(57)【要約】質量％で、Ｃ：０．３〜０．６％、Ｓｉ：０．２５〜１．５０％、Ｍｎ：０．２〜０．７％、Ｃｒ：３．０〜７．０％、Ｓｎ：０．０５〜１．００％、Ｎｉ：０．０１〜２．００％、Ｓ：０．００２〜０．０２０％、及び、Ａｌ：０．００５〜０．０４０％、Ｃｕ：０．０００５〜０．１０％、Ｎ：０．０２％以下、及び、Ｏ：０．００１５％以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、かつ、％Ｓｎ、％Ｃｕ、及び、％Ｎｉが、下記式を満足することを特徴とする耐食性に優れた軸受鋼。  −０．１９４≦０．１２×％Ｓｎ＋％Ｃｕ−０．１×％Ｎｉ              ≦０．１５０
2012032819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｃ：０．３〜０．６％、Ｓｉ：０．２５〜１．５０％、Ｍｎ：０．２〜０．７％、Ｃｒ：３．０〜７．０％、Ｓｎ：０．０５〜１．００％、Ｎｉ：０．０１〜２．００％、Ｓ：０．００２〜０．０２０％、及び、Ａｌ：０．００５〜０．０４０％、Ｃｕ：０．０００５〜０．１０％、Ｎ：０．０２％以下、及び、Ｏ：０．００１５％以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、かつ、％Ｓｎ、％Ｃｕ、及び、％Ｎｉが、下記式を満足することを特徴とする耐食性に優れた軸受鋼。
−０．１９４≦０．１２×％Ｓｎ＋％Ｃｕ−０．１×％Ｎｉ
≦０．１５０
【請求項２】
前記軸受鋼が、さらに、質量％で、Ｎｂ：０．０１〜０．１０％、Ｖ：０．０１〜０．１０％の１種又は２種を含有することを特徴とする請求項１に記載の耐食性に優れた軸受鋼。
【請求項３】
前記軸受鋼が、さらに、質量％で、Ｍｏ：０．０１〜０．５０％を含有することを特徴とする請求項１又は２に記載の耐食性に優れた軸受鋼。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の耐食性に優れた軸受鋼を部品形状に加工し、転動面に高周波焼入れを施したことを特徴とする軸受部品。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の耐食性に優れた軸受鋼を部品形状に加工し、摺動面に高周波焼入れを施したことを特徴とする精密機器部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、比較的穏やかな腐食環境及び／又は防錆剤、潤滑剤の使用が制限される環境で使用する軸受部品又は精密機器部品の素材として用いる耐食性に優れた軸受鋼に関するものである。
本発明の耐食性に優れた軸受鋼は、直動運動案内システム用のレールとキャリッジ、ボールねじ、ＸＹテーブル、回転運動する転がり軸受、すべり軸受、鋼球などの軸受部品全般及び軸受け機能を備える精密機器部品全般に利用可能なものである。
【背景技術】
【０００２】
軸受部品の中には、転動部分が、比較的穏やかな腐食環境に曝された状態で使用されるが、使用目的の要請から防錆剤、潤滑剤を適用できないものがある。現在、このような軸受部品には、マルテンサイト系ステンレス鋼のような高合金鋼を適用している。
日本工業規格（ＪＩＳ）で規格したマルテンサイト系ステンレス鋼は、Ｃｒを１１．５質量％以上含有する鋼である。特に、軸受用のＳＵＳ４４０は、Ｃを０．６質量％以上、Ｃｒを１６質量％以上含有する。
このようなＣｒを多量に含む鋼は、高価であるばかりでなく、焼入れ性が極めてよいので、鋳造から棒鋼又は線材までの製造工程において、置き割れの防止、剪断性の確保などのために、加熱−加工後に徐冷することが必要となる。
