower limit of the preferred Ni content is 0.10%, more preferably 0.30%.

Cu: 0.01∼1.00%Cu: 0.01 to 1.00%

Cu는, 강의 ??칭성의 향상에 유효한 원소이다. Cu 함유량이 0.01% 미만이면, 이 효과가 불충분해지는 경우가 있다. 그 때문에, Cu 함유량은 0.01% 이상이 바람직하다. Cu 함유량이 1.00%를 초과하면, 열간 연성이 저하되는 경우가 있다. 그 때문에, Cu 함유량의 상한을 1.00%로 한다. Cu 함유량의 상한으로서는 0.50%, 0.30%, 또는 0.20%로 해도 된다. Cu를 함유시켜서 상술한 효과를 얻는 경우에는, Cu 함유량의 바람직한 하한은 0.05%이고, 더욱 바람직하게는 0.10%이다.Cu is an element that is effective in improving the hardness of steel. When the Cu content is less than 0.01%, this effect may become insufficient. Therefore, the Cu content is preferably 0.01% or more. When the Cu content exceeds 1.00%, hot ductility may decrease. Therefore, the upper limit of the Cu content is 1.00%. The upper limit of the Cu content may be 0.50%, 0.30%, or 0.20%. When Cu is contained and the above-described effect is obtained, the preferable lower limit of the Cu content is 0.05%, more preferably 0.10%.

Co: 0.01∼3.00%Co: 0.01-3.00%

Co는, 강의 ??칭성의 향상에 유효한 원소이다. Co 함유량이 0.01% 미만이면, 이 효과가 불충분해지는 경우가 있다. 그 때문에, Co 함유량은 0.01% 이상이 바람직하다. Co 함유량이 3.00%를 초과하면, 그 효과가 포화되는 경우가 있다. 그 때문에, Co 함유량의 상한을 3.00%로 한다. Co 함유량의 상한으로서는 1.00%, 0.50%, 또는 0.20%로 해도 된다. Co를 함유시켜서 상술한 효과를 얻는 경우에는, Co 함유량의 바람직한 하한은 0.05%이고, 더욱 바람직하게는 0.10%이다.Co is an element that is effective in improving the hardness of steel. If the Co content is less than 0.01%, this effect may become insufficient. Therefore, the Co content is preferably 0.01% or more. When the Co content exceeds 3.00%, the effect may be saturated. Therefore, the upper limit of the Co content is set to 3.00%. The upper limit of the Co content may be 1.00%, 0.50%, or 0.20%. When Co is contained and the above-described effect is obtained, the preferred lower limit of the Co content is 0.05%, more preferably 0.10%.

W: 0.01∼1.00%W: 0.01 to 1.00%

W는, 강의 ??칭성의 향상에 유효한 원소이다. W 함유량이 0.01% 미만이면, 이 효과가 불충분해지는 경우가 있다. 그 때문에, W 함유량은 0.01% 이상이 바람직하다. W 함유량이 1.00%를 초과하면, 그 효과가 포화되는 경우가 있다. 그 때문에, W 함유량의 상한을 1.00%로 한다. W 함유량의 상한으로서는 0.50%, 0.30%, 또는 0.20%로 해도 된다. W를 함유시켜 상술한 효과를 얻는 경우에는, W 함유량이 바람직한 하한은 0.05%이고, 더욱 바람직하게는 0.10%이다.W is an element that is effective in improving the elasticity of steel. If the W content is less than 0.01%, this effect may become insufficient. Therefore, the W content is preferably 0.01% or more. When the W content exceeds 1.00%, the effect may be saturated. Therefore, the upper limit of the W content is 1.00%. The upper limit of the W content may be 0.50%, 0.30%, or 0.20%. When W is contained and the above-described effect is obtained, the lower limit of the W content is preferably 0.05%, more preferably 0.10%.

V: 0.01∼0.30%V: 0.01 to 0.30%

V는, C 및 N과 화합물을 형성하여, 결정립 미세화 효과를 가져오는 원소이다. V 함유량이 0.01% 미만이면, 이 효과가 불충분해지는 경우가 있다. 그 때문에, V 함유량은 0.01% 이상이 바람직하다. V 함유량이 0.30%를 초과하면 화합물이 조대로 되어, 결정립 미세화 효과를 얻을 수 없는 경우가 있다. 그 때문에, V 함유량의 상한을 0.30%로 한다. V 함유량의 상한으로서는 0.20%로 해도 된다. V를 함유시켜 상술한 효과를 얻는 경우에는, V 함유량의 바람직한 하한은 0.10%이고, 더욱 바람직하게는 0.15%이다.V is an element that forms a compound with C and N, and brings about a grain refining effect. If the V content is less than 0.01%, this effect may become insufficient. Therefore, the V content is preferably 0.01% or more. When the V content exceeds 0.30%, the compound becomes coarse, and the effect of refining crystal grains may not be obtained in some cases. Therefore, the upper limit of the V content is set to 0.30%. As the upper limit of the V content, it may be 0.20%. When V is contained and the above-described effect is obtained, the preferred lower limit of the V content is 0.10%, more preferably 0.15%.

Ti: 0.001∼0.300%Ti: 0.001 to 0.300%

Ti는, 강 중에서 미세한 TiC, (Ti, Nb)C 및 TiCS 등의 Ti계 석출물을 생성하여, 결정립의 미세화 효과를 가져오는 원소이다. Ti 함유량이 0.001% 미만이면, 이 효과가 불충분해지는 경우가 있다. 그 때문에, Ti 함유량은 0.001% 이상이 바람직하다. Ti 함유량이 0.300%를 초과하면, 그 효과는 포화되는 경우가 있다. 이상의 이유로부터, Ti의 함유량을 0.300% 이하로 한다. Ti 함유량의 바람직한 상한은 0.250%이고, 더욱 바람직하게는 0.200%이다.Ti is an element that generates fine Ti-based precipitates such as TiC, (Ti, Nb)C, and TiCS in steel, and has an effect of refining crystal grains. If the Ti content is less than 0.001%, this effect may become insufficient. Therefore, the Ti content is preferably 0.001% or more. When the Ti content exceeds 0.300%, the effect may be saturated. From the above reasons, the content of Ti is made 0.300% or less. The upper limit of the Ti content is preferably 0.250%, and more preferably 0.200%.

Nb: 0.001∼0.300%Nb: 0.001 to 0.300%

Nb는, 강 중에 (Ti, Nb)C를 생성하여, 결정립 미세화 효과를 가져오는 원소이다. Nb 함유량이 0.001% 미만이면, 이 효과가 불충분해지는 경우가 있다. 그 때문에, Nb 함유량은 0.001% 이상이 바람직하다. Nb 함유량이 0.300%를 초과하면, 그 효과는 포화되는 경우가 있다. 이상의 이유로부터, Nb의 함유량을 0.300% 이하로 한다. Nb 함유량의 바람직한 상한은 0.250%이고, 더욱 바람직하게는 0.200%이다.Nb is an element that generates (Ti, Nb)C in steel and has a grain refining effect. If the Nb content is less than 0.001%, this effect may become insufficient. Therefore, the Nb content is preferably 0.001% or more. When the Nb content exceeds 0.300%, the effect may be saturated. From the above reasons, the content of Nb is made 0.300% or less. A preferable upper limit of the Nb content is 0.250%, more preferably 0.200%.

B: 0.0001∼0.0050%B: 0.0001 to 0.0050%

B는, P의 입계 편석을 억제하는 작용을 갖는다. 또한, B는 입계 강도 및 입자 내 강도의 향상 효과 및 ??칭성의 향상 효과도 갖고, 이들 효과는 강의 피로 강도를 향상시킨다. B 함유량이 0.0001% 미만이면, 이 효과가 불충분해지는 경우가 있다. 그 때문에, B 함유량은 0.0001% 이상이 바람직하다. B 함유량이 0.0050%를 초과하면, 그 효과는 포화되는 경우가 있다. 이상의 이유로부터, B의 함유량을 0.0050% 이하로 한다. B 함유량의 바람직한 상한은 0.0045%이고, 더욱 바람직하게는 0.0040%이다.B has an action of suppressing the grain boundary segregation of P. In addition, B also has an effect of improving grain boundary strength and intra-particle strength, and an effect of improving quenching property, and these effects improve the fatigue strength of the steel. If the B content is less than 0.0001%, this effect may become insufficient. Therefore, 0.0001% or more of B content is preferable. When the B content exceeds 0.0050%, the effect may be saturated. From the above reasons, the content of B is made 0.0050% or less. The upper limit of the B content is preferably 0.0045%, and more preferably 0.0040%.

본 실시 형태에 의한 베어링강 부품의 화학 조성은, 또한, Fe의 일부 대신에, Pb, Bi, Mg, Zr, Te 및 희토류 원소(REM)로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유해도 된다. 즉, 이들 원소의 함유량의 하한은 0%이다. 그리고, 이들 원소를 함유시키는 경우, 원소의 함유량의 상한값은, 후술하는 범위의 상한값으로 한다. 각 원소의 함유량은, 0% 초과하고 후술하는 범위의 상한값 이하가 바람직하고, 후술하는 범위가 보다 바람직하다.The chemical composition of the bearing steel part according to the present embodiment further contains one or two or more selected from the group consisting of Pb, Bi, Mg, Zr, Te, and rare earth elements (REM) instead of part of Fe. You can do it. That is, the lower limit of the content of these elements is 0%. In the case of containing these elements, the upper limit of the content of the element is set as the upper limit of the range described later. The content of each element exceeds 0% and is preferably equal to or less than the upper limit of the range described later, and more preferably the range described later.

