(57)【要約】【課題】実用上必要な硬度や強度を有するとともに、従来よりも耐食性を向上させた転がり軸受を提供する。【解決手段】内輪、外輪及び転動体の少なくとも１つが、（Ａ）質量％で、Ｃ：０．２２〜０．３３％、Ｃｒ：１２．０〜１４．７％、Ｍｏ；１．０２〜２．８８％、Ｍｎ：０．４０％以下、Ｓｉ：０．９８％以下、Ｎｉ：０．７５％以下、Ｎ：０．０４〜０．１３％、Ｃ＋Ｎ：０．２６〜０．４６％を含有するマルテンサイト系ステンレス製で、（Ｂ）「Ｃｒ含有量（質量％）＋３．３×Ｍｏ含有量（質量％）＋１６×Ｎ含有量（質量％）」で表される孔食指数が１６．１以上であり、かつ、（Ｃ）焼入れ焼戻し後の硬さがＨＲＣ５３以上である高耐食転がり軸受。【選択図】図２
2014114508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と外輪との間に、保持器により複数の転動体を転動自在に保持した転がり軸受において、
前記内輪、前記外輪及び前記転動体の少なくとも１つが、
（Ａ）質量％で、Ｃ：０．２２〜０．３３％、Ｃｒ：１２．０〜１４．７％、Ｍｏ；１．０２〜２．８８％、Ｍｎ：０．４０％以下、Ｓｉ：０．９８％以下、Ｎｉ：０．７５％以下、Ｎ：０．０４〜０．１３％、Ｃ＋Ｎ：０．２６〜０．４６％を含有するマルテンサイト系ステンレス製で、
（Ｂ）「Ｃｒ含有量（質量％）＋３．３×Ｍｏ含有量（質量％）＋１６×Ｎ含有量（質量％）」で表される孔食指数が１６．１以上であり、かつ、
（Ｃ）焼入れ焼戻し後の硬さがＨＲＣ５３以上
であることを特徴とする高耐食転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐食性が要求される転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療機器は、滅菌・殺菌を目的として消毒液に浸漬した後に使用されるため、湿潤と乾燥とが繰り返される。消毒液には、血液や淡タンパク質の滅菌・殺菌効果を高めるために強アルカリ溶液が使用されることもある。そのため、医療機器に使用される転がり軸受も同様の大変厳しい腐食環境下で使用されることになるが、医療機器では高い信頼性が要求されるため、製品性能の低下要因となる発錆は好ましくない。
【０００３】
一般に、耐食性が要求される転がり軸受では、軸受材料としてＳＵＳ４４０Ｃや１３Ｃｒ系に代表されるマルテンサイト系ステンレス鋼が使用される（例えば、特許文献１参照）。しかし、マルテンサイト系ステンレス鋼は、硬さを確保するためにＣ含有量が高く、２０μm程度の炭化物が多数生成し耐食性に劣るため、強アルカリ消毒液へ曝されるといった厳しい腐食環境は使用できない。また、そのような炭化物により加工性が劣るという問題もある。
【０００４】
医療器具では、使用される環境上、音響に対する要求も厳しい。音響劣化の要因の一つとして残留オーステナイトが挙げられるが、これは軟質な残留オーステナイトが存在すると、軌道面に永久変形（塑性変形）が生じないように定められた基本静定格荷重Ｃ０よりも小さな荷重でも永久変形が生じ、これに起因して軸受回転中に許容できないような騒音を生じることがある。医療器具では騒音やノイズを生じない極めて高い静粛性が要求されるため、軸受に僅かな音響劣化が生じても問題となる。そこで、残留オーステナイトについては、焼入れ後、サブゼロ処理を行ったりするなどして残留オーステナイト量を低減する処理がとられる。しかし、Ｃ含有量が高いと、残留オーステナイト量も高くなり，永久変形による音響劣化はもとより，残留オーステナイトが経年変化した際の体積変化による音響劣化も生じうる。サブゼロ処理を施したとしても、残留オーステナイト量は８〜１２容量%程度となるため、音響劣化の懸念がある。
【０００５】