また、Ｃｒを多量に含む鋼は、熱間延性が低いことや、焼入れ温度が高いことから、部品製造性が悪く、その結果、最終部品の価格が非常に高くなる。
このような、従来鋼の課題を解決するため、ＳＵＳ４４０より低合金で、冷間加工性に優れ、かつ、必要な耐食性と転動疲労強さを備える鋼が開発されてきた。
例えば、特許文献１には、Ｃを０．７５〜０．８５質量％、Ｃｒを８．０〜１０．５質量％含有し、平均炭化物間の距離が０．４５〜１．００μｍの耐食性軸受鋼が開示されている。
また、特許文献２には、Ｃを０．２５〜０．５０質量％、Ｃｒを１０〜１６質量％、Ｓｉを１．０質量％以上含有し、Ｃ／Ｃｒが大きい、被削性に優れた高耐食高強度マルテンサイト系ステンレス鋼が開示されている。
一方、フェライト系ステンレス鋼については、例えば、特許文献３に、１３〜２２質量％のＣｒに加え、０．００１〜１質量％のＳｎを添加した耐食性と加工性に優れたフェライト系ステンレス鋼が開示されている。特許文献３の鋼は、ＣｒとＮｉを含有するＳＵＳ３０４と同等以上の耐食性と、優れた加工性を備えている。
特許文献４には、１０〜２５質量％のＣｒとともに、０．０５〜２質量％のＳｎを含有する高温強度に優れたフェライト系ステンレス鋼が開示されている。特許文献４の鋼において、Ｓｎは、高温強度の向上も担っている。
さらに、耐食性に優れ、かつ、十分な転動疲労特性を備えるマルテンサイト系ステンレス鋼が抱える課題、即ち、（ａ）Ｃｒ量が多いので合金コストが高い、及び、（ｂ）焼入れ性が極めてよいので、鋼塊、鋼片、及び、棒鋼又は線材の製造工程で、徐冷して軟質化し、剪断性の低下や遅れ破壊を防止する必要があるという課題を解決する手法として、Ｃｒ量を低減することが、特許文献５に開示されている。
特許文献５の軸受鋼においては、Ｃｒを、従来のステンレス鋼よりも大幅に低減しつつ、欠陥として働く第二相を形成する合金成分、特に、Ｓ、Ａｌ、Ｔｉ、及び、Ｎを制限して耐孔食腐食性を高め、さらに、Ｍｏの低減、及び、Ｓｉ、Ｖ、及び、Ｎｂの添加により、焼入れ性を低減して、素材の製造性を高めている。
しかし、特許文献５の軸受鋼において、非焼入れ部位における耐食性の低下は避けられない。Ｃｒ量が少ない耐食鋼は、穏やかな腐食環境において使用する耐食鋼であるが、使用寿命の確保の観点から、非焼入れ部の耐食性の向上が強く要求されている。
特許文献６には、Ｃｕ：０．２〜０．５質量％、かつ、Ｓｎ：０．０３〜０．３０質量％を含有し、用途の一つが軸受の鋼材を、表面温度１１５０〜１２５０℃で熱間圧延し、表面疵の発生を防止することが開示されている。しかし、特許文献６に、上記鋼材を軸受鋼として使用した場合の特性は記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０９−１９５００８号公報
【特許文献２】特開平１１−２１７６５３号公報
【特許文献３】特開２００９−１７４０３６号公報
【特許文献４】特開２０００−１６９９４３号公報
【特許文献５】再表ＷＯ２００４／０５７０４９号公報
【特許文献６】特開２００８−２２９６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、Ｃｒ量を低減した耐食性軸受鋼において、耐食性を、Ｃｒを１０％含有する従来の耐食鋼の耐食性以上に高め、かつ、工業的に必要な熱間加工性を確保することを課題とし、該課題を解決する耐食性に優れた軸受鋼を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
軸受部品には、転動面の硬さが高いことが要求される。したがって、軸受部品の素材として、通常は、焼入れ硬さの向上のためＣを０．３質量％含有する軸受鋼を用いている。