Pb: 0.01∼0.50%Pb: 0.01 to 0.50%

Pb는 절삭 시에 용융, 취화함으로써 피삭성을 향상시키는 원소이다. Pb 함유량이 0.01% 미만이면, 이 효과가 불충분해지는 경우가 있다. 그 때문에, Pb 함유량은 0.01% 이상이 바람직하다. 한편 과잉으로 첨가하면 제조성이 저하되는 경우가 있다. 그 때문에, Pb 함유량의 상한은 0.50%로 한다. Pb 함유량의 상한으로서는 0.30%, 0.20%, 또는 0.10%로 해도 된다. Pb를 함유시켜 상술한 효과를 얻는 경우에는, Pb 함유량의 바람직한 하한은 0.02%이고, 더욱 바람직하게는 0.05%이다.Pb is an element that improves machinability by melting and embrittlement during cutting. If the Pb content is less than 0.01%, this effect may become insufficient. Therefore, the Pb content is preferably 0.01% or more. On the other hand, when it is added excessively, the manufacturability may decrease. Therefore, the upper limit of the Pb content is set to 0.50%. The upper limit of the Pb content may be 0.30%, 0.20%, or 0.10%. When Pb is contained and the above-described effect is obtained, the preferable lower limit of the Pb content is 0.02%, more preferably 0.05%.

Bi: 0.01∼0.50%Bi: 0.01 to 0.50%

Bi는, 황화물이 미세 분산됨으로써 피삭성을 향상시키는 원소이다. Bi 함유량이 0.01% 미만이면, 이 효과가 불충분해지는 경우가 있다. 그 때문에, Bi 함유량은 0.01% 이상이 바람직하다. 한편 과잉으로 첨가하면 강의 열간 가공성이 열화되어, 열간 압연이 곤란해지는 경우가 있다. 그 때문에, Bi 함유량의 상한을 0.50%로 한다. Bi 함유량의 상한으로서는 0.20%, 0.10%, 또는 0.05%로 해도 된다. Bi를 함유시켜 상술한 효과를 얻는 경우에는, 바람직한 하한은 0.02%이고, 더욱 바람직하게는 0.05%이다.Bi is an element that improves machinability by fine dispersion of sulfides. If the Bi content is less than 0.01%, this effect may become insufficient. Therefore, the Bi content is preferably 0.01% or more. On the other hand, when excessively added, the hot workability of steel is deteriorated, and hot rolling may become difficult. Therefore, the upper limit of the Bi content is set to 0.50%. As the upper limit of the Bi content, it may be 0.20%, 0.10%, or 0.05%. When Bi is contained and the above-described effect is obtained, the preferable lower limit is 0.02%, more preferably 0.05%.

Mg: 0.0001∼0.0100%Mg: 0.0001 to 0.0100%

Mg는 탈산 원소이고, 강 중에 산화물을 생성한다. 또한, Mg가 형성하는 Mg계 산화물은, MnS의 정출 및/또는 석출의 핵으로 되기 쉽다. 또한, Mg의 황화물은, Mn 및 Mg의 복합 황화물로 되게 되어, MnS를 구상화시킨다. 이와 같이, Mg는 MnS의 분산을 제어하여, 피삭성을 개선하기 위해 유효한 원소이다. Mg 함유량이0.0001% 미만이면, 이 효과가 불충분해지는 경우가 있다. 그 때문에, Mg 함유량은 0.0001% 이상이 바람직하다. 그러나, Mg 함유량이 0.0100%를 초과하면, MgS가 대량으로 생성되어, 강의 피삭성이 저하되는 경우가 있다. 그 때문에, Mg를 함유시켜 상술한 효과를 얻는 경우에는, Mg 함유량의 상한을 0.0100%로 한다. Mg 함유량의 바람직한 상한은 0.0080%이고, 더욱 바람직하게는 0.0050%이다. Mg 함유량의 바람직한 하한은 0.0005%이고, 더욱 바람직하게는 0.0010%이다.Mg is a deoxidizing element and forms oxides in steel. Further, the Mg-based oxide formed by Mg tends to become a nucleus for crystallization and/or precipitation of MnS. Further, the sulfide of Mg becomes a complex sulfide of Mn and Mg, thereby spheroidizing MnS. As described above, Mg is an effective element for controlling the dispersion of MnS and improving machinability. When the Mg content is less than 0.0001%, this effect may become insufficient. Therefore, the Mg content is preferably 0.0001% or more. However, when the Mg content exceeds 0.0100%, a large amount of MgS is produced, and the machinability of the steel may decrease. Therefore, when Mg is contained and the above-described effect is obtained, the upper limit of the Mg content is set to 0.0100%. The upper limit of the Mg content is preferably 0.0080%, and more preferably 0.0050%. The preferable lower limit of the Mg content is 0.0005%, more preferably 0.0010%.

Zr: 0.0001∼0.0500%Zr: 0.0001 to 0.0500%

Zr은 탈산 원소이고, 산화물을 생성한다. 또한, Zr이 형성하는 Zr계 산화물은 MnS의 정출 및/또는 석출의 핵으로 되기 쉽다. 이와 같이, Zr은, MnS의 분산을 제어하여, 피삭성을 개선하기 위해 유효한 원소이다. Zr 함유량이 0.0001% 미만이면, 이 효과가 불충분해지는 경우가 있다. 그 때문에, Zr 함유량은 0.0001% 이상이 바람직하다. 그러나, Zr양이 0.0500%를 초과하면, 그 효과가 포화되는 경우가 있다. 그 때문에, Zr을 함유시켜서 상술한 효과를 얻는 경우에는, Zr 함유량의 상한을 0.0500%로 한다. Zr 함유량의 바람직한 상한은 0.0400%이고, 더욱 바람직하게는 0.0100%이다. Zr 함유량의 바람직한 하한은 0.0005%이고, 더욱 바람직하게는 0.0010%이다.Zr is a deoxidation element and produces an oxide. Further, the Zr-based oxide formed by Zr tends to become a nucleus for crystallization and/or precipitation of MnS. In this way, Zr is an effective element for controlling the dispersion of MnS and improving machinability. If the Zr content is less than 0.0001%, this effect may become insufficient. Therefore, the Zr content is preferably 0.0001% or more. However, when the Zr amount exceeds 0.0500%, the effect may be saturated. Therefore, when Zr is contained and the above-described effect is obtained, the upper limit of the Zr content is set to 0.0500%. The upper limit of the Zr content is preferably 0.0400%, more preferably 0.0100%. The preferred lower limit of the Zr content is 0.0005%, more preferably 0.0010%.

Te: 0.0001∼0.1000%Te: 0.0001 to 0.1000%

Te는, MnS의 구상화를 촉진하므로, 강의 피삭성을 개선한다. Te 함유량이 0.01% 미만이면, 이 효과가 불충분해지는 경우가 있다. 그 때문에, Te 함유량은 0.01% 이상이 바람직하다. Te 함유량이 0.1000%를 초과하면 그 효과가 포화되는 경우가 있다. 그 때문에, Te를 함유시켜 상술한 효과를 얻는 경우에는, Te 함유량의 상한을 0.1000%로 한다. Te 함유량의 바람직한 상한은 0.0800%이고, 더욱 바람직하게는 0.0600%이다. Te 함유량의 상한으로서는 0.0100%, 0.0070%, 또는 0.0050%로 해도 된다. Te 함유량의 바람직한 하한은 0.0005%이고, 더욱 바람직하게는 0.0010%이다.Since Te promotes the spheroidization of MnS, the machinability of steel is improved. If the Te content is less than 0.01%, this effect may become insufficient. Therefore, the Te content is preferably 0.01% or more. When the Te content exceeds 0.1000%, the effect may be saturated. Therefore, when Te is contained and the above-described effect is obtained, the upper limit of the Te content is set to 0.1000%. The upper limit of the Te content is preferably 0.0800%, more preferably 0.0600%. The upper limit of the Te content may be 0.0100%, 0.0070%, or 0.0050%. The preferred lower limit of the Te content is 0.0005%, more preferably 0.0010%.

희토류 원소: 0.0001∼0.0050%Rare earth elements: 0.0001 to 0.0050%

희토류 원소는, 강 중에 황화물을 생성하고, 이 황화물이 MnS의 석출핵으로 됨으로써, MnS의 생성을 촉진하는 원소이고, 강의 피삭성을 개선한다. 희토류 원소의 합계 함유량이 0.0001% 미만이면, 이 효과가 불충분해지는 경우가 있다. 그 때문에, 희토류 원소의 합계 함유량은 0.0001% 이상이 바람직하다. 그러나, 희토류 원소의 합계 함유량이 0.0050%를 초과하면, 황화물이 조대해져, 강의 피로 강도를 저하시키는 경우가 있다. 그 때문에, 희토류 원소를 함유시켜 상술한 효과를 얻는 경우에는, 희토류 원소의 합계 함유량의 상한을 0.0050%로 한다. 희토류 원소의 합계 함유량의 바람직한 상한은 0.0040%이고, 더욱 바람직하게는 0.0030%이다. 희토류 원소의 합계 함유량의 바람직한 하한은 0.0005%이고, 더욱 바람직하게는 0.0010%이다.The rare earth element is an element that promotes the formation of MnS by generating sulfides in steel, and the sulfides become precipitation nuclei of MnS, and improves the machinability of steel. If the total content of the rare earth elements is less than 0.0001%, this effect may be insufficient. Therefore, the total content of the rare earth elements is preferably 0.0001% or more. However, when the total content of the rare earth elements exceeds 0.0050%, the sulfide becomes coarse and the fatigue strength of the steel may be lowered. Therefore, when the above-described effect is obtained by containing a rare earth element, the upper limit of the total content of the rare earth elements is made 0.0050%. A preferable upper limit of the total content of rare earth elements is 0.0040%, more preferably 0.0030%. The preferable lower limit of the total content of rare earth elements is 0.0005%, more preferably 0.0010%.