また、フェライト系ステンレス鋼やオーステナイト系ステンレス鋼は、マルテンサイト系ステンレス鋼よりも耐食性に優れるものの、低強度であり、例えばオーステナイト系ステンレス鋼は冷間加工を施してもＨＲＣ４０程度であり，転がり軸受には殆ど使用されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３２６０２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、実用上必要な硬度や強度を有するとともに、強アルカリ消毒液に曝されるような過酷な腐食環境下でも発錆せず、音響特性にも優れる転がり軸受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】
【０００８】
上記の目的を達成するために本発明は、内輪と外輪との間に、保持器により複数の転動体を転動自在に保持した転がり軸受において、前記内輪、前記外輪及び前記転動体の少なくとも１つが、
（Ａ）質量％で、Ｃ：０．２２〜０．３３％、Ｃｒ：１２．０〜１４．７％、Ｍｏ；１．０２〜２．８８％、Ｍｎ：０．４０％以下、Ｓｉ：０．９８％以下、Ｎｉ：０．７５％以下、Ｎ：０．０４〜０．１３％、Ｃ＋Ｎ：０．２６〜０．４６％を含有するマルテンサイト系ステンレス製で、
（Ｂ）「Ｃｒ含有量（質量％）＋３．３×Ｍｏ含有量（質量％）＋１６×Ｎ含有量（質量％）」で表される孔食指数が１６．１以上であり、かつ、
（Ｃ）焼入れ焼戻し後の硬さがＨＲＣ５３以上
であることを特徴とする高耐食転がり軸受を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、転動体、内輪及び外輪を形成する鋼材において、耐食性の低下要因であるＣ含有量を低く抑えるとともに、耐食性を向上させるＮ含有量を高め、更には耐食性を示す孔食指数を特定値以上にすることにより、耐食性に加えて高強度にすることができ、更には音響特性にも優れる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】試験１、２で用いた試験軸受（ＳＲ１４４）を示す断面図である。
【図２】試験１で得られた、ＰＲＥ値と錆の発生状況との関係を示すグラフである。
【図３】試験１で得られた、Ｃ含有量と錆の発生状況との関係を示すグラフである。
【図４】試験１で得られた、（Ｃ＋Ｎ）含有量とＨＲＣ硬さとの関係を示すグラフである。
【図５】試験２で得られた、試料Ｎｏ．３の材料組織を示す顕微鏡写真（１０００倍）である。
【図６】試験２で得られた、試料Ｎｏ．１７の材料組織を示す顕微鏡写真（１０００倍）である。
【図７】試験２で得られた、各試料の（Ｃ＋Ｎ）含有量と硬さのとの関係を示す関係を示すグラフである。
【図８】試験２で用いた軸受音圧測定器を示す断面図である。
【図９】試験２で得られた、各試料の残留オーステナイト量と音響劣化値との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に関して図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
本発明において転がり軸受の種類や構造には制限がなく、例えば医療機器に通常使用される各種の転がり軸受が対象となる。但し、本発明は、耐食性や音響特性を向上させるとともに、高強度にして信頼性を高めるために、内輪、外輪及び転動体の少なくとも１つを特定のマルテンサイト系ステンレスで形成する。
【００１３】
耐食性及び耐すき間腐食性の指標として、下記（１）式で表される孔食指数（ＰＲＥ：Ｐｉｔｔｉｎｇ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ）が知られており、この値は材料成分で決定される。