しかし、Ｃを０．３質量％以上含有する軸受鋼の非焼入れ部の組織は、フェライト、パーライト、及び、ベイナイトが混在する組織となり、パーライト及びベイナイトには、焼戻しマルテンサイトと異なり、粗大な炭化物が析出するので、上記軸受鋼の非焼入れ部の耐食性は低下する。
それ故、軸受部品の非焼入れ部では錆が発生し易く、そして、発生した錆が、焼入れした転動面に侵入して、転動面が損傷する恐れがある。
本発明においては、従来のＣｒ量の少ない耐食性軸受部品（以下「低Ｃｒ耐食性軸受部品」ということがある。）の耐食性、特に、非焼入れ部の耐食性を向上させるため、軸受鋼にＳｎを添加するが、その際、熱間加工性の低下が課題となる。
本発明者らは、Ｓｎ添加に伴う熱間加工性の低下を最小限に留める成分組成を鋭意検討した。その結果、所要の熱間加工性を確保し、かつ、耐食性を高めることができる成分組成を見いだした。
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨は、以下の通りである。
（１）質量％で、Ｃ：０．３〜０．６％、Ｓｉ：０．２５〜１．５０％、Ｍｎ：０．２〜０．７％、Ｃｒ：３．０〜７．０％、Ｓｎ：０．０５〜１．００％、Ｎｉ：０．０１〜２．００％、Ｓ：０．００２〜０．０２０％、及び、Ａｌ：０．００５〜０．０４０％、Ｃｕ：０．０００５〜０．１０％、Ｎ：０．０２％以下、及び、Ｏ：０．００１５％以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、かつ、％Ｓｎ、％Ｃｕ、及び、％Ｎｉが、下記式を満足することを特徴とする耐食性に優れた軸受鋼。
−０．１９４≦０．１２×％Ｓｎ＋％Ｃｕ−０．１×％Ｎｉ
≦０．１５０
（２）前記軸受鋼が、さらに、質量％で、Ｎｂ：０．０１〜０．１０％、Ｖ：０．０１〜０．１０％の１種又は２種を含有することを特徴とする前記（１）に記載の耐食性に優れた軸受鋼。
（３）前記軸受鋼が、さらに、質量％で、Ｍｏ：０．０１〜０．５０％を含有することを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の耐食性に優れた軸受鋼。
（４）前記（１）〜（３）のいずれかに記載の耐食性に優れた軸受鋼を部品形状に加工し、転動面に高周波焼入れを施したことを特徴とする軸受部品。
（５）前記（１）〜（３）のいずれかに記載の耐食性に優れた軸受鋼を部品形状に加工し、摺動面に高周波焼入れを施したことを特徴とする精密機器部品。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、焼入れ部のみならず、非焼入れ部の耐食性に優れ、かつ、工業的生産に適う熱間加工性を備え、比較的穏やかな環境及び／又は防錆剤、潤滑剤の使用が制限される環境で使用する低Ｃｒ耐食性軸受部品の素材に適する軸受鋼を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、Ｃｉ値（＝０．１２×％Ｓｎ＋％Ｃｕ−０．１×％Ｎｉ）と、割れ・疵の発生状況の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、本発明について詳細に説明する。
本発明者らは、従来の低Ｃｒ耐食軸受部品の耐食性、特に、非焼入れ部の耐食性を高めるため、素材となる軸受鋼にＳｎを添加すると、熱間加工性が低下するという課題を解決する手法を、成分組成の観点から鋭意研究した。
その結果、本発明者らは、熱間加工性の低下を最小限に留め得る成分組成を見いだした。
まず、本発明の耐食性に優れた軸受鋼（以下「本発明鋼」ということがある。）の成分組成の限定理由について説明する。以下、成分組成に係る％は質量％を意味する。