본 명세서에서 말하는 희토류 원소는, 주기율표 중 원자 번호 57의 란탄(La)부터 원자 번호 71의 루테튬(Lu)까지의 15원소에, 이트륨(Y) 및 스칸듐(Sc)을 더한 17원소의 총칭이다. 희토류 원소의 함유량은, 이들 중 1종 또는 2종 이상의 원소의 총 함유량을 의미한다.The rare earth element referred to in the present specification is a generic term for 17 elements obtained by adding yttrium (Y) and scandium (Sc) to 15 elements from lanthanum (La) of atomic number 57 to lutetium (Lu) of atomic number 71 in the periodic table. The content of rare earth elements means the total content of one or two or more of these elements.

본 실시 형태에 의한 베어링강 부품의 화학 조성은, 또한, Fe의 일부 대신에, Sn 및 In으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종을 함유해도 된다. 즉, 이들 원소의 함유량의 하한은 0%이다. 그리고, 이들 원소를 함유시키는 경우, 원소의 함유량의 상한값은, 후술하는 범위의 상한값으로 한다. 각 원소의 함유량은, 0% 초과하고 후술하는 범위의 상한값 이하가 바람직하고, 후술하는 범위가 보다 바람직하다.The chemical composition of the bearing steel component according to the present embodiment may further contain one or two selected from the group consisting of Sn and In, instead of a part of Fe. That is, the lower limit of the content of these elements is 0%. In the case of containing these elements, the upper limit of the content of the element is set as the upper limit of the range described later. The content of each element exceeds 0% and is preferably equal to or less than the upper limit of the range described later, and more preferably the range described later.

Sn: 0.01%∼2.0%Sn: 0.01% to 2.0%

Sn은, 페라이트를 취화시켜 공구 수명을 연장시킴과 함께, 절삭 가공 후의 표면 조도를 향상시키는 효과가 있다. 그 효과를 안정적으로 얻기 위해서는, Sn 함유량은 0.01% 이상이 바람직하다. 또한, 2.0%를 초과하여 Sn을 함유해도, 그 효과는 포화된다. 따라서, Sn을 함유하는 경우에는, Sn 함유량을 2.0% 이하로 한다.Sn embrittles ferrite, prolongs tool life, and has an effect of improving the surface roughness after cutting. In order to stably obtain the effect, the Sn content is preferably 0.01% or more. Moreover, even if it contains Sn in excess of 2.0%, the effect is saturated. Therefore, when it contains Sn, the Sn content is made 2.0% or less.

In: 0.01%∼0.50%In: 0.01% to 0.50%

In은, 절삭 시에 용융, 취화함으로써 피삭성을 향상시키는 원소이다. In 함유량이 0.01% 미만이면, 이 효과가 불충분해지는 경우가 있다. 그 때문에, In 함유량은 0.01% 이상이 바람직하다. 한편 과잉으로 첨가하면 제조성이 저하되는 경우가 있다. 그 때문에, In 함유량의 상한은 0.50%로 한다. In 함유량의 상한으로서는 0.30%, 0.20%, 또는 0.10%로 해도 된다. In을 함유시켜 상기 효과를 얻는 경우에는, In 함유량의 하한은, 0.02%가 보다 바람직하고, 0.05%가 더욱 바람직하다.In is an element that improves machinability by melting and embrittlement during cutting. If the In content is less than 0.01%, this effect may become insufficient. Therefore, 0.01% or more of In content is preferable. On the other hand, when it is added excessively, the manufacturability may decrease. Therefore, the upper limit of the In content is set to 0.50%. As the upper limit of the In content, it may be 0.30%, 0.20%, or 0.10%. When In is contained to obtain the above effect, the lower limit of the In content is more preferably 0.02%, and still more preferably 0.05%.

본 실시 형태에 관한 베어링강 부품은, 상술한 합금 성분을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물을 포함한다. 상술한 합금 성분 이외의 원소(예를 들어, Sb, Ta, As, H, Hf, Zn 등의 원소)가, 불순물로서, 원재료 및 제조 장치로부터 강 중에 혼입되는 것은, 그 혼입량이 강의 특성에 영향을 끼치지 않는 수준인 한 허용된다.The bearing steel component according to the present embodiment contains the above-described alloy component, and the balance contains Fe and impurities. When elements other than the above-described alloy components (e.g., elements such as Sb, Ta, As, H, Hf, Zn, etc.) are incorporated as impurities into the steel from raw materials and manufacturing equipment, the amount of the mixture affects the properties of the steel. It is allowed as long as it does not cause any problems.

여기서, 본 실시 형태에 관한 베어링강 부품은, 침탄 처리가 실시된 침탄강 베어링강 부품이다. 그리고, 후술하는 금속 조직의 조건을 만족시키는 관점에서, 강 베어링강 부품의 전동면에 있어서의 침탄층의 C 함유량은, 0.60∼1.10%가 바람직하고, 0.65∼1.05%가 보다 바람직하다.Here, the bearing steel component according to the present embodiment is a carburized steel bearing steel component subjected to a carburization treatment. And, from the viewpoint of satisfying the conditions of the metal structure described later, the C content of the carburized layer in the raceway of the steel bearing steel component is preferably 0.60 to 1.10%, and more preferably 0.65 to 1.05%.

여기서, 침탄층의 C 함유량은, 강 베어링강 부품의 전동면에 있어서 표면으로부터 50㎛ 깊이까지의 위치에서의 평균 C 함유량으로 한다.Here, the C content in the carburized layer is an average C content at a position from the surface to a depth of 50 µm in the raceway of the steel bearing steel component.

(금속 조직)(Metal structure)

이어서, 본 실시 형태에 관한 베어링강 부품의 금속 조직에 대하여 설명한다.Next, the metal structure of the bearing steel component according to the present embodiment will be described.

원 상당 직경이 5㎛ 이상이고, 또한 Al2O3의 함유율이 50질량% 이상인 산화물의 개수 밀도에 대하여 설명한다.The number density of oxides having a circle equivalent diameter of 5 µm or more and a content of Al 2 O 3 of 50 mass% or more will be described.

숏 피닝 시의 크랙 및 압흔 주연의 융기부로부터의 균열 발생, 전파를 억제하기 위해, 발명자들이 산화물의 종류 및 양이 다른 강재를 사용하여, 산화물과 내압흔 수명의 관계를 조사하였다.In order to suppress the occurrence and propagation of cracks and cracks from the ridges around the indentation during shot peening, the inventors investigated the relationship between the oxide and the indentation resistance using steel materials of different types and amounts of oxides.

먼저, 산화물을 구성하는 산화물종의 종류, 양의 영향을 검토하였다. 그 결과, 다양한 산화물종이 강 중에 존재하는 동안, Al2O3, CaO 및 SiO2의 비율이 내압흔 수명에 대하여 영향을 끼치고, 그 3종의 산화물의 합계의 질량에 대한 Al2O3의 함유율이 내압흔 수명에 대하여 강하게 상관하는 것을 알 수 있었다. 즉, 산화물 중에, Al2O3, CaO 및 SiO2 이외의 산화물이 포함되어도, Al2O3, CaO 및 SiO2의 합계의 질량에 대한 Al2O3의 함유율이 내압흔 수명에 대하여 강하게 상관하는 것을 알 수 있었다.First, the influence of the type and amount of the oxide species constituting the oxide was examined. As a result, while various oxide species are present in the steel, the ratio of Al 2 O 3 , CaO and SiO 2 affects the indentation resistance life, and the content of Al 2 O 3 to the total mass of the three oxides It was found that there was a strong correlation with this indentation life. That is, even if oxides other than Al 2 O 3 , CaO and SiO 2 are included in the oxide, the content rate of Al 2 O 3 with respect to the total mass of Al 2 O 3 , CaO and SiO 2 strongly correlates with the indentation resistance life. I could see that.

이어서, 내압흔 수명에 끼치는 산화물의 형상, 개수에 대하여 검토하였다. 그 결과, 원 상당 직경이 5㎛ 이상인 산화물의 개수 밀도가 내압흔 수명과 상관하는 것을 알 수 있었다. 그래서, 내압흔 수명에 큰 영향을 끼치는 Al2O3의 함유율과 원 상당 직경이 5㎛ 이상인 산화물 개수 밀도에 대하여, 각각 종축, 횡축에 플롯을 취하여 정리한 결과, 원 상당 직경이 5㎛ 이상이고, 또한 Al2O3의 함유율이 50질량% 이상인 산화물의 개수 밀도가 3.0개/㎠ 이하의 영역에서 양호한 내압흔 수명이 얻어지고, 그 영역으로부터 벗어날수록 내압흔 수명이 저하되는 것을 알아냈다.Next, the shape and number of oxides exerted on the indentation life were examined. As a result, it was found that the number density of oxides having an equivalent circle diameter of 5 μm or more correlates with the indentation life. Therefore, the content rate of Al 2 O 3 and the number density of oxides having a circle equivalent diameter of 5 μm or more, which have a great influence on the indentation life, were plotted on the vertical and horizontal axes, respectively, and as a result, the equivalent circle diameter was 5 μm or more. In addition, it was found that a good indentation life was obtained in a region where the number density of oxides having an Al 2 O 3 content of 50% by mass or more was 3.0 pieces/cm 2 or less, and the indentation life was lowered as it deviated from the region.

이것은, 원 상당 직경이 5㎛ 이상이고, 또한 Al2O3의 함유율이 50질량% 이상인 산화물을 제어하는 것에 수반하여, 광학 현미경으로 판별할 수 없는 레벨의 미소한 개재물에 의한 「숏 피닝 시에 발생하는 미소한 크랙」 및 「융기부의 균열의 발생」을 무해화할 수 있기 때문이라고 추측한다.This is accompanied by controlling an oxide having an equivalent circle diameter of 5 μm or more and an Al 2 O 3 content of 50% by mass or more, and “at the time of shot peening” due to minute inclusions at a level that cannot be discriminated with an optical microscope. It is presumed that this is because it is possible to detoxify the "minor cracks" and "the occurrence of cracks in the ridges".