ＰＲＥ＝Ｃｒ含有量＋３．３×Ｍｏ含有量＋１６×Ｎ含有量  ・・・（１）
尚、含有量は何れも質量％である。
【００１４】
腐食環境下においてＰＲＥ値の大きさと錆の発生傾向に相関が有り、腐食環境下で使用される転動部材にはＰＲＥ値を高くしたステンレス鋼が有効である。更に、ＰＲＥ値を高くした場合でも、Ｃ含有量が多いと十分な耐食性が得られない。これは、基地（マトリックス）中の耐食性に寄与するＣｒやＭｏと炭化物を形成し、基地中の特に炭化物近傍の合金元素が少なくなってしまうことが原因である。（１）式にはＣ含有量の項が無く、Ｃは腐食に影響しないとされていたが、検証により実際には大きく影響することが判明した。本発明では、ＰＲＥ値を１６．１以上で、かつ、Ｃ含有量を０．２２〜０．３３質量％に低く設定している。
【００１５】
また、転がり軸受は高面圧で繰り返しせん断応力を受けるため、せん断応力に耐えて転機能を果たすために、焼入れ・焼戻し後の硬さは一般的にＨＲＣ５２以上とされている。本発明では焼入れ・焼戻し後の硬さをＨＲＣ５３以上にするが、炭素含有量を上記の範囲に抑えると必要な硬さを得ることができなくなる。そこで、炭素含有量を抑える代わりに、耐食性を損なわずに高強度化も可能な元素として、窒素を０．０４〜０．１３質量％含有させる。
【００１６】
本発明はこのような知見に基づくものであり、下記に示す特定組成のマルテンサイト系ステンレス鋼で内輪、外輪及び転動体の少なくとも１つを形成する。尚、残部は鉄及び不可避不純物である。
【００１７】
Ｃ：０．２２〜０．３３質量％
Ｃは焼入れによって基地（マトリックス）に固溶し、組織をマルテンサイト化することで耐食性が低下する。また、他の合金成分（ＣｒやＭｏ）と結合して鋼中に硬い炭化物を形成して耐摩耗性を向上させる作用も有する。しかし、炭化物形成のために、耐食性に寄与するＣｒとＭｏの炭化物近傍での存在率が低減することで耐食性が低下する。また、Ｃ含有量が多いと、鋼中に粗大な共晶炭化物が形成されやすくなり、靭性及び加工性（研削性）が低下する。よって、良好な耐食性及び加工性を得るために、Ｃ含有量を０．３３質量％以下とする。但し、内輪及び外輪として必要な硬さを得るために、Ｃ含有量を０．２２質量％以上とする。
【００１８】
また、炭化物の形成を抑えるためにＣ含有量を上記範囲にしているが、１００ｍｍ2あたり、最長部の長さが１０μm以上２０μm以下の炭化物が２個以下で、２０μm以上の炭化物が１個以下であることが好ましい。
【００１９】
尚、好ましいＣ含有量は０．２６〜０．３３質量％である。
【００２０】
Ｃｒ：１２．０〜１４．０質量％
Ｃｒは、耐食性に寄与する元素である。また、基地に固溶して焼入れ性を向上させる作用を有する。更に、Ｃと結合して鋼中に硬い炭化物を形成して耐摩耗性を向上させる作用も有する。そして、医療用転がり軸受の内輪及び外輪として必要な耐食性を得るためには、Ｃｒ含有量を１２．０質量％以上とする必要がある。但し、Ｃｒ含有量が多くなると、旋削性が低下するため、１４．０質量％以下とする。
【００２１】
尚、好ましいＣｒ含有量は１３．０〜１４．０質量％である。
【００２２】
Ｍｏ：１．０２〜２．８８質量％
Ｍｏは、耐食性に寄与する元素である。また、基地に固溶して焼入れ性及び焼戻し軟化抵抗性を向上させる作用を有する。更に、Ｃと結合して鋼中に硬い炭化物を形成して耐摩耗性を向上させる作用も有する。そして、医療用転がり軸受の内輪及び外輪として必要な耐食性を得るためには、Ｍｏ含有量を１．０２質量％以上とする必要がある。但し、Ｍｏ含有量が多くなると、冷間加工性及び被削性が低下するため、２．８８質量％以下とする。
【００２３】
尚、好ましいＭｏ含有量は１．２５〜２．５８質量％である。
【００２４】
Ｍｎ：０．４０質量％以下
