(57)【要約】【課題】高荷重条件下においても、長い転がり寿命を確保できる転がり摺動部材、その製造方法及び転がり軸受を提供する。【解決手段】転がり軸受である玉軸受１の転がり摺動部材である外内輪（１０，２０）及び玉（３０）を、Ｃ０．１〜０．５質量％、Ｓｉ０．０５〜０．２５質量％、Ｍｎ１．２〜１．６質量％、Ｎｉ０．１質量％以下、Ｃｕ０．０５質量％以下、Ｃｒ２．５〜３．５質量％、Ｍｏ０．０１〜０．１質量％を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物であり、式：４７．２≦８．１Ｍｎ＋１３．７Ｃｒ≦６０．９及び式：０．６５≦９．２Ｓｉ＋２９（Ｎｉ＋Ｃｕ）＋１８．５Ｍｏ≦５．５を満たす組成を有する基体部（１０ａ１，２０ａ１，３０ａ１）と表面浸炭層（１０ａ２，２０ａ２，３０ａ２）とを含むように構成する。【選択図】図１
2018021654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相手部材との間で相対的に接触する研磨仕上げされた転がり摺動面を有する転がり摺動部材であって、
炭素０．１〜０．５質量％と、ケイ素０．０５〜０．２５質量％と、マンガン１．２〜１．６質量％と、ニッケル０．１質量％以下と、銅０．０５質量％以下と、クロム２．５〜３．５質量％と、モリブデン０．０１〜０．１質量％とを含有し、残部が鉄及び不可避的不純物であり、式（Ｉ）：
４７．２≦８．１Ｍｎ＋１３．７Ｃｒ≦６０．９                          （Ｉ）
（式中、Ｍｎはマンガンの含有量（質量％）、Ｃｒはクロムの含有量（質量％）を示す）
及び式（ＩＩ）：
０．６５≦９．２Ｓｉ＋２９（Ｎｉ＋Ｃｕ）＋１８．５Ｍｏ≦５．５      （ＩＩ）
（式中、Ｓｉはケイ素の含有量（質量％）、Ｎｉはニッケルの含有量（質量％）、Ｃｕは銅の含有量（質量％）、Ｍｏはモリブデンの含有量（質量％）を示す）
を満たす組成を有する基体部と表面浸炭層とを含むことを特徴とする転がり摺動部材。
【請求項２】
前記転がり摺動面から最大直交せん断応力発生深さの位置におけるビッカース硬さＨｖが７００〜８００である請求項１に記載の転がり摺動部材。
【請求項３】
前記転がり摺動面から最大直交せん断応力発生深さの位置における残留オーステナイト量が２５〜５０体積％であり、
前記転がり摺動面から前記最大直交せん断応力発生深さの位置における析出物粒子の面積率が１％以下であり、
前記転がり摺動面から前記最大直交せん断応力発生深さの位置における析出物粒子の平均粒子径が０．４μｍ以下である請求項１又は２に記載の転がり摺動部材。
【請求項４】
相手部材との間で相対的に接触する研磨仕上げされた転がり摺動面を有する転がり摺動部材の製造方法であって、
（Ａ）炭素０．１〜０．５質量％と、ケイ素０．０５〜０．２５質量％と、マンガン１．２〜１．６質量％と、ニッケル０．１質量％以下と、銅０．０５質量％以下と、クロム２．５〜３．５質量％と、モリブデン０．０１〜０．１質量％とを含有し、残部が鉄及び不可避的不純物であり、式（Ｉ）：
４７．２≦８．１Ｍｎ＋１３．７Ｃｒ≦６０．９                          （Ｉ）
（式中、Ｍｎはマンガンの含有量（質量％）、Ｃｒはクロムの含有量（質量％）を示す）
及び式（ＩＩ）：
０．６５≦９．２Ｓｉ＋２９（Ｎｉ＋Ｃｕ）＋１８．５Ｍｏ≦５．５      （ＩＩ）
（式中、Ｓｉはケイ素の含有量（質量％）、Ｎｉはニッケルの含有量（質量％）、Ｃｕは銅の含有量（質量％）、Ｍｏはモリブデンの含有量（質量％）を示す）
を満たす組成を有する鋼材から素形材を得る工程、
（Ｂ）前記素形材をカーボンポテンシャル１．１〜１．５の浸炭雰囲気下に９３０〜９８０℃に加熱保持することによって当該素形材に浸炭処理を施し、中間素材を得る工程、
（Ｃ）前記工程（Ｂ）後の中間素材を８３０〜８７０℃に加熱保持することによって焼入れを行なう工程、並びに
（Ｄ）前記工程（Ｃ）後の中間素材を１６０〜２００℃に加熱保持した後、冷却することによって焼戻しを行なう工程
を含む転がり摺動部材の製造方法。
【請求項５】
浸炭処理が施される素材用の鋼材であって、炭素０．１〜０．５質量％と、ケイ素０．０５〜０．２５質量％と、マンガン１．２〜１．６質量％と、ニッケル０．１質量％以下と、銅０．０５質量％以下と、クロム２．５〜３．５質量％と、モリブデン０．０１〜０．１質量％とを含有し、残部が鉄及び不可避的不純物であり、式（Ｉ）：
４７．２≦８．１Ｍｎ＋１３．７Ｃｒ≦６０．９                          （Ｉ）
（式中、Ｍｎはマンガンの含有量（質量％）、Ｃｒはクロムの含有量（質量％）を示す）
及び式（ＩＩ）：
０．６５≦９．２Ｓｉ＋２９（Ｎｉ＋Ｃｕ）＋１８．５Ｍｏ≦５．５      （ＩＩ）
（式中、Ｓｉはケイ素の含有量（質量％）、Ｎｉはニッケルの含有量（質量％）、Ｃｕは銅の含有量（質量％）、Ｍｏはモリブデンの含有量（質量％）を示す）
を満たす組成を有する浸炭用鋼材。
【請求項６】
内周に転がり摺動面を有する外輪と、外周に転がり摺動面を有する内輪と、前記外内輪の両転がり摺動面の間に配置されている複数個の転動体とを有する転がり軸受であって、
前記外輪、内輪及び転動体のうちの少なくとも１つが、請求項１〜３のいずれかに記載の転がり摺動部材からなることを特徴とする転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり摺動部材、その製造方法、浸炭用鋼材及び当該転がり摺動部材を備える転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
軸受等に用いられる転がり摺動部材は、高荷重条件等の厳しい使用条件下で用いられる場合、長い転動疲労寿命を有することが求められている。そこで、転がり摺動部材の製造に用いられる鋼材の表面において、析出強化法によって析出物を析出させることにより、長い転動疲労寿命を確保することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−９８３４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の転がり摺動部材では、析出物面積率が３０％を超える場合、析出物がはく離の起点となりやすい。そのため、特許文献１に記載の転がり摺動部材では、かえって転動疲労寿命が短くなることがある。
【０００５】
本発明は、このような実状に鑑みてなされたもので、高荷重条件下においても、長い転動疲労寿命を確保することができる転がり摺動部材、その製造方法及び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】
【０００６】
本発明は、１つの側面では、相手部材との間で相対的に接触する研磨仕上げされた転がり摺動面を有する転がり摺動部材であって、炭素０．１〜０．５質量％と、ケイ素０．０５〜０．２５質量％と、マンガン１．２〜１．６質量％と、ニッケル０．１質量％以下と、銅０．０５質量％以下と、クロム２．５〜３．５質量％と、モリブデン０．０１〜０．１質量％とを含有し、残部が鉄及び不可避的不純物であり、式（Ｉ）：
４７．２≦８．１Ｍｎ＋１３．７Ｃｒ≦６０．９                          （Ｉ）
（式中、Ｍｎはマンガンの含有量（質量％）、Ｃｒはクロムの含有量（質量％）を示す）
及び式（ＩＩ）：
０．６５≦９．２Ｓｉ＋２９（Ｎｉ＋Ｃｕ）＋１８．５Ｍｏ≦５．５      （ＩＩ）
（式中、Ｓｉはケイ素の含有量（質量％）、Ｎｉはニッケルの含有量（質量％）、Ｃｕは銅の含有量（質量％）、Ｍｏはモリブデンの含有量（質量％）を示す）
を満たす組成を有する基体部と表面浸炭層とを含むことを特徴とする転がり摺動部材に関する。
【０００７】
本発明の転がり摺動部材は、前記組成を有する基体部と表面浸炭層とを含む。そのため、本発明の転がり摺動部材によれば、応力誘起マルテンサイト変態による組織の強靭化に十分な残留オーステナイト量を確保することができる。また、本発明の転がり摺動部材では、応力誘起マルテンサイト変態が起こりやすい。したがって、本発明の転がり摺動部材によれば、高荷重条件下においても、長い転動疲労寿命を確保することができる。
【０００８】
本発明の転がり摺動部材においては、前記転がり摺動面から最大直交せん断応力発生深さの位置におけるビッカース硬さＨｖが７００〜８００であることが好ましい。かかる構成を備える転がり摺動部材は、転がり摺動部材として十分な硬さ及び靱性を兼ね備える。
【０００９】
本発明の転がり摺動部材においては、前記転がり摺動面から前記最大直交せん断応力発生深さの位置における残留オーステナイト量が２５〜５０体積％であることが好ましい。また、前記転がり摺動面から前記最大直交せん断応力発生深さの位置における析出物粒子の面積率が１％以下であることが好ましい。さらに、前記転がり摺動面から前記最大直交せん断応力発生深さの位置における析出物粒子の平均粒子径が０．４μｍ以下であることが好ましい。かかる構成を備える転がり摺動部材においては、応力誘起マルテンサイト変態による組織の強靭化に十分な残留オーステナイト量を確保され、内部起点はく離の発生が抑制される。したがって、かかる構成を備える転がり摺動部材によれば、長い転動疲労寿命をより確実に確保することができる。
【００１０】
本発明は、他の側面では、相手部材との間で相対的に接触する研磨仕上げされた転がり摺動面を有する転がり摺動部材の製造方法であって、
（Ａ）炭素０．１〜０．５質量％と、ケイ素０．０５〜０．２５質量％と、マンガン１．２〜１．６質量％と、ニッケル０．１質量％以下と、銅０．０５質量％以下と、クロム２．５〜３．５質量％と、モリブデン０．０１〜０．１質量％とを含有し、残部が鉄及び不可避的不純物であり、前記式（Ｉ）及び式（ＩＩ）を満たす組成を有する鋼材から素形材を得る工程、
（Ｂ）前記素形材をカーボンポテンシャル１．１〜１．５の浸炭雰囲気下に９３０〜９８０℃に加熱保持することによって当該素形材に浸炭処理を施し、中間素材を得る工程、
（Ｃ）前記工程（Ｂ）後の中間素材を８３０〜８７０℃に加熱保持することによって焼入れを行なう工程、並びに
（Ｄ）前記工程（Ｃ）後の中間素材を１６０〜２００℃に加熱保持した後、冷却することによって焼戻しを行なう工程
を含む転がり摺動部材の製造方法に関する。本発明の転がり摺動部材の製造方法では、鋼材として前記組成を有する鋼材から得られた素形材に対して浸炭処理を施すという操作が採用されている。これにより、前記転がり摺動面から最大直交せん断応力発生深さの位置において、応力誘起マルテンサイト変態による組織の強靭化に十分な残留オーステナイト量が確保され、かつ応力誘起マルテンサイト変態が起こりやすい組織構造を形成させることができる。したがって、前述の作用効果を奏する転がり摺動部材を得ることができる。
【００１１】
本発明は、さらに他の側面では、浸炭処理が施される素材用の鋼材であって、炭素０．１〜０．５質量％と、ケイ素０．０５〜０．２５質量％と、マンガン１．２〜１．６質量％と、ニッケル０．１質量％以下と、銅０．０５質量％以下と、クロム２．５〜３．５質量％と、モリブデン０．０１〜０．１質量％とを含有し、残部が鉄及び不可避的不純物であり、前記式（Ｉ）及び式（ＩＩ）を満たす組成を有する浸炭用鋼材に関する。本発明の浸炭用鋼材は、前記組成を有しているため、浸炭処理が施されることにより、応力誘起マルテンサイト変態による組織の強靭化に十分な残留オーステナイト量が確保され、かつ応力誘起マルテンサイト変態が起こりやすい組織構造を形成させることができる。
【００１２】
本発明は、別の側面では、内周に転がり摺動面を有する外輪と、外周に転がり摺動面を有する内輪と、前記外内輪の両転がり摺動面の間に配置されている複数個の転動体とを有する転がり軸受であって、前記外輪、内輪及び転動体のうちの少なくとも１つが、前述した転がり摺動部材からなることを特徴とする転がり軸受に関する。本発明の転がり軸受は、前述した転がり摺動部材を備えているので、転動体の転動に伴い、応力誘起マルテンサイト変態が起こり、転がり摺動面における組織が強靭化される。したがって、本発明の転がり軸受は、前述の優れた作用効果を奏する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の転がり摺動部材及び転がり軸受によれば、高荷重条件下においても、長い転動疲労寿命を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る転がり軸受の一例である玉軸受を示す要部断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る転がり摺動部材である外輪の製造方法の各工程を示す工程図である。
【図３】熱処理条件を示す線図である。
【図４】実施例２、比較例３及び比較例７それぞれで得られた転がり摺動部材である内輪における最大直交せん断応力発生深さｚ０位置の残留オーステナイト量の経時的変化を示すグラフである。
【図５】実施例２、比較例３及び比較例７それぞれで得られた転がり摺動部材である内輪における最大直交せん断応力発生深さｚ０位置のビッカース硬さの経時的変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［用語の説明］
本明細書において、「最大直交せん断応力発生深さ」とは、転がり摺動部材の内部に生じる直交せん断応力の振幅が最大となる深さをいう。前記最大直交せん断応力発生深さは、通常、転がり摺動部材の用途、転がり摺動部材の形状、転がり摺動部材の使用条件等によって異なるため、転がり摺動部材の用途、転がり摺動部材の形状、転がり摺動部材の使用条件等に応じて適宜決定することができる。転がり摺動部材が、転がり軸受の構成部材である場合、前記最大直交せん断応力発生深さは、転がり軸受を構成する転動体の大きさから決定することができる。
【００１６】
最大直交せん断応力発生深さは、転がり摺動部材が転動体である場合、通常、転動体の転がり摺動面から［転動体の直径Ｄの０．２〜２．５％］の深さである。ここで、「転動体の直径Ｄ」は、転動体が玉軸受の玉である場合、玉の直径を示す。また、「転動体の直径Ｄ」は、転動体がころ軸受のころである場合、ころの大端径を示す。最大直交せん断応力発生深さは、転がり摺動部材が軌道輪（外輪又は内輪）である場合、軌道輪の転がり摺動面から、軌道輪の軌道面を転動する転動体の［直径Ｄの０．２〜２．５％］の深さである。
【００１７】
［転がり軸受］
以下、添付の図面により本発明の一実施形態に係る転がり軸受を説明する。以下においては、転がり軸受の一例として玉軸受を挙げて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る転がり軸受の一例である玉軸受を示す要部断面図である。
【００１８】
図１に示される玉軸受１は、外輪１０と、外輪１０の内周側に当該外輪１０と同心に配置された内輪２０と、外内輪１０，２０間に配列された複数個の転動体（玉３０）と、複数個の玉３０を保持する保持器４０とを備えている。
【００１９】
図１に示される玉軸受１においては、外内輪１０，２０及び玉３０のそれぞれが、後述の本発明の一実施形態に係る転がり摺動部材である。なお、本発明においては、外内輪１０，２０及び玉３０のうちの少なくとも１つが、後述の本発明の一実施形態に係る転がり摺動部材であればよい。また、本発明においては、転がり軸受は、特に限定されるものではなく、例えば、円筒ころ軸受、円すいころ軸受等の他の転がり軸受であってもよい。
【００２０】
［転がり摺動部材］
以下においては、本実施形態に係る転がり摺動部材の例として、玉軸受１の外内輪１０，２０及び玉３０を挙げて説明する。外輪１０は、基体部１０ａ１と表面浸炭層１０ａ２とを含む。表面浸炭層１０ａ２は、基体部１０ａ１上に存在している。外輪１０の内周面には、複数個の玉３０が転動する軌道部１１ａが形成されている。すなわち、図１に示されるように、軌道部１１ａは、表面浸炭層１０ａ２の表面に形成されている。軌道部１１ａの表面は、転がり摺動面である。外輪１０は、転がり摺動面において、玉３０との間で相対的に転がり接触若しくは滑り接触又は両接触を含む接触をする。なお、外輪１０の軌道部１１ａ、端面１１ｂ、肩面１１ｃ及び外周面１１ｄは、研磨仕上げが施された研磨部である。
【００２１】
内輪２０は、基体部２０ａ１と表面浸炭層２０ａ２とを含む。表面浸炭層２０ａ２は、基体部２０ａ１上に存在している。内輪２０の外周面には、軌道部１１ａに対向するとともに、複数個の玉３０が転動する軌道部２１ａが形成されている。すなわち、図１に示されるように、軌道部２１ａは、表面浸炭層２０ａ２の表面に形成されている。軌道部２１ａの表面は、転がり摺動面である。内輪２０は、転がり摺動面において、玉３０との間で相対的に転がり接触若しくは滑り接触又は両接触を含む接触をする。内輪２０の軌道部２１ａ、端面２１ｂ、肩面２１ｃ及び内周面２１ｄは、研磨仕上げが施された研磨部である。
【００２２】
玉３０は、基体部３０ａ１と表面浸炭層３０ａ２とを含む。表面浸炭層３０ａ２は、基体部３０ａ１上に存在している。玉３０の表面、すなわち、玉３０の表面浸炭層３０ａ２の表面は、転がり摺動面である。玉３０は、転がり摺動面において、外内輪１０，２０それぞれとの間で相対的に転がり接触若しくは滑り接触又は両接触を含む接触をする。
【００２３】
基体部１０ａ１，２０ａ１，３０ａ１は、炭素０．１〜０．５質量％と、ケイ素０．０５〜０．２５質量％と、マンガン１．２〜１．６質量％と、ニッケル０．１質量％以下と、銅０．０５質量％以下と、クロム２．５〜３．５質量％と、モリブデン０．０１〜０．１質量％とを含有し、残部に鉄及び不可避的不純物を含む。基体部１０ａ１，２０ａ１，３０ａ１は、式（Ｉ）：
４７．２≦８．１Ｍｎ＋１３．７Ｃｒ≦６０．９                          （Ｉ）
（式中、Ｍｎはマンガンの含有量（質量％）、Ｃｒはクロムの含有量（質量％）を示す）
及び式（ＩＩ）：
０．６５≦９．２Ｓｉ＋２９（Ｎｉ＋Ｃｕ）＋１８．５Ｍｏ≦５．５      （ＩＩ）
（式中、Ｓｉはケイ素の含有量（質量％）、Ｎｉはニッケルの含有量（質量％）、Ｃｕは銅の含有量（質量％）、Ｍｏはモリブデンの含有量（質量％）を示す）
を満たす組成を有する。なお、基体部１０ａ１，２０ａ１，３０ａ１の組成は、後述の浸炭用鋼材の組成と同様である。
【００２４】
組織における残留オーステナイトの量は、Ｍｓが低いほど多い傾向を示す。また、オーステナイトからマルテンサイトへの加工誘起変態性は、Ｍｄ30が高いほど高い傾向を示す。なお、「Ｍｓ」は、焼入冷却の際に、マルテンサイト変態が始まる温度を意味する。また、「Ｍｄ30」は、３０％の引張真ひずみを鋼材に与えたときに、当該鋼材の組織の５０％がマルテンサイトに変態する温度を意味する。
【００２５】
前記Ｍｓは、式（ＩＩＩ）：
Ｍｓ＝５５０−３５０Ｃ−４０Ｍｎ−３５Ｖ−２０Ｃｒ−１７Ｎｉ−１０Ｃｕ−１０Ｍｏ−１０Ｗ−０Ｓｉ＋１５Ｃｏ                                          （ＩＩＩ）
（式中、Ｃは炭素の含有量（質量％）、Ｍｎはマンガンの含有量（質量％）、Ｖはバナジウムの含有量（質量％）、Ｃｒはクロムの含有量（質量％）、Ｎｉはニッケルの含有量（質量％）、Ｃｕは銅の含有量（質量％）、Ｍｏはモリブデンの含有量（質量％）、Ｗはタングステンの含有量（質量％）、Ｓｉはケイ素の含有量（質量％）、Ｃｏはコバルトの含有量（質量％）を示す）
にしたがって求めることができる〔（社）日本熱処理技術協会編著、「１．７  鋼の及ぼす合金元素の影響」、入門・金属材料の組織と性質、２００４年７月、ｐ．４０参照〕。
【００２６】
前記Ｍｄ30は、式（ＩＶ）：
Ｍｄ３０＝５５１−４６２（Ｃ＋Ｎ）−９．２Ｓｉ−８．１Ｍｎ−１３．７Ｃｒ−２９（Ｎｉ＋Ｃｕ）−１８．５Ｍｏ−６８Ｎｂ                                （ＩＶ）
（式中、Ｃは炭素の含有量（質量％）、Ｎは窒素の含有量（質量％）、Ｓｉはケイ素の含有量（質量％）、Ｍｎはマンガンの含有量（質量％）、Ｃｒはクロムの含有量（質量％）、Ｎｉはニッケルの含有量（質量％）、Ｃｕは銅の含有量（質量％）、Ｍｏはモリブデンの含有量（質量％）、Ｎｂはニオブの含有量（質量％）を示す）
にしたがって求めることができる〔野原清彦ら、「準安定オーステナイトステンレス鋼における加工誘起マルテンサイト変態の組成および結晶粒度依存性」、社団法人日本鉄鋼協会、日本鐡鋼協會々誌「鉄と鋼」、第６３巻、第５号、１９７７年４月１日、ｐｐ．７７２−７８２参照〕。
【００２７】
本発明者らは、式（ＩＩＩ）及び式（ＩＶ）において、マンガン及びクロムがＭｄ３０を下げる効果が小さく、Ｍｓを下げる効果が大きい元素であり、ケイ素、ニッケル、銅及びモリブデンがＭｄ３０を下げる効果が大きい元素であること、並びに
式（ＩＩＩ）及び式（ＩＶ）に基づき、鋼材として、式（Ｉ）及び式（ＩＩ）を満たす組成を有する浸炭用鋼材を用いた場合に、転がり転動寿命を長くすることができることを見出した。
【００２８】
転がり軸受においては、転動体が転動する際に、転がり摺動面よりも内部において、最大直交せん断応力が発生する。転がり摺動部材における最大直交せん断応力発生深さの位置では、組織が疲労して強度が低下する。強度が低下した組織は、はく離の起点となりやすい。一方、外内輪１０，２０及び玉３０それぞれの最大直交せん断応力発生深さの位置においては、応力誘起マルテンサイト変態による組織の強靭化に十分な残留オーステナイト量が確保されている。また、外内輪１０，２０及び玉３０の最大直交せん断応力発生深さの位置においては、応力誘起マルテンサイト変態が起こりやすくなっている。そのため、玉軸受１において、玉３０が転動を開始した初期に、外内輪１０，２０及び玉３０の組織が強靭化される。したがって、外内輪１０，２０及び玉３０によれば、長い転動疲労寿命を確保することができる。
【００２９】
表面浸炭層１０ａ２，２０ａ２，３０ａ２は、炭素の含有量が０．７〜１．０質量％であり、ビッカース硬さＨｖが７００〜８００である層である。表面浸炭層１０ａ２，２０ａ２，３０ａ２は、例えば、後述の浸炭用鋼材に対し、後述の浸炭、焼入れ及び焼戻しを行なうことなどによって形成させることができる。外内輪１０，２０及び玉３０それぞれの最大直交せん断応力発生深さの位置は、表面浸炭層１０ａ２，２０ａ２，３０ａ２内に存在している。したがって、外内輪１０，２０及び玉３０それぞれの最大直交せん断応力発生深さの位置においては、応力誘起マルテンサイト変態による組織の強靭化に十分な残留オーステナイト量を確保することができる。なお、表面浸炭層１０ａ２，２０ａ２，３０ａ２においては、炭素の含有量を除き、ケイ素の含有量、マンガンの含有量、ニッケルの含有量、銅の含有量、クロムの含有量、モリブデンの含有量及び残部は、基体部１０ａ１，２０ａ１，３０ａ１の組成と同様である。
【００３０】
外内輪１０，２０の軌道部１１ａ，２１ａ及び玉３０それぞれの転がり摺動面から最大直交せん断応力発生深さの位置において、ビッカース硬さＨｖは、転がり摺動部材として十分な硬さを確保する観点から、好ましくは７００以上、より好ましくは７１０以上である。また、前記ビッカース硬さは、転がり摺動部材として十分な靱性を確保する観点から、好ましくは８００以下、より好ましくは７９０以下である。
【００３１】
外内輪１０，２０の軌道部１１ａ，２１ａ及び玉３０それぞれの転がり摺動面から最大直交せん断応力発生深さの位置において、残留オーステナイト量は、転動体の転動中の応力誘起マルテンサイト変態によって組織を強靭化し、転動疲労寿命を向上させる観点から、好ましくは５体積％以上、より好ましくは３