그리고, 원 상당 직경이 5㎛ 이상이고, 또한 Al2O3의 함유율이 50질량% 이상인 산화물의 개수 밀도가 3.0개/㎠ 이하로 되는 베어링강 부품은, 크랙이 보이지 않고, 양호한 내압흔 수명이 얻어졌다. 그 때문에, 산화물의 개수 밀도의 상한을 3.0개/㎠로 하였다. Al2O3의 함유율이 50질량% 이상인 산화물의 개수 밀도의 바람직한 상한은 2.0개/㎠이고, 더욱 바람직하게는 1.5개/㎠이다. 산화물은 존재하지 않는 것이 바람직하기 때문에, 하한은 0개/㎠이다.In addition, bearing steel parts having an equivalent circle diameter of 5 µm or more and a number density of oxides of 50 mass% or more and an Al 2 O 3 content of 3.0 pieces/cm 2 or less do not show cracks and have good indentation resistance. Was obtained. Therefore, the upper limit of the number density of oxides was set to 3.0 pieces/cm 2. The preferable upper limit of the number density of oxides having an Al 2 O 3 content of 50% by mass or more is 2.0 pieces/cm 2, more preferably 1.5 pieces/cm 2. Since it is preferable that no oxide is present, the lower limit is 0 pieces/cm 2.

또한, 산화물의 개수 밀도는, 관찰 시야의 선정을 제외하고 [실시예]에 기재한 방법으로 측정된 값이다. 관찰 시야는 절단면의 관찰부의 면적을 합계 4㎠ 확보할 수 있으면 된다.In addition, the number density of oxides is a value measured by the method described in [Example] except for selection of the observation field. The observation field only needs to be able to secure a total area of 4 cm 2 of the observation portion of the cut surface.

이어서, 전동면으로부터 50㎛ 깊이의 비커스 경도에 대하여 설명한다.Next, Vickers hardness at a depth of 50 µm from the raceway will be described.

표면 경도를 낮게 하면 압흔 주연의 융기부가 무너지기 때문에 내압흔 수명을 향상시킬 수 있지만, 내압흔 수명 이외의 전동 피로 수명이 저하된다. 그 때문에, 내압흔 수명 이외의 전동 피로 수명을 유지하기 위해서는, 일반적으로 자동차용으로 사용되는 베어링강 부품 레벨의 경도, 즉 비커스 경도로 750 정도의 경도가 요구된다. 이것으로부터, 표면의 경도, 즉 전동면으로부터 50㎛ 깊이에서의 비커스 경도는 750 이상일 필요가 있다. 그러나, 비커스 경도는 너무 높아지면 취화되기 때문에, 1050을 상한으로 할 필요가 있다. 비커스 경도의 바람직한 상한은 1000, 더욱 바람직하게는 950이다.If the surface hardness is lowered, the ridges around the indentations collapse, so that the indentation resistance life can be improved, but the rolling fatigue life other than the indentation resistance life is lowered. Therefore, in order to maintain rolling fatigue life other than the indentation resistance life, a hardness of about 750 in terms of the hardness of the bearing steel component generally used for automobiles, that is, the Vickers hardness is required. From this, the hardness of the surface, that is, the Vickers hardness at a depth of 50 µm from the raceway needs to be 750 or more. However, if the Vickers hardness becomes too high, it becomes brittle, so it is necessary to set 1050 as the upper limit. The upper limit of the Vickers hardness is preferably 1000, more preferably 950.

또한, 비커스 경도는, 절단 위치를 제외하고 [실시예]에 기재한 방법으로 측정된 값이다. 절단 위치는 부품 형상에 따라 다르지만, 전송부 표면에 수직으로 절단한 단면이면 된다.In addition, Vickers hardness is a value measured by the method described in [Example] except for the cutting position. The cutting position varies depending on the shape of the part, but a cross section cut perpendicular to the surface of the transmission unit is sufficient.

이어서, 전동면의 압축 잔류 응력에 대하여 설명한다.Next, the compressive residual stress of the raceway will be described.

전동면의 압축 잔류 응력은, 압흔 주연의 융기부로부터의 균열 발생을 억제해 내압흔 수명을 향상시키는 효과가 있다. 그 효과를 얻기 위해서는, 전동면의 압축 잔류 응력이 900㎫ 이상일 필요가 있다. 전동면의 압축 잔류 응력은 높을수록 바람직하지만, 압축 잔류 응력을 과잉으로 높게 하기 위해서는 숏 피닝 시의 투사압을 높게 하는 등의 심한 가공이 필요해져, 부품 형상이 바뀌어 기능을 달성할 수 없게 된다. 그 때문에 전동면의 압축 잔류 응력의 상한은 2000㎫이다.The compressive residual stress of the raceway has an effect of suppressing the occurrence of cracks from the ridges around the indentation and improving the indentation resistance life. In order to obtain the effect, it is necessary that the compressive residual stress of the raceway is 900 MPa or more. The higher the compressive residual stress of the raceway is, the more preferable, but in order to excessively increase the compressive residual stress, severe processing such as increasing the projection pressure during shot peening is required, and the shape of the part is changed and the function cannot be achieved. Therefore, the upper limit of the compressive residual stress of the raceway is 2000 MPa.

또한, 압축 잔류 응력은, [실시예]에 기재한 방법으로 측정된 값이다.In addition, the compressive residual stress is a value measured by the method described in [Example].

이어서, 베어링강 부품의 금속 조직에 대하여 설명한다.Next, the metal structure of the bearing steel component will be described.

본 실시 형태에 관한 베어링강 부품은, 예를 들어 침탄 ??칭 템퍼링을 행함으로써 얻어진다.The bearing steel component according to the present embodiment is obtained, for example, by performing carburizing quenching and tempering.

그 때문에, 베어링강 부품의 금속 조직은, 예를 들어 침탄되어 C 농도의 구배를 갖는 표층부(즉 침탄층)와, C 농도가 침탄 전의 모재와 같은 코어부로 구성된다.Therefore, the metal structure of the bearing steel part is composed of, for example, a surface layer portion (ie, a carburized layer) having a gradient of C concentration by carburizing, and a core portion having the same C concentration as the base material before carburization.

그리고, 표층부(즉 침탄층)의 금속 조직은, 템퍼링 마르텐사이트, 잔류 오스테나이트 및 잔부(베이나이트, 페라이트, 시멘타이트 등)로 이루어지는 금속 조직이 예시된다.The metal structure of the surface layer portion (that is, the carburized layer) is exemplified by a metal structure composed of tempered martensite, retained austenite, and the remainder (bainite, ferrite, cementite, etc.).

한편, 코어부의 금속 조직은, 템퍼링 마르텐사이트 및 잔부(베이나이트, 페라이트, 펄라이트 등)로 이루어지는 금속 조직을 예시할 수 있다.On the other hand, as the metal structure of the core part, a metal structure made of tempering martensite and the remainder (bainite, ferrite, pearlite, etc.) can be exemplified.

또한, 코어부의 금속 조직은, 베어링강 부품용 봉강의 표면으로부터 깊이 2.00mm에서 내부의 금속 조직이다.In addition, the metal structure of the core portion is a metal structure inside at a depth of 2.00 mm from the surface of the bar for bearing steel parts.

(베어링강 부품용 봉강)(Bar for bearing steel parts)

본 실시 형태에 관한 베어링강 부품을 얻는데 적합한 본 실시 형태에 관한 침탄 베어링강 부품용 봉강(이하, 「베어링강 부품용 봉강」이라고도 칭함)은, 다음과 같다.The bar for carburized bearing steel parts (hereinafter also referred to as "bar for bearing steel parts") according to the present embodiment suitable for obtaining the bearing steel part according to the present embodiment is as follows.

본 실시 형태에 관한 베어링강 부품용 봉강은, 본 실시 형태에 관한 베어링강 부품과 동일한 화학 조성을 갖고, 임의의 봉강 단면에 있어서, 원 상당 직경이 5㎛ 이상이고, CaO, Al2O3 및 SiO2를 포함하고, 또한 CaO, Al2O3 및 SiO2의 합계 질량에 대한 Al2O3의 함유율이 50질량% 이상인 산화물의 개수 밀도가 3.0개/㎠ 이하이다.The bar for bearing steel parts according to the present embodiment has the same chemical composition as the bearing steel component according to the present embodiment, has a circle equivalent diameter of 5 μm or more in an arbitrary bar cross section, and CaO, Al 2 O 3 and SiO 2 , and the number density of oxides in which the content ratio of Al 2 O 3 to the total mass of CaO, Al 2 O 3 and SiO 2 is 50% by mass or more is 3.0 pieces/cm 2 or less.

또한, 산화물의 개수 밀도의 측정 방법은, 본 실시 형태에 관한 베어링강 부품에 있어서의, 산화물의 개수 밀도의 측정 방법과 동일하다.In addition, the measuring method of the number density of oxides is the same as the measuring method of the number density of oxides in the bearing steel component according to the present embodiment.

본 실시 형태에 관한 베어링강 부품용 봉강의 금속 조직은, 페라이트를 주체로 하여(예를 들어 면적률 60% 이상으로) 포함하고, 펄라이트, 베이나이트, 잔부로 이루어지는 금속 조직을 예시할 수 있다.The metal structure of the bar for bearing steel parts according to the present embodiment includes ferrite as a main body (for example, at an area ratio of 60% or more), and a metal structure comprising pearlite, bainite, and the remainder can be exemplified.

베어링강 부품용 봉강의 금속 조직은, 베어링강 부품용 봉강의 표면으로부터 깊이 2.00mm에서 내부의 금속 조직이다.The metal structure of the bar for bearing steel parts is an internal metal structure at a depth of 2.00 mm from the surface of the bar for bearing steel parts.