Ｃ：Ｃは、焼入れ、焼戻しにより、表面硬さＨＲＣ５２以上を得、転動疲労強さを高めるため、０．３％以上を添加する。好ましくは０．４％以上である。一方、０．６％を超えると、素材硬さが過度に高くなり、機械加工が難しくなるので、０．６％以下とする。好ましくは０．５％以下である。
Ｓｉ：Ｓｉは、フェライト変態を促進し、素材である棒鋼又は線材の製造時に、棒鋼又は線材を軟質化するので、０．２５％以上を添加する。好ましくは０．４０％以上である。一方、１．５０％を超えると、冷間及び熱間での変形抵抗が高くなり、加工性が低下するので、１．５０％以下とする。好ましく１．００％以下である。
Ｍｎ：Ｍｎは、Ｓと結合して、被削性を向上させるＭｎＳを析出させる。ＭｎＳを充分に析出させるため、０．２％以上を添加する。好ましくは０．４％以上である。
また、Ｍｎは焼入れ性を高める元素であり、多量に添加すると、棒鋼又は線材の圧延後の組織にベイナイトが生じて、硬さが必要以上に高くなり、圧延後、冷却床で曲がりが発生したり、剪断ができなくなる。
それ故、圧延組織をフェライト・パーライトとし、曲がりや剪断不能を回避するため、Ｍｎは０．７％以下とする。好ましくは０．６％以下である。
Ｃｒ：Ｃｒは、大気環境、又は、穏やかな腐食環境で最低限の耐食性を得るため、３．０％以上を添加する。好ましくは４．０％以上である。
Ｃｒが多いほど耐孔食腐食性は向上するが、過剰に添加すると、合金コストが上昇するので、７．０％以下とする。好ましくは６．０％以下である。
Ｓｎ：Ｓｎは、Ｃｒと同様に、鋼材表面で酸化物を形成して耐食性を高める元素である。本発明鋼では、Ｓｎの添加で耐食性の向上を図るため、０．０５％以上を添加する。好ましくは０．１０％以上である。
一方、Ｓｎは、熱間加工性を低下させ、鋼材の高温加工時、割れや疵の発生原因となる元素である。特に、ＳｎとＣｕが共存すると、鋼材の高温延性が著しく低下して、高温加工時に、割れや疵が発生する。
Ｓｎ添加により、耐食性の向上を図るが、所要の熱間加工性と製造性を確保するため、１．００％以下とする。好ましくは０．７０％以下である。
Ｎｉ：Ｎｉは、熱間加工時に割れや、疵の発生を抑制するため、０．０１％以上を添加する。好ましくは０．０５％以上である。
また、Ｎｉは、Ｃｒと同様に、耐食性を高めるが、２．００％を超えると、焼鈍後の硬さが上昇し、加工性が低下するので、２．００％以下とする。
確実に圧延後の硬さを低減するためには、１．００％以下が好ましい。
Ｓ：Ｓは、硫化物を形成して熱間加工性を低下させ、また、硫化物が孔食腐食の優先的発生起点となるので、０．０２０％以下とする。好ましくは０．０１０％以下である。
一方、Ｓは、機械加工性を向上させる元素でもあるので、所要の機械加工性を確保するため、０．００２％以上を添加する。好ましくは０．００５％以上である。
Ａｌ：Ａｌは、製鋼時の脱酸剤として必須の元素である。鋼を充分に脱酸し、軸受部品の転動疲労特性を向上させるため、０．００５％以上を添加する。好ましくは０．００８％以上である。
しかし、鋼中に、脱酸生成物として残存する酸化物は孔食腐食の発生起点となるので、Ａｌは０．０４０％以下とする。好ましくは０．０３０％以下である。
Ｃｕ：Ｃｕは、熱間加工性を低下させる元素である。特に、Ｓｎを添加する本発明鋼においては、極力、低減する必要があるので、上限を０．１０％とする。好ましくは０．０６％以下である。
鋼原料から、不可避的に０．０００５％程度の混入は避けられないので、下限を０．０００５％とする。なお、０．００１％以上の含有は許容される。
Ｎ：Ｎは、不可避的に存在して窒化物を形成する元素である。粗大な窒化物は孔食腐食の発生起点となるので、０．０２％以下とする。好ましくは０．０１％以下である。