Ｍｎは、基地に固溶して焼入れ性を向上させる作用を有する。また、脱酸素剤として作用する。そのため、Ｍｎ含有量は０．１質量％以上であることが好ましい。但し、Ｍｎ含有量が多くなると、鍛造性及び被削性が低下する可能性と、ＳやＰと共存して耐久性を低下させる可能性がある。また、Ｍｎ含有量が多くなると、残留オーステナイト量が多くなって十分な硬さが得られない可能性がある。そのため、Ｍｎ含有量は０．５０質量％以下とする。
【００２５】
Ｓｉ：０．９８質量％以下
Ｓｉは精鋼時に脱酸素剤として作用し、基地に固溶して焼入れ性を向上させる作用を有する。また、焼戻し軟化抵抗性を高める作用も有する。そのため、Ｓｉ含有量は０．１質量％以上であることが好ましい。但し、Ｓｉ含有量が多くなると、冷間加工性及び被削性が低下するため、０．９８質量％以下とする。
【００２６】
尚、好ましいＳｉ含有量は０．４５質量％以下である。
【００２７】
Ｎｉ：０．７５質量％以下
Ｎｉは、耐食性に寄与する元素である。また、基地に固溶して焼入れ性及び靭性を向上させる作用を有する。そのため、Ｎｉ含有量は０．１質量％以上であることが好ましい。但し、Ｎｉ含有量が多くなると、冷間加工性及び被削性が低下するため、０．７５質量％以下とする。
【００２８】
尚、好ましいＮｉ含有量は０．５６質量％以下である。
【００２９】
Ｃｕ：０．５質量％以下
Ｃｕは基地に固溶して焼入れ性及び粒界強度を向上させる作用を有するため、選択的に含有させてもよい。但し、Ｃｕ含有量が多くなると、熱間鍛造性が不十分となって生産性が低下するため、０．５質量％以下とする。
【００３０】
尚、好ましいＣｕ含有量は０．４質量％以下である。
【００３１】
Ｓ：０．００３質量％以下
ＳはＭｎと結合してＭｎＳを形成して介在物となるため、０．００３質量％以下とする。
【００３２】
Ｐ：０．０３５質量％以下
Ｐは結晶粒界に偏析して粒界強度や破壊靭性を低下させるため、０．０３５質量％以下とする。
【００３３】
Ｎ：０．０４〜０．１３質量％
Ｎは、ＰＲＥ値を上げる作用が最も強い元素であり、０．０４質量％以上とする。但し、Ｎが過剰に入りすぎると凝固時のブローホールの形成が問題になるため、０．１３質量％以下とする。
【００３４】
尚、好ましいＮ含有量は０．０５〜０．０９質量％である。
【００３５】
窒素を添加する方法としては、溶鋼に窒化物を添加する溶製法と、固相状態の鋼に高温で窒素を吸収させるガス窒素吸収処理法が主流となっている。前者は、凝固時のブローホールの形成が問題となるため窒素添加量が制限される。後者は、高温の窒素ガス雰囲気中に保持することで表面から窒素を吸収させるため、内部まで窒素を拡散するためには長時間の処理が必要となる。そこで、溶製法を用いてブローホールが生成しないように窒素を添加することが好ましい。
【００３６】
Ｃ＋Ｎ：０．２６〜０．４６質量％
上記のように、Ｃ及びＮは焼入れ・焼戻し後硬さに寄与する元素であり、内輪及び外輪に必要な硬さＨＲＣ５３以上を満足するためにはＣとＮの合計で０．２６質量％以上とする。好ましくは０．３１質量％以上である。
【００３７】
また、上限については、上記のように０．４６質量％である。
【００３８】
鋼材組成は上記のとおりであるが、音響劣化や騒音の要因となる残留オーステナイト量を８容量%以下とすることが好ましい。硬さがＨＲＣ５３以上であっても、残留オーステナイト量が多いと何らかの荷重が加わった際に永久変形が生じて音響劣化を起こし、また残留オーステナイトが経年変化した際の体積変化による音響劣化も生じる。残留オーステナイト量が８容量%以下であれば、実用上これらの問題は生じなくなる。残留オーステナイト量は、より好ましくは５．２容量％以下であり、更に好ましくは３．１容量％以下である。
【実施例】
【００３９】