(베어링강 부품의 제조 방법)(Method of manufacturing bearing steel parts)

이어서, 본 실시 형태에 관한 베어링강 부품의 제조 방법에 대하여 설명한다.Next, a method of manufacturing the bearing steel component according to the present embodiment will be described.

상기 금속 조직을 갖는 베어링강 부품은, 일례로서, 다음과 같이 제조하는 것이 좋다.As an example, the bearing steel component having the metal structure is preferably manufactured as follows.

먼저, 철광석 또는 스크랩 베이스의 원료를 사용하여 전로에서 1차 정련을 행한다. 전로로부터 출강한 용강에 대하여 Si를 첨가하고, 그 후 Al을 첨가하여 탈산 처리를 실시한다. 탈산 처리 후, 레이들 정련법, 진공 처리 장치를 사용한 정련법에 의한 2차 정련에 의해, 상기 화학 조성을 갖는 용강 성분으로 조정한다. 성분 조정한 용강을 연속 주조하여 강괴로 하는 것이 좋다. 이 정련 방법의 제어에 의해, 상기 산화물의 개수 밀도를 제어할 수 있다. 또한, Al 탈산만 실시한 경우, 예를 들어 화학 성분으로서 Si를 포함해도, 또한 첨가하는 플럭스에 SiO2가 포함되어도, 개재물로서의 산화물 중에는 SiO2 성분은 혼입되지 않는다. Si 또는 SiO2에는, 환원 작용이 작용하기 때문이다.First, primary refining is performed in a converter using iron ore or scrap-based raw materials. Si is added to the molten steel discharged from the converter, and then Al is added to perform deoxidation treatment. After the deoxidation treatment, it is adjusted to a molten steel component having the above chemical composition by secondary refining by a ladle refining method and a refining method using a vacuum treatment device. It is recommended to continuously cast molten steel with adjusted components to form a steel ingot. By controlling this refining method, the number density of the oxides can be controlled. In addition, when only Al deoxidation is performed, for example, even if Si is included as a chemical component or SiO 2 is included in the flux to be added, the SiO 2 component is not mixed in the oxide as an inclusion. This is because a reducing action acts on Si or SiO 2 .

여기서, 주조 시에, 턴디쉬 내에서의 용강 온도는 5∼200℃ 슈퍼 히트시키고, 주형 내에서는 전자 교반을 행한다.Here, during casting, the molten steel temperature in the tundish is superheated at 5 to 200°C, and electromagnetic stirring is performed in the mold.

이어서, 강괴에 대하여 분괴 압연을 행하여, 열간 압연에 의해 소정의 단면 형상으로 가공한 후, 냉각하여 베어링강 부품용 봉강을 얻는다. 열간 압연 후의 냉각 속도는, 강재의 표면 온도가 800℃부터 300℃ 사이에 있어서의 평균 냉각 속도로 0.1∼5℃/초의 범위로 제어하는 것이 좋다.Subsequently, the steel ingot is subjected to pulverization rolling, processed into a predetermined cross-sectional shape by hot rolling, and then cooled to obtain a bar for bearing steel parts. The cooling rate after hot rolling is preferably controlled in the range of 0.1 to 5°C/sec with the average cooling rate at the surface temperature of the steel material between 800°C and 300°C.

이어서, 얻어진 베어링강 부품용 봉강을, 열간 단조, 냉간 단조, 기계 가공 등에 의해, 연마 제거분을 가미한 부품 형상으로 하여, 침탄 ??칭 템퍼링을 행한다. 단조나 기계 가공의 효율을 높이기 위해, 이 사이에 소준이나 구상화 어닐링 등의 열처리를 실시해도 된다. 또한, 침탄 ??칭은, 가스 침탄, 진공 침탄 등의 침탄 방법을 막론하고, 침탄 질화를 행해도 된다. 템퍼링은 감압, 또는 비산화 분위기 하에서 실시해도 된다. 침탄 ??칭 템퍼링 후에 기계 가공을 행해도 된다.Next, the obtained bar for bearing steel parts is subjected to hot forging, cold forging, machining, or the like, into a part shape to which the abrasive removal powder is added, and carburizing and tempering is performed. In order to increase the efficiency of forging or machining, heat treatment such as sintering or spheroidizing annealing may be performed in between. In addition, carburizing and quenching may perform carburizing and nitriding regardless of a carburizing method such as gas carburization and vacuum carburization. Tempering may be performed under reduced pressure or in a non-oxidizing atmosphere. After carburizing, quenching, tempering, machining may be performed.

그리고, 처리 후의 가공품에 숏 피닝 처리를 실시한다. 그 후, 치수 정밀도를 확보하기 위해 연마를 실시한다. 숏 피닝 처리 후에 미리 정해진 치수 정밀도를 확보할 수 있는 경우, 연마 공정을 생략해도 된다. 이와 같이 하여 베어링강 부품을 제조함으로써, 상기 금속 조직이 얻어진다.Then, a shot peening treatment is performed on the processed product. After that, polishing is performed to ensure dimensional accuracy. If a predetermined dimensional accuracy can be ensured after the shot peening treatment, the polishing step may be omitted. By manufacturing the bearing steel component in this way, the metal structure is obtained.

실시예Example

이어서, 본 개시의 실시예에 대하여 설명하지만, 실시예에서의 조건은, 본 개시의 실시 가능성 및 효과를 확인하기 위해 채용한 일 조건예이고, 본 개시는, 이 일 조건예에 한정되는 것은 아니다. 본 개시는, 본 개시의 요지를 일탈하지 않고, 본 개시의 목적을 달성하는 한에 있어서, 다양한 조건을 채용할 수 있는 것이다.Next, an embodiment of the present disclosure will be described, but the conditions in the embodiment are an example of a condition adopted to confirm the feasibility and effect of the present disclosure, and the present disclosure is not limited to this example. . The present disclosure can adopt various conditions as long as the object of the present disclosure is achieved without deviating from the gist of the present disclosure.

표 1에 나타내는 화학 성분을 갖는 다양한 강괴를 열간 압연하여, 봉강을 얻었다. 그리고, 봉강을 직경 28mm로 열간 단조하였다. 단조 전의 가열 온도는 1250℃로 하였다. 강번 25는 범용 베어링강의 JIS 규정의 SUJ2이고, 강번 25만, 열처리 조건이 다르다. 강번 25 이외에 관하여, 단조 후, 950℃에서 1시간 유지하여 완전히 오스테나이트화시킨 후에 방랭하는 조건에서, 단조품에 소준 처리를 실시하였다. 강번 25는 960℃에서 가열을 행하고, 소준 처리를 실시하였다. 이어서, 795℃에서 1.5시간 유지한 후, 650℃까지 12℃/시의 조건에서 냉각하여 방랭하는 조건에서, 소준품에 구상화 어닐링을 실시하였다.Various steel ingots having the chemical components shown in Table 1 were hot-rolled to obtain steel bars. Then, the steel bar was hot forged to a diameter of 28 mm. The heating temperature before forging was 1250°C. Steel No. 25 is SUJ2 of the JIS standard for general-purpose bearing steel, and steel No. 250,000 differs in heat treatment conditions. Regarding other than steel number 25, after forging, it was kept at 950°C for 1 hour to completely austenite, and then annealed treatment was performed on the forged product under conditions of standing to cool. The steel number 25 heated at 960°C and subjected to a sintering treatment. Subsequently, after holding at 795°C for 1.5 hours, cooling to 650°C under the condition of 12°C/hour and standing to cool, spheroidizing annealing was performed on the pre-prepared product.

이어서, φ12.2mm×150mm의 원기둥으로 가공하였다. 그리고, 원기둥품에 대하여, 강번 22 이외에 관하여, 930℃에서 카본 포텐셜 0.8의 분위기화에서 5시간 유지하고, 130℃의 오일 ??칭을 행하는 조건에서 가스 침탄 처리를 행한 후에, 150℃에서 2시간 유지하는 조건에서 템퍼링을 실시하였다. 강번 25는, 아르곤 분위기에 830℃에서 0.5시간 유지하고, 60℃의 오일 냉각하는 조건에서 ??칭을 실시한 후, 180℃에서 2시간 유지하는 조건에서 템퍼링을 실시하였다.Subsequently, it was processed into a cylinder of φ 12.2 mm × 150 mm. And, with respect to the columnar article, except for steel number 22, the gas carburization treatment was carried out at 930°C for 5 hours in an atmosphere of carbon potential 0.8 and oil quenching at 130°C, followed by 2 hours at 150°C. Tempering was performed under the condition of maintaining. Steel number 25 was kept at 830°C for 0.5 hours in an argon atmosphere, quenched under oil cooling at 60°C, and then tempered under conditions of holding at 180°C for 2 hours.

그 후, 표 2에 따라, 얻어진 강번 1∼24, 26∼33, 35∼36의 템퍼링한 원기둥품에 숏 피닝을 실시하였다. 또한, No.1∼24, 26∼33에 대하여 숏 피닝 A를, No.35에 대하여 숏 피닝 B를, No.36에 대하여 숏 피닝 C를 실시하였다. No.25, 34에 대해서는 숏 피닝 실시하지 않았다.Thereafter, according to Table 2, shot peening was performed on the obtained tempered cylindrical articles of steel numbers 1 to 24, 26 to 33, and 35 to 36. In addition, shot peening A was performed for Nos. 1 to 24 and 26 to 33, short peening B was performed for No. 35, and shot peening C was performed for No. 36. For Nos. 25 and 34, shot peening was not performed.

이와 같이 하여, 베어링강 부품의 시료를 얻었다.In this way, a sample of the bearing steel component was obtained.