下限は０％を含むが、Ｎを０．００１％以下に低減することは、製造コストの急増を招くので、０．００１％が実質的な下限である。
Ｏ：Ｏは、不可避的に存在し、酸化物を形成する元素である。酸化物は、窒化物と同様に、孔食腐食の発生起点となり、また、軸受部品の転動負荷時に破壊起点となり、転動疲労寿命を低下させる。それ故、Ｏは、０．００１５％以下とする。
特に、軸受部品において高寿命が必要な場合は、０．００１０％以下にする。好ましくは０．０００６％以下である。下限は０％を含むが、Ｏを０．０００１％以下に低減することは、製造コストの急増を招くので、０．０００１％が実質的な下限である。
本発明鋼は、上記成分の他、Ｎｂ及びＶの１種又は２種、及び／又は、Ｍｏを含有してもよい。
Ｎｂ及びＶ：Ｎｂ及びＶは、炭窒化物として析出し、棒鋼や線材の圧延時に、オーステナイトを微細化する。オーステナイトの微細化により、圧延後のフェライト・パーライト変態が促進され、硬質なベイナイトやマルテンサイトへの変態が防止される。
その結果、圧延鋼材の曲がりが防止され、また、軟質化されることによって、剪断性が向上する。
オーステナイトを微細化するため、Ｎｂ、Ｖのいずれも０．０１％以上を添加する。好ましくは、いずれも０．０３％以上である。一方、０．１０％を超えると、析出強化作用により、圧延材の硬さが上昇するので、いずれも０．１０％以下とする。好ましくは、いずれも０．０７％以下である。
Ｍｏ：Ｍｏは、耐孔食腐食性を高める元素である。耐孔食腐食性を高めるため、０．０１％以上を添加する。好ましくは０．０４％以上である。
Ｍｏは、鋼の焼入れ性を大きく向上させる元素でもあり、多量に添加すると、圧延後の鋼組織に、ベイナイトやマルテンサイトが生成して、冷却床での曲がりや、剪断不能が生じるので、０．５０％以下とする。
確実にベイナイト、マルテンサイトの生成を阻止するには、０．３０％以下が好ましい。より好ましくは０．１０％以下である。
本発明鋼は、上記成分の他、本発明鋼の特性を損なわない範囲で、Ｐ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｔｅ、Ｈｆ、Ｚｒ、及び、Ｃｅの１種又は２種以上を含有してもよい。
Ｐは、鋼中に不可避的不純物として存在するが、０．０５％以下であれば、熱間加工性や、耐食性に特段影響しない。
Ｃａ、Ｍｇ、Ｔｅ、Ｈｆ、Ｚｒ、及び、Ｃｅは、硫化物の微細化などの目的に応じて、１０ｐｐｍ程度の微量を添加してもよい。これらの元素は、割れや疵の発生原因となる酸化物を形成するので、多量の添加は避けるのが望ましい。
−０．１９４≦０．１２×％Ｓｎ＋％Ｃｕ−０．１×％Ｎｉ
≦０．１５０：
耐食性を高めるＳｎは、一方で、熱間加工性を低下させる元素である。それ故、耐食性を高めるが、熱間加工性を低下させるＳｎ、熱間加工性を低下させるＣｕ、及び、熱間加工性を高めるＮｉとの量的バランスは、耐食性と熱間加工性の両立を図るうえで、極めて重要である。
本発明者らは、Ｓｎ、Ｃｕ、及び、Ｎｉの量的バランスを適正範囲に維持し、耐食性と熱間加工性の両立を図るため、下記式で定義する指標Ｃｉを導入した。
Ｃｉ＝０．１２×％Ｓｎ＋％Ｃｕ−０．１×％Ｎｉ
上記指標は、Ｓｎ及びＣｕが熱間加工性の低下に寄与する程度、及び、Ｎｉが熱間加工性の向上に寄与する程度を、多くの試験結果に基づいて係数で表示し、Ｓｎ、Ｃｕ、及び、Ｎｉを含有する本発明鋼の耐食性と熱間加工性を両立させる観点から、Ｓｎ、Ｃｕ、及び、Ｎｉの添加効果を総合的に評価する指標である。
Ｃｉが、０．１５０を超えると、工業的生産に適う熱間加工性を確保できないので、上限を０．１５０とする。好ましくは０．１２０以下、より好ましくは０．０８０以下である。