以下に試験例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら宣言されるものではない。
【００４０】
（試験１）
表１に示す合金組成の鋼材で転がり軸受（名番ＳＲ１４４）の外輪及び内輪を作製し、セラミックス製転動体及びポリアミドイミド製保持器とともに、軸受を組み立てて試験軸受を作製した。この転がり軸受（名番ＳＲ１４４）は歯科用ハンドピースに使用される軸受であり、図１に示すように、保持器１０は外輪１１よりも内輪１２に近接しており、高速回転時、保持器１０が内輪１２に案内される構成となっている。内輪１２の、内輪軌道１３を除く外周面１４部分が、保持器１０を案内する案内面となる。また、寸法は、内径３．１７５ｍｍ、外径６．３５０ｍｍ、幅２．３８０ｍｍである。
【００４１】
尚、外輪及び内輪については、鋼材を旋削加工し、焼入れ焼戻し、研削仕上げした。焼入れ焼戻し処理は、１０５０〜１２００℃で０．５〜１．５ｈｒ加熱後に油冷して焼入れ、−８０℃でサブゼロ処理、その後１５０〜２００℃で０．５〜１．５ｈｒ加熱後空冷して焼戻しを行っている。
【００４２】
そして、試験軸受を消毒液として使用されている次亜塩素酸溶液に浸漬して錆の発生状況を調べた。その際、次亜塩素酸溶液は、通常よりも厳しい溶液濃度６質量％、ｐＨ１２、液温３０℃とし、試験軸受を１６８時間浸漬した。そして、外観検査で錆が発生した箇所の数を測定した。
【００４３】
また、各鋼材について、（１）式に基づきＰＲＥ値を算出し、ロックウェル硬度計（ＩＳＯ  ６５０８−１準拠）を用いて表面硬さ（ＨＲＣ）を測定した。
【００４４】
以上の結果を表１に併記するが、錆発生数については、Ｎｏ．１の鋼材に対する相対値で示す。また、Ｎｏ．１〜３、５〜１０のＰＲＥ値と錆の発生状況との関係を図２に示す。
【００４５】
【表１】
2014114508.tif 000003
【００４６】
表１及び図２から、ＰＲＥ値が１６．１未満では錆の発生が著しいが、ＰＲＥ値が１６．１以上になると錆の発生が大きく低減しているのがわかる。
【００４７】
但し、Ｎｏ．４の鋼材とＮｏ．１０の鋼材とはＰＲＥ値が同等であるが、Ｎｏ．４の鋼材は錆の発生が多くなっている。これは、Ｎｏ．４の鋼材はＣ含有量が本発明の規定害であることによる。そこで、Ｃ含有量が錆の発生に及ぼす影響を調べるために、表２に示す合金組成の鋼材を用い、上記と同様の錆の発生状況を調べた。結果を表２及び図３に示すが、Ｎｏ．１６の鋼材に対する相対値で示す。
【００４８】
【表２】
2014114508.tif 000004
【００４９】
表２及び図３から、ＰＲＥ値が１６．１以上であっても、Ｃ含有量が多くなるほど錆が発生しやすくなり、錆の発生を抑えるにはＣ含有量が０．３３質量％以下にする必要があることがわかる。
【００５０】
また、表１に示す鋼材の中でＮｏ．２、Ｎｏ．５、Ｎｏ．７、Ｎｏ．９、Ｎｏ．１０の鋼材のＨＲＣ硬さと、Ｎ含有量及び（Ｃ＋Ｎ）含有量との関係について調べた。結果を表３及び図４に示すが、Ｎ含有量が０．０４〜０．１３質量％で、かつ（Ｃ＋Ｎ）含有量が０．２６〜０．４６質量％の範囲であれば、（Ｃ＋Ｎ）含有量が０．２６〜０．４６質量％であってもＮを含まない場合に比べて表面硬さが高まることがわかる。特に、Ｎ含有量が０．０５〜０．１３質量％で、（Ｃ＋Ｎ）含有量が０．３１質量％以上では、何れもＨＲＣ５８以上と高く、好ましい。
【００５１】
【表３】
2014114508.tif 000005
【００５２】
（試験２）