<숏 피닝 A><Short Peening A>

·숏 입자: 스틸 라운드 컷트 와이어 φ1.0, HV800·Short grain: Steel round cut wire φ1.0, HV800

·투사압: 0.5㎫·Throwing pressure: 0.5 MPa

·커버리지: 400%·Coverage: 400%

<숏 피닝 B><Short Peening B>

·숏 입자: 스틸 라운드 컷트 와이어 φ1.0, HV800·Short grain: Steel round cut wire φ1.0, HV800

·투사압: 0.3㎫·Throwing pressure: 0.3 MPa

·커버리지: 200%Coverage: 200%

<숏 피닝 C><Short Peening C>

·숏 입자: 스틸 라운드 컷트 와이어 φ1.0, HV600·Short grain: Steel round cut wire φ1.0, HV600

·투사압: 0.2㎫·Throwing pressure: 0.2 MPa

·커버리지: 200%Coverage: 200%

그 후, 베어링강 부품의 시료를 연마에 의해 가공하고, 버프 연마에 의해 마무리하고, 도 1에 도시하는, 외형 치수가 φ12mm×22mm인 원기둥상 전동 피로 시험편을 얻었다. 그리고, 내압흔 수명 평가를 실시하였다. 내압흔 수명의 평가에는, NTN 원통형 전동 피로 시험기를 사용하였다. 구체적으로는, 다음과 같다.Thereafter, a sample of the bearing steel component was processed by polishing, and then finished by buffing, and a cylindrical rolling fatigue test piece having an external dimension of φ12 mm×22 mm as shown in FIG. 1 was obtained. And the indentation resistance life evaluation was performed. For evaluation of the indentation resistance life, an NTN cylindrical rolling fatigue tester was used. Specifically, it is as follows.

먼저, 530kgf/㎟의 부하 하에서 46240rpm으로 가속 시간을 포함하여 10초간 유지하고, 시험편에 있어서의 압흔을 찍는 위치를 목표 설정하였다. 목표 설정한 위치에 로크웰 경도 시험기에 의해 압흔을 90도마다 4개소 부여하였다. 그 후에, 600kgf/㎟의 부하 하에서, 윤활유에 JX 닛코 닛세키 에너지제의 FBK 터빈 ISO 점도 그레이드 56을 사용하여 46240rpm으로, 진동계에서 박리 발생의 검지를 행하고, 107회를 상한으로 하여 박리 수명을 측정하였다. N=10에서 얻은 박리 수명에 대하여 와이불 선도에 플롯하고, 10% 파손되는 수명을 내압흔 수명이라고 하였다. 또한, 내압흔 수명 이외의 전동 피로 수명으로서, 압흔을 부여하지 않는 상태에서 108회를 상한으로 하여 박리 수명을 N=2에서 측정하고, 이 평균값을 전동 피로 수명이라고 하였다.First, under a load of 530 kgf/mm 2, the target was set at 46 240 rpm for 10 seconds including the acceleration time, and the position where the indentation on the test piece was taken was set as a target. Four indentations were applied every 90 degrees by a Rockwell hardness tester at the target set position. Thereafter, under a load of 600 kgf/mm 2, using an FBK turbine ISO viscosity grade 56 manufactured by JX Nikko Nisseki Energy as a lubricating oil, at 46 240 rpm, the occurrence of peeling was detected by a vibration meter, and the peeling life was measured with 107 times as the upper limit. I did. The peeling life obtained at N=10 was plotted on a Weibull diagram, and the life at which 10% breakage was made was referred to as the indentation life. In addition, as the rolling fatigue life other than the indentation life, the peeling life was measured at N=2 with 10 8 times as the upper limit in the state where no indentation was applied, and this average value was referred to as the rolling fatigue life.

전동면으로부터 50㎛ 깊이의 비커스 경도는, 다음과 같이 측정하였다. 원기둥상 전동 피로 시험편의 시험 실시 상당히 위치인, 단부면으로부터 약 7mm 위치에서 길이 방향으로 수직으로 절단하여 얻은 단면에 대하여, JIS Z 2244: 2009에 준하여 마이크로비커스 경도 시험기를 사용하여 측정하였다. 구체적으로는, 하중 200g 및 유지 시간 10초의 조건에서, 전동면으로부터 50㎛ 깊이의 경도를, 오목부의 중심간 거리에서 150㎛ 떨어진 5점에 대하여 측정하고, 상가 평균함으로써, 비커스 경도를 구하였다.The Vickers hardness at a depth of 50 µm from the raceway was measured as follows. Test execution of a cylindrical rolling fatigue test piece A cross section obtained by cutting vertically in the longitudinal direction at a position approximately 7 mm from the end surface was measured using a Micro Vickers hardness tester according to JIS Z 2244:2009. Specifically, under conditions of a load of 200 g and a holding time of 10 seconds, a hardness of 50 µm from the raceway was measured for five points separated by 150 µm from the center-to-center distance of the concave portion, and the Vickers hardness was obtained by an additive average.

전동면의 압축 잔류 응력은, 다음과 같이 측정하였다. 원기둥상 전동 피로 시험편의 단부면으로부터 약 7mm 위치를 중심으로 하여 2mm×2mm의 범위를 측정할 수 있도록 마스킹하였다. 그리고, 2mm×2mm의 범위에 대하여, 리가쿠 덴키제 Automate(Cr 관구 사용)를 사용하여, 콜리메이터 φ1mm로 하여 2θ·sin2ψ법 및 병사법(Iso-Inclination Method)으로, 전동면의 압축 잔류 응력을 측정하였다.The compressive residual stress of the raceway was measured as follows. Masking was performed to measure a range of 2 mm x 2 mm centered at a position of about 7 mm from the end surface of the cylindrical rolling fatigue test piece. And, for the range of 2mm×2mm, using an Automate manufactured by Rigaku Denki (using Cr tube), using a collimator φ1mm and using the 2θ·sin 2 ψ method and the Iso-Inclination Method, the compressive residual stress of the raceway Was measured.

원 상당 직경이 5㎛ 이상이고, 또한 Al2O3의 함유율이 50질량% 이상인 산화물의 개수 밀도는, 다음과 같이 측정하였다. 원기둥상 전동 피로 시험편의 단부면으로부터 3, 7, 15, 19mm 위치에서 길이 방향으로 수직으로 절단하였다. 각 시험편의 절단면을, 다이아몬드 페이스트를 사용하여 경면 연마를 행하였다. 그 후, 각 시험편의 절단면 중, 원의 중심과 정사각형의 중심이 일치하도록 설정한 1cm×1cm의 영역을, 광학 현미경으로 관찰하여 원 상당 직경이 5㎛ 이상인 개재물의 위치를 기록하였다. 그리고, 주사형 전자 현미경(니혼 덴시제 JSM-6500F)에 탑재된 에너지 분산형 X선 분석 장치(EDS)를 사용하여 그 개재물 영역 전체의 분석으로부터 얻은 스펙트럼을 분석하여, 산화물, 황화물, 탄질화물의 판정을 행하였다. 분석 시에, 가속 전압은 20keV로 하고, 각 영역에서 10초간 측정하였다. 스펙트럼의 분석, 정량화에는 니혼 덴시제 소프트웨어 Analysis Station을 사용하였다.The number density of oxides having a circle equivalent diameter of 5 µm or more and a content of Al 2 O 3 of 50 mass% or more was measured as follows. It was cut vertically in the longitudinal direction at positions 3, 7, 15, and 19 mm from the end face of the cylindrical rolling fatigue test piece. The cut surface of each test piece was mirror-polished using diamond paste. Then, in the cut surface of each test piece, an area of 1 cm x 1 cm set so that the center of the circle and the center of the square coincide with each other was observed with an optical microscope, and the positions of inclusions having a circle equivalent diameter of 5 µm or more were recorded. Then, using an energy dispersive X-ray analyzer (EDS) mounted on a scanning electron microscope (JSM-6500F manufactured by Nippon Denshi), the spectrum obtained from the analysis of the entire inclusion region was analyzed, and oxides, sulfides, and carbonitrides were Judgment was made. At the time of analysis, the acceleration voltage was set to 20 keV, and measured for 10 seconds in each region. For the analysis and quantification of the spectrum, Nippon Denshi Corporation software Analysis Station was used.

산화물이라고 판정한 개재물에 대하여, 산소 이외의 Ca, Al, Si의 3종의 원소의 질량비를 구하고, 각 3종의 원소가 생성하는 산화물(즉, CaO, Al2O3 및 SiO2)의 질량비로 환산함으로써, CaO, Al2O3 및 SiO2의 합계의 질량에 대한 Al2O3 함유율을 산출하고, Al2O3의 함유율이 50질량% 이상으로 된 산화물의 개수를 관찰 면적 4㎠(1cm×1cm의 관찰×4시야의 합계 관찰 면적)로 나눔으로써 개수 밀도를 계산하였다.For inclusions determined to be oxides, the mass ratio of the three elements Ca, Al, and Si other than oxygen is calculated, and the mass ratio of the oxides (i.e., CaO, Al 2 O 3 and SiO 2 ) generated by each of the three elements By converting to, the Al 2 O 3 content rate with respect to the total mass of CaO, Al 2 O 3 and SiO 2 was calculated, and the number of oxides in which the content rate of Al 2 O 3 was 50% by mass or more was determined by an observation area of 4 cm 2 ( The number density was calculated by dividing by 1 cm x 1 cm observation x total observation area of 4 fields of view).

또한, 동일한 방법에 의해, 얻어진 단조 전의 봉강의 「상당 직경이 5㎛ 이상이고, 또한 Al2O3의 함유율이 50질량% 이상인 산화물의 개수 밀도」를 측정하였다.In addition, the "number density of oxides having an equivalent diameter of 5 µm or more and a content of Al 2 O 3 of 50 mass% or more" of the obtained steel bar before forging was measured by the same method.