一方、Ｃｉが、−０．１９４未満であると、工業的生産に適う熱間加工性を確保できても、所要の耐食性を確保できないので、下限を、−０．１９４とする。好ましくは、−０．１００以上、より好ましくは、−０．０５０以上である。
即ち、Ｓｎ、Ｃｕ、及び、Ｎｉの含有量（質量％）が、上記式を満たすとき、本発明鋼は、所要の耐食性を備えるともに、工業的生産に適う熱間加工性を備えるものとなる。その結果、本発明鋼の熱間圧延時、及び、部品への熱間成形時に、割れや、疵の発生を防止することができる。
実際の鋼材製造工程では、鋳片を分塊圧延する工程があり、分塊圧延での加工性、即ち、分塊圧延での割れと疵の発生が問題となる。
鋳片の熱間加工性は、一般に、鋼片の熱間加工性よりも劣るので、本発明鋼では、熱間加工性を、分塊圧延を模擬した条件のもとで、Ｃｉを変えて評価し、素材とする棒鋼又は線材を圧延する時の割れ、及び、圧延後の疵を防止するＳｎ、Ｃｕ、及び、Ｎｉの含有量（質量％）を決定する。
０．５％Ｃ−０．２％Ｓｉ−０．５％Ｍｎ−０．０２％Ｐ−０．００５％Ｓ−７％Ｃｒ−０．０２％Ａｌ−０．０１２％Ｎ−残部Ｆｅ及び不可避不純物を基本組成とし、２．０％以下のＳｎ、１．０％以下のＣｕ、及び、２．０％以下のＮｉを種々の組合せで含有する供試鋼を真空溶解し、１５ｋｇのインゴットに鋳造して、熱間加工性を評価した。
インゴットを切削して、断面８０ｍｍ角の試験材を作製し、中心部に熱電対を取り付けた。８０ｍｍ角の試験材を１０５０℃の電気炉に装入し、試験材の中心部が１０４５℃に達してから３０分後に取り出し、表面温度が１０００℃となった時点で圧延を開始した。
圧延は３パス連続で行い、厚さ８０ｍｍを、順次、６４ｍｍ、５１ｍｍ、４１ｍｍとし、その後、空冷した。
空冷後、試験材の断面を切り出して表面疵を観察した。疵は、深さ６０μｍ未満を“疵なし”と判定し、深さ６０〜１００μｍを“疵軽微”と判定し、深さ１００μｍ超を“疵あり”と判定した。なお、圧延途中で試験材が割れた場合は、割れた時点で圧延を中断した。
以上の試験結果を図１に示す。Ｃｉが０．１５０を超える軸受鋼においては、工業的生産に適う熱間加工性を確保できず、深さ１００μｍ超の疵が発生することが解る。
一方、Ｃｉが０．１５０以下の本発明鋼においては、疵が発生せず、Ｃｉが０．１２０以下であれば、疵が全く発生しないことが解る。
疵が発生しない本発明鋼を軸受部品又は精密機器部品に適用する場合、部品形状に加工した後、転動面又は摺動面に高周波焼入れを施す。その結果、疲労特性に優れ、長寿命の軸受部品及び精密機器部品を得ることができる。
【実施例】
【０００９】
次に、本発明の実施例について説明するが、実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。
本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。
（実施例）
最初に、鋳片の熱間加工性を評価した。表１に示す成分組成の鋼を１６ｋｇ真空溶解して鋳造したインゴットを切削して、熱間加工性の試験に供する、断面８０ｍｍ角の四角柱形状の試験材を作製した。
【表１】
2012032819.tif 000003
試験材を１２００℃の電気炉に装入し、試験材の中心部が１１５０℃に達してから３０分後に取り出し、大気中で冷却し、表面温度が１０００℃となった時点で圧延を開始した。
圧延は３パス連続で行い、厚さ８０ｍｍを、順次、６４ｍｍ、５１ｍｍ、４１ｍｍとし、その後、空冷した。
空冷後、圧延方向と平行に中心線上で、試験材を切断し、中央部の断面３０ｍｍ長さについて表面疵を観察した。
疵は、深さ６０μｍ未満を“疵なし”と判定し、深さ６０〜１００μｍを“疵軽微”と判定し、深さ１００μｍ超を“疵あり”と判定した。なお、圧延途中で試験材が割れた場合は、割れた時点で試験を中断した。判定結果を表２に示す。