試験１の結果を踏まえ、合金組成の更なる検証を行うため、表４に示す鋼材を用いて転がり軸受（名番ＳＲ１４４）の外輪及び内輪を作製した。試料Ｎｏ．１はオーステナイト系ステンレス鋼のＳＵＳ３０４、試料Ｎｏ．２はオーステナイト系ステンレス鋼のＳＵＳ３１６、試料Ｎｏ．３は代表的なマルテンサイト系ステンレス鋼のＳＵＳ４４０、試料Ｎｏ．４〜Ｎｏ．６は機械部品用として実用化されているオーステナイト系ステンレス鋼のＳＵＳ３０４、試料Ｎｏ．７〜Ｎｏ．１２は炭素慮以外の成分を本発明品と同等にして耐食性に及ぼす炭素量の影響を確認するための比較例であり、試料Ｎｏ．１３〜Ｎｏ．１７は本発明品である。尚、これらの鋼材を旋削加工し、焼入れ焼戻し、研削仕上げたが、焼入れ焼戻し処理は、比較例Ｎｏ．７〜Ｎｏ．１２及び本発明品Ｎｏ．１３〜Ｎｏ．１７では、１０５０〜１２００℃で０．５〜１．５ｈｒ加熱後に油冷して焼入れ、−８０℃でサブゼロ処理、その後１５０〜２００℃で０．５〜１．５ｈｒ加熱後空冷して焼戻しを行っている。そして、セラミックス製転動体及びポリアミドイミド製保持器とともに、軸受を組み立てて試験軸受を作製した。
【００５３】
そして、試験１と同様にして試験軸受を消毒液に浸漬し、外観検査にて腐食状況を評価した。結果を表４に示すが、腐食しなかったものをＡ、若干腐食しているもの（面積比で０％〜１０％）をＢ、腐食しているもの（面積比で１０％〜５０％）をＣ、かなり腐食しているもの（面積比で５０％〜１００％）をＤとした。
【００５４】
また、各鋼材について、（１）式に基づきＰＲＥ値を算出し、ロックウェル硬度計（ＩＳＯ  ６５０８−１準拠）を用いて表面硬さ（ＨＲＣ）を測定した。
【００５５】
【表４】
2014114508.tif 000006
【００５６】
表４に示すように、ＰＲＥ１６．１未満の試料Ｎｏ．４〜Ｎｏ．５では、錆の発生面積率が高い（評価Ｄ）。ＰＲＥ１７．１以上であっても、Ｃ含有量が０．３５質量％以上の試料Ｎｏ．３〜Ｎｏ．６及びＮｏ．９〜Ｎｏ．１２では錆の発生面積率が高い（評価ＣまたはＤ）。しかし、ＰＲＥ１６１．以上でＣ含有量が０．３５質量％以下の試料Ｎｏ．７〜Ｎｏ．８及びＮｏ．１３〜Ｎｏ．１７では、錆はほとんど発生しないか、全く発生していない（評価ＡまたはＢ）。
【００５７】
ここで、試料Ｎｏ．６のＰＲＥは今回評価した試料の中で最も高く、本発明品である試料Ｎｏ．１３〜Ｎｏ．１７のＰＲＥよりも高いが、耐食性評価はＤである。このようにＰＲＥが高いにも関わらず耐食性評価がＤである要因として、Ｃ含有量が高いことが要因であると考えられる。そこで、Ｃ含有量以外の成分を本発明品と同等にして耐食性に及ぼすＣ含有量の影響を確認するために作製した試料Ｎｏ．７〜Ｎｏ．１５で耐食性に及ぼす炭素の影響を確認した。
【００５８】
試料Ｎｏ．７〜Ｎｏ．１４のＰＲＥはほぼ同等であるにも関わらず、耐食性評価はＡ〜Ｄと大きく異なる。Ｃ含有量が０．３３質量％以下であるＮｏ．７〜Ｎｏ．８及びＮｏ．１３〜Ｎｏ．１６は耐食性評価がＡまたはＢであり、Ｃ含有量が０．３５質量％以上であるＮｏ．９〜Ｎｏ．１２は耐食性評価がＣまたはＤである。
【００５９】
このように、ＰＲＥ１６．１以上でもＣ含有量が０．３５質量％以上になると耐食性評価が低くなることが分かる。この理由として、前述したように、Ｃ含有量が高いと素地中の耐食性に寄与するＣｒやＭｏと炭化物を形成して、素地中、特に炭化物近傍の合金元素が少なくなってしまうことが要因である。図５に耐食性評価がＤである試料Ｎｏ．３の材料組織（顕微鏡写真×１０００）を示す。ここに示す顕微鏡写真以外にも、表層から心部まで材料組織を広く観察した結果、１００ｍｍ２あたりに１０μm以上２０μm以下の炭化物が３〜４個、２０μm以上の炭化物も１個以上は確認できた。ここで、炭化物形状の定義に関しては、炭化物の最長となる長さを長径とし、その長径の長さを炭化物のサイズと定義している。尚、耐食性評価がＣまたはＤの試料Ｎｏ．３〜Ｎｏ．６及びＮｏ．９〜Ｎｏ．１２においても同様なサイズおよび同等以上の割合で炭化物が存在することを確認している。図６に耐食性評価がＡである試料Ｎｏ．１７の材料組織（顕微鏡写真×１０００）を示すが、図５で見られるような１０μm以上の炭化物は存在しない。尚、耐食性評価がＡまたはＢの試料Ｎｏ．７〜Ｎｏ．８及びＮｏ．１３〜Ｎｏ．１７においても１０μm以上の炭化物はほとんど存在しないことを確認している。但し、心部などの偏析しやすい部位においては、２０μm前後の炭化物を完全に抑えることはできないため、一定面積あたりの炭化物サイズ・個数を規定する必要がある。