전동면의 침탄층의 C 함유량의 측정 방법을 설명한다. 원기둥상 전동 피로 시험편의 시험 실시 상당히 위치인, 단부면으로부터 약 7mm 위치에서 길이 방향으로 수직으로 절단하여 얻은 단면에 대해서, 니혼 덴시 가부시키가이샤제의 EPMA, JXA-8200을 사용하여, 깊이 방향의 C의 농도 분포를 5㎛ 피치로 측정하고, 전동면에 있어서의 표면으로부터 50㎛의 농도의 상가 평균을(즉, 표면으로부터 5㎛의 위치를 측정 개시점으로 하고, 표면으로부터 50㎛까지를 5㎛ 피치로 측정한 농도의 상가 평균을), 침탄층의 C 함유량으로 하였다. 측정점의 크기(EPMA의 전자 빔 직경)은 φ5㎛로 하였다.A method of measuring the C content in the carburized layer of the raceway will be described. Conducting the test of the cylindrical rolling fatigue test piece For the cross section obtained by cutting vertically in the longitudinal direction at a position approximately 7 mm from the end surface, using EPMA, JXA-8200 manufactured by Nihon Denshi Co., Ltd. The concentration distribution of C was measured at a pitch of 5 µm, and the additive average of the concentration of 50 µm from the surface of the raceway (i.e., the position of 5 µm from the surface is the measurement starting point, and from the surface to 50 µm is 5 µm) The additive average of the concentration measured by pitch) was taken as the C content of the carburized layer. The size of the measuring point (EPMA electron beam diameter) was set to φ5 μm.

표 2에 각 시료의 강종에 있어서의, 원 상당 직경이 5㎛ 이상이고, 또한 Al2O3의 함유율이 50질량% 이상인 산화물의 개수 밀도(표 중 「산화물의 개수 밀도」라고 표기), 전동면으로부터 50㎛ 깊이의 비커스 경도(표 중 「표면 경도」라고 표기), 전동면의 압축 잔류 응력, 내압흔 수명, 전동 피로 수명을 나타낸다. 또한, 침탄층의 C 함유량도 나타낸다.Table 2 shows the number density of oxides with a circle equivalent diameter of 5 μm or more and a content of Al 2 O 3 of 50% by mass or more (indicated as “number density of oxides” in the table), raceway Vickers hardness at a depth of 50 µm (indicated as "surface hardness" in the table), compressive residual stress of the raceway, indentation resistance life, and rolling fatigue life are shown. In addition, the C content of the carburized layer is also shown.

또한, 표 중, 「10^X」의 표기는, 「10X」를 의미한다. 예를 들어, 「10^6」은 「106」을 의미한다.In addition, in the table, the notation of "10 X " means "10 X ". For example, "10^6" means "10 6 ".

또한, 표 1 및 표 2의 밑줄이 그어진 값은, 본 개시의 범위 외의 값인 것을 나타낸다. 표 1의 화학 조성의 란의 공란 개소는, 그 공란 개소에 해당하는 원소가 의도적으로 첨가되어 있지 않은 것을 나타낸다.In addition, the underlined values in Tables 1 and 2 indicate values outside the range of the present disclosure. The blank portion of the column of the chemical composition of Table 1 indicates that the element corresponding to the blank portion is not intentionally added.

Figure pct00001
Figure pct00001

Figure pct00002
Figure pct00002

개시예의 No.1∼24는, 전동면으로부터 50㎛ 깊이의 비커스 경도를 일반 베어링강 부품 레벨(비커스 경도 750 이상)과 동등하게 유지하면서, 양호한 내압흔 수명 및 전동 피로 수명을 갖는다.Nos. 1 to 24 of the disclosure examples have good indentation resistance and rolling fatigue life while maintaining the Vickers hardness at a depth of 50 µm from the raceway equal to the level of general bearing steel parts (Vickers hardness 750 or more).

비교예의 No.25는 범용적으로 사용되는 SUJ2이고, 화학 성분의 함유량, 원 상당 직경이 5㎛ 이상이고 Al2O3의 함유율이 50질량% 이상인 산화물의 개수 밀도 및 전동면의 압축 잔류 응력이 본 개시의 규정 범위 외이고, 침탄 처리를 실시하고 있지 않기 때문에, 내압흔 수명 및 전동 피로 수명이 모두 낮아졌다.No. 25 of the comparative example is SUJ2, which is generally used, and the number density of oxides having a chemical component content, a circle equivalent diameter of 5 μm or more, and a content of Al 2 O 3 of 50% by mass or more, and the compressive residual stress of the raceway are observed. Since it was outside the specified range of the disclosure and was not subjected to a carburization treatment, both the indentation resistance life and the rolling fatigue life were reduced.

비교예의 No.26, 27, 30∼32는, 화학 성분의 함유량 및 원 상당 직경이 5㎛ 이상이고 Al2O3의 함유율이 50질량% 이상인 산화물의 개수 밀도가, 본 개시의 규정 범위 외였기 때문에, 낮은 내압흔 수명밖에 갖지 않았다.Nos. 26, 27, and 30 to 32 of the comparative example had the number density of oxides having a chemical component content and a circle equivalent diameter of 5 μm or more and an Al 2 O 3 content of 50% by mass or more were outside the specified range of the present disclosure. Therefore, it had only a low indentation resistance life.

비교예의 No.28 및 29는, 화학 성분의 함유량이 본 개시의 규정 범위 외이고, 적절한 숏 피닝 처리를 실시해도 전동면으로부터 50㎛ 깊이의 비커스 경도가 낮았기 때문에, 낮은 전동 피로 수명밖에 갖지 않았다.Nos. 28 and 29 of Comparative Examples had only a low rolling fatigue life because the content of the chemical component was outside the specified range of the present disclosure, and the Vickers hardness at a depth of 50 µm from the raceway was low even when an appropriate shot peening treatment was performed.

비교예의 No.33은, 화학 성분의 함유량이 본 개시의 규정 범위 외였기 때문에, 낮은 내압흔 수명밖에 갖지 않았다.No. 33 of the comparative example had only a low indentation resistance because the content of the chemical component was outside the specified range of the present disclosure.

비교예의 No.34는, 숏 피닝 처리를 실시하지 않기 때문에, 전동면으로부터 50㎛ 깊이의 비커스 경도 및 전동면의 압축 잔류 응력이 본 개시의 규정 범위 외로 된 결과, 내압흔 수명 및 전동 피로 수명이 모두 낮아졌다.Since No. 34 of the comparative example was subjected to the shot peening treatment, the Vickers hardness at a depth of 50 µm from the raceway and the compressive residual stress of the raceway became out of the specified ranges of the present disclosure, and as a result, both the indentation resistance and the rolling fatigue life were reduced. .

비교예의 No.35는, 숏 피닝 처리에 있어서의 투사압 및 커버리지가 낮고, 전동면의 압축 잔류 응력이 본 개시의 규정 범위 외로 되었기 때문에, 낮은 내압흔 수명밖에 갖지 않았다.No. 35 of the comparative example had low projection pressure and coverage in the shot peening treatment, and because the compressive residual stress of the raceway was outside the specified range of the present disclosure, it had only a low indentation resistance life.

비교예의 No.36은, 숏 피닝 처리에 있어서의 숏 입자의 경도, 투사압 및 커버리지가 낮고, 전동면으로부터 50㎛ 깊이의 비커스 경도 및 전동면의 압축 잔류 응력이 본 개시의 규정 범위 외로 되었기 때문에, 내압흔 수명 및 전동 피로 수명 모두 낮아졌다.In Comparative Example No. 36, the hardness, projection pressure, and coverage of the shot particles in the shot peening treatment were low, and the Vickers hardness at a depth of 50 µm from the raceway and the compressive residual stress of the raceway were outside the specified ranges of the present disclosure. Both indentation life and rolling fatigue life were reduced.

또한, 강번 1∼24에 나타내는 화학 성분을 갖는 봉강은, 적절한 숏 피닝 처리를 실시하면, 표면 경도를 일반 베어링강 부품 레벨과 동등하게 유지하면서 내압흔 수명이 우수한 베어링강 부품이 얻어지기 때문에, 당해 베어링강 부품을 얻는데 적합한 봉강인 것을 알 수 있다.In addition, for steel bars having the chemical components shown in steel numbers 1 to 24, if appropriate shot peening treatment is performed, bearing steel parts having excellent indentation resistance life while maintaining the surface hardness equal to the level of general bearing steel parts can be obtained. It can be seen that it is a bar suitable for obtaining bearing steel parts.

또한, 일본 특허 출원 제2018-008181호의 개시는 그 전체가 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.In addition, as for the indication of Japanese Patent Application No. 2018-008181, the whole is incorporated into this specification by reference.

본 명세서에 기재된 모든 문헌, 특허 출원 및 기술 규격은, 개개의 문헌, 특허 출원 및 기술 규격이 참조에 의해 포함되는 것이 구체적이고 또한 개별적으로 기재된 경우와 동일 정도로, 본 명세서 중에 참조에 의해 포함된다.All documents, patent applications, and technical specifications described in this specification are specifically incorporated by reference, and are incorporated by reference in this specification to the same extent as when individually described, that individual documents, patent applications, and technical specifications are incorporated by reference.