【表２】
2012032819.tif 000004
表２に示すように、発明鋼のＮｏ．１〜Ｎｏ．１２においては、圧延中、割れ・疵が発生せず、圧延が完了した。しかし、Ｃｉ値（＝０．１２×％Ｓｎ＋％Ｃｕ−０．１×％Ｎｉ）が０．１５％を超える比較鋼のＮｏ．１３〜１６、及び、１８〜２０は、圧延中に、割れ、又は疵が発生した。
続いて、圧延した発明鋼の全部と、割れ・疵が発生しなかった比較鋼のＮｏ．１７、２１〜２５、及び、２６（従来鋼）について、以下の腐食試験を行った。
圧延した試験材から、圧延方向と平行な方向において、直径３０ｍｍ×２００ｍｍの丸棒を切り出して試験片とした。上記試験片の表面に高周波焼入れを施した後、長さ方向の中央部で切断した。切断面を＃８００のサンドペーパーで仕上げ、この仕上げ面を試験面とした。
耐食性は、ＪＩＳ  Ｃ００２８に基づき、低温サイクルなしの温湿潤サイクル試験（２４時間／サイクル）による発銹の発錆状態で評価した。発銹状態を評価した結果を表２に併せて示す。
表２において、○印は、微少な孔食腐食が試験面全体で５個以下の発錆状態を示し、△印は、孔食腐食が５〜２５個で軽微な発生状態を示し、×印は、孔食腐食が２５個を超える発銹状態を表す。
従来鋼のＮｏ．２６（従来鋼）は、Ｃｒを１０．０％含有する鋼であり（表１、参照）、その耐食性は、本発明鋼の耐食性を評価する基準となるが、表２に示すように、８サイクル以降、急速に腐食が進行して、本発明鋼の耐食性より劣る結果となっている。
一方、本発明鋼の非焼入れ部は、８サイクルで発銹が始まるものがあっても、従来鋼Ｎｏ．２６と比較すると、いずれも軽微な発銹で止まっている。
比較鋼のＮｏ．１７は、Ｓが０．０５０％と多く（表１、参照）、４サイクル目から発銹状態が×となっている。比較鋼のＮｏ．２１は、Ｍｎが本発明の範囲を外れて高いものである。Ｍｎが多くても、耐食性に大きく影響しないが、圧延材の組織に硬質なベイナイトやマルテンサイトが混在し易くなり、圧延後の剪断性や遅れ破壊特性が劣化する。
比較鋼のＮｏ．２２は、Ｓ量が多いことに加え、Ｓｎが無添加で（表１、参照）、４サイクル目から多数の錆が認められた。比較鋼のＮｏ．２３は、Ｓｎが無添加で、また、Ｏ量が多く、耐発錆性は、発明鋼及び基準となるＮｏ．２６（従来鋼）より劣っている。
比較鋼のＮｏ．２４は、Ｎ量が多く、耐発錆性に劣っている。また、比較鋼のＮｏ．２４は、Ｃ量は少なすぎて、軸受鋼として必要な焼入れ硬さが得られていない。比較鋼のＮｏ．２５は、Ｓｎが無添加であり、発錆量が発明鋼や基準となるＮｏ．２６（従来鋼）よりも多い。
比較鋼のＮｏ．２６は、従来の低Ｃｒ耐食鋼であり、被削性を重視するため、Ｓ量が０．０１５％を超えており、また、Ｎ量も多い。そのため、Ｎｏ．２６（従来鋼）の耐食性は、Ｃｒ量が本発明鋼より多いのにもかかわらず、耐食性が本発明鋼よりも劣っている。
【産業上の利用可能性】
【００１０】
前述したように、本発明によれば、焼入れ部のみならず、非焼入れ部の耐食性に優れ、かつ、工業的生産に適う熱間加工性を備え、比較的穏やかな環境及び／又は防錆剤、潤滑剤の使用が制限される環境で使用する低Ｃｒ耐食性軸受部品の素材に適する軸受鋼を提供することができる。
本発明は、直動運動案内システム用のレールとキャリッジ、ボールねじ、ＸＹテーブル、回転運動する転がり軸受、すべり軸受、鋼球などの軸受部品全般及び軸受け機能を備える精密機器部品全般に利用可能であるので、産業上の利用可能性が高いものである。
【図１】
2012032819.tif 000005
【国際調査報告】
2012032819.tif 000006
2012032819.tif 000007