【００６０】
上述したように、ＰＲＥが高くても炭化物が多数形成される場合においては耐食性が低下するため、錆を抑制するためにはＰＲＥが高いことに加え、Ｃ含有量を低くする必要がある。具体的には、ＰＲＥを１６１．９以上、Ｃ含有量を０．３３質量％以下、炭化物については１００ｍｍ２あたりに１０μm以上２０μm以下の炭化物が２個以下、２０μm以上の炭化物が１個以下までとする。
【００６１】
また、表４及び図７に各試料の（Ｃ＋Ｎ）含有量と硬さの関係を示すが、（Ｃ＋Ｎ）含有量が０．２６質量％未満では転動部材に必要な硬さＨＲＣ５３を満たさないが、（Ｃ＋Ｎ）含有量が０．２６質量％以上でＨＲＣ５３以上を満足する。よって、（Ｃ＋Ｎ）含有量が低いと硬さが低下するため、医療器具用途での軸受部材として適用する際に必要な硬さＨＲＣ５３を満足するには、（Ｃ＋Ｎ）含有量を０．２６質量％以上とする必要がある。
【００６２】
更に、音響特性を評価した。評価には図８に示す軸受音圧測定器を用い、軸受単体での音圧値を測定した。図示される軸受音測定器では、スピンドル用モータの軸８に試験軸受Ｗを組み込み、これに１９６．１４Ｎの衝撃荷重を負荷した。尚、１は外輪、２は内輪、３は転動体、４はステータ、５はロータ、６はシール、７はハウジング、７ａはフランジであり、フランジ７ａをボルトで固定して試験軸受Ｗに衝撃を加えた。その後、試験軸受Ｗを軸８から取り外し、軸受単体の状態で音圧値を測定した。この衝撃荷重負荷後の音圧値から試験前の音圧値を差し引いた値を音響劣化値（ｄＢ）として求めた。表４及び図９に、各試料の残留オーステナイト量と音響劣化値との関係を示す。
【００６３】
表４及び図９に示すように、残留オーステナイト量が８容量％未満である試料Ｎｏ．７〜Ｎｏ．１０及びＮｏ．１３〜Ｎｏ．１７では音響劣化値が１．５ｄＢ以下と極めて小さいのに対し、残留オーステナイト量が８容量％以上である試料Ｎｏ．３〜Ｎｏ．６及びＮｏ．１１〜Ｎｏ．１２では音響劣化値が２．６ｄＢ以上である。このように、残留オーステナイト量が８容量％以上では音響劣化値が大きくなることが分かる。よって、音響劣化を抑えるためには残留オーステナイト量を低くする必要があり、具体的には残留オーステナイト量を８容量%未満とする。
【００６４】
以上の結果から、医療器具用途で消毒液など腐食環境下に曝される軸受部材として使用されるマルテンサイト系ステンレス鋼は、ＰＲＥを１６．１以上、Ｃ含有量を０．３３質量％以下とすることで炭化物の生成を抑制し、（Ｃ＋Ｎ）含有量を０．２６質量％以上とすることでＨＲＣ５３以上を満足し、残留オーステナイト量を８容量％未満とすることで音響劣化を抑えることができる。
【符号の説明】
【００６５】
１  外輪
２  内輪
３  転動体
４  ステータ
５  ロータ
６  シール
７  ハウジング
７ａ  フランジ
８  軸
Ｗ  試験軸受
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図５】
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【図６】
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