Claims (7)

침탄 베어링강 부품의 표면으로부터 깊이 2.00mm에서 내부의 화학 성분이,
질량%로,
C: 0.15∼0.25%,
Si: 0.70∼1.50%,
Mn: 0.40∼1.50%,
Cr: 0.15∼1.50%,
Mo: 0.001∼0.150%,
S: 0.001∼0.030%,
N: 0.004∼0.020%,
Ca: 0.0002∼0.0100%
Al: 0.001∼0.010%,
O: 0∼0.005%,
P: 0∼0.030%,
Ni: 0∼3.00%,
Cu: 0∼1.00%,
Co: 0∼3.00%,
W: 0∼1.00%,
V: 0∼0.30%,
Ti: 0∼0.300%,
Nb: 0∼0.300%,
B: 0∼0.0050%
Pb: 0∼0.50%,
Bi: 0∼0.50%,
Mg: 0∼0.0100%,
Zr: 0∼0.0500%,
Te: 0∼0.1000%,
희토류 원소: 0∼0.0050%,
Sn: 0∼2.0%,
In: 0∼0.50%, 그리고
잔부: Fe 및 불순물로 이루어지고,
임의의 부품 단면에 있어서, 원 상당 직경이 5㎛ 이상이고, CaO, Al2O3 및 SiO2를 포함하고, 또한 상기 CaO, 상기 Al2O3 및 상기 SiO2의 합계의 질량에 대한 상기 Al2O3의 함유율이 50질량% 이상인 산화물의 개수 밀도가 3.0개/㎠ 이하이고,
전동면으로부터 50㎛ 깊이의 비커스 경도가 750 이상이고,
전동면의 압축 잔류 응력이 900㎫ 이상인,
침탄 베어링강 부품.
The internal chemical composition at a depth of 2.00 mm from the surface of the carburized bearing steel part,
In mass%,
C: 0.15 to 0.25%,
Si: 0.70 to 1.50%,
Mn: 0.40 to 1.50%,
Cr: 0.15 to 1.50%,
Mo: 0.001 to 0.150%,
S: 0.001 to 0.030%,
N: 0.004 to 0.020%,
Ca: 0.0002 to 0.0100%
Al: 0.001 to 0.010%,
O: 0 to 0.005%,
P: 0 to 0.030%,
Ni: 0 to 3.00%,
Cu: 0 to 1.00%,
Co: 0 to 3.00%,
W: 0 to 1.00%,
V: 0 to 0.30%,
Ti: 0 to 0.300%,
Nb: 0 to 0.300%,
B: 0 to 0.0050%
Pb: 0 to 0.50%,
Bi: 0 to 0.50%,
Mg: 0 to 0.0100%,
Zr: 0 to 0.0500%,
Te: 0 to 0.1000%,
Rare earth elements: 0 to 0.0050%,
Sn: 0 to 2.0%,
In: 0 to 0.50%, and
Balance: consisting of Fe and impurities,
In an arbitrary part cross section, the equivalent circle diameter is 5 μm or more, contains CaO, Al 2 O 3 and SiO 2 , and the Al to the mass of the sum of the CaO, Al 2 O 3 and SiO 2 The number density of oxides having a content of 2 O 3 of 50% by mass or more is 3.0 pieces/cm 2 or less,
Vickers hardness at a depth of 50㎛ from the raceway is 750 or more,
The compressive residual stress of the raceway is 900 MPa or more,
Carburized bearing steel parts.
제1항에 있어서, 침탄 베어링강 부품의 표면으로부터 깊이 2.00mm에서 내부의 화학 성분이,
질량%로,
Ni: 0.01∼3.00%,
Cu: 0.01∼1.00%,
Co: 0.01∼3.00%,
W: 0.01∼1.00%,
V: 0.01∼0.30%,
Ti: 0.001∼0.300%,
Nb: 0.001∼0.300% 및
B: 0.0001∼0.0050%
의 1종 또는 2종 이상을 함유하는 침탄 베어링강 부품.
The chemical composition of claim 1, wherein at a depth of 2.00 mm from the surface of the carburized bearing steel part,
In mass%,
Ni: 0.01 to 3.00%,
Cu: 0.01 to 1.00%,
Co: 0.01-3.00%,
W: 0.01 to 1.00%,
V: 0.01 to 0.30%,
Ti: 0.001 to 0.300%,
Nb: 0.001-0.300% and
B: 0.0001 to 0.0050%
Carburized bearing steel parts containing one or two or more of
제1항 또는 제2항에 있어서, 침탄 베어링강 부품의 표면으로부터 깊이 2.00mm에서 내부의 화학 성분이,
질량%로,
Pb: 0.01∼0.50%,
Bi: 0.01∼0.50%,
Mg: 0.0001∼0.0100%,
Zr: 0.0001∼0.0500%,
Te: 0.0001∼0.1000%,
희토류 원소: 0.0001∼0.0050%
의 1종 또는 2종 이상을 함유하는 침탄 베어링강 부품.
The chemical composition of claim 1 or 2, wherein at a depth of 2.00 mm from the surface of the carburized bearing steel part,
In mass%,
Pb: 0.01 to 0.50%,
Bi: 0.01 to 0.50%,
Mg: 0.0001 to 0.0100%,
Zr: 0.0001 to 0.0500%,
Te: 0.0001 to 0.1000%,
Rare earth elements: 0.0001 to 0.0050%
Carburized bearing steel parts containing one or two or more of
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 전동면에 있어서의 침탄층의 C 함유량이, 질량%로 0.60∼1.10%인 침탄 베어링강 부품.The carburized bearing steel component according to any one of claims 1 to 3, wherein the C content of the carburized layer in the raceway is 0.60 to 1.10% by mass. 침탄 베어링강 부품용 봉강의 표면으로부터 깊이 2.00mm에서 내부의 화학 성분이,
질량%로,
C: 0.15∼0.25%,
Si: 0.70∼1.50%,
Mn: 0.40∼1.50%,
Cr: 0.15∼1.50%,
Mo: 0.001∼0.150%,
S: 0.001∼0.030%,
N: 0.004∼0.020%,
Ca: 0.0002∼0.0100%
Al: 0.001∼0.010%,
O: 0∼0.005%,
P: 0∼0.030%,
Ni: 0∼3.00%,
Cu: 0∼1.00%,
Co: 0∼3.00%,
W: 0∼1.00%,
V: 0∼0.30%,
Ti: 0∼0.300%,
Nb: 0∼0.300%,
B: 0∼0.0050%
Pb: 0∼0.50%,
Bi: 0∼0.50%,
Mg: 0∼0.0100%,
Zr: 0∼0.0500%,
Te: 0∼0.1000%,
희토류 원소: 0∼0.0050%,
Sn: 0∼2.0%,
In: 0∼0.50%, 그리고
잔부: Fe 및 불순물로 이루어지고,
임의의 봉강 단면에 있어서, 원 상당 직경이 5㎛ 이상이고, CaO, Al2O3 및 SiO2를 포함하고, 또한 상기 CaO, 상기 Al2O3 및 상기 SiO2의 합계 질량에 대한 상기 Al2O3의 함유율이 50질량% 이상인 산화물의 개수 밀도가 3.0개/㎠ 이하인,
침탄 베어링강 부품용 봉강.
The internal chemical composition at a depth of 2.00mm from the surface of the bar for carburized bearing steel parts,
In mass%,
C: 0.15 to 0.25%,
Si: 0.70 to 1.50%,
Mn: 0.40 to 1.50%,
Cr: 0.15 to 1.50%,
Mo: 0.001 to 0.150%,
S: 0.001 to 0.030%,
N: 0.004 to 0.020%,
Ca: 0.0002 to 0.0100%
Al: 0.001 to 0.010%,
O: 0 to 0.005%,
P: 0 to 0.030%,
Ni: 0 to 3.00%,
Cu: 0 to 1.00%,
Co: 0 to 3.00%,
W: 0 to 1.00%,
V: 0 to 0.30%,
Ti: 0 to 0.300%,
Nb: 0 to 0.300%,
B: 0 to 0.0050%
Pb: 0 to 0.50%,
Bi: 0 to 0.50%,
Mg: 0 to 0.0100%,
Zr: 0 to 0.0500%,
Te: 0 to 0.1000%,
Rare earth elements: 0 to 0.0050%,
Sn: 0 to 2.0%,
In: 0 to 0.50%, and
Balance: consisting of Fe and impurities,
In any of the bars cross, the circle equivalent diameter of more than 5㎛, CaO, Al 2 O 3 and include SiO 2, and also the Al 2 to the CaO, Al 2 O 3 and the total weight of said SiO 2 The number density of oxides having a content of O 3 of 50% by mass or more is 3.0 pieces/cm 2 or less,
Bar for carburizing bearing steel parts.
제5항에 있어서, 침탄 베어링강 부품용 봉강의 표면으로부터 깊이 2.00mm에서 내부의 화학 성분이,
질량%로,
Ni: 0.01∼3.00%,
Cu: 0.01∼1.00%,
Co: 0.01∼3.00%,
W: 0.01∼1.00%,
V: 0.01∼0.30%,
Ti: 0.001∼0.300%,
Nb: 0.001∼0.300% 및
B: 0.0001∼0.0050%
의 1종 또는 2종 이상을 함유하는 침탄 베어링강 부품용 봉강.
The chemical composition of claim 5, wherein at a depth of 2.00 mm from the surface of the bar for carburizing bearing steel parts,
In mass%,
Ni: 0.01 to 3.00%,
Cu: 0.01 to 1.00%,
Co: 0.01-3.00%,
W: 0.01 to 1.00%,
V: 0.01 to 0.30%,
Ti: 0.001 to 0.300%,
Nb: 0.001-0.300% and
B: 0.0001 to 0.0050%
Bar for carburized bearing steel parts containing one or two or more of
제5항 또는 제6항에 있어서, 침탄 베어링강 부품용 봉강의 표면으로부터 깊이 2.00mm에서 내부의 화학 성분이,
질량%로,
Pb: 0.01∼0.50%,
Bi: 0.01∼0.50%,
Mg: 0.0001∼0.0100%,
Zr: 0.0001∼0.0500%,
Te: 0.0001∼0.1000%,
희토류 원소: 0.0001∼0.0050%
의 1종 또는 2종 이상을 함유하는 침탄 베어링강 부품용 봉강.
The chemical composition of claim 5 or 6, wherein the internal chemical composition at a depth of 2.00 mm from the surface of the bar for carburizing bearing steel parts,
In mass%,
Pb: 0.01 to 0.50%,
Bi: 0.01 to 0.50%,
Mg: 0.0001 to 0.0100%,
Zr: 0.0001 to 0.0500%,
Te: 0.0001 to 0.1000%,
Rare earth elements: 0.0001 to 0.0050%
Bar for carburized bearing steel parts containing one or two or more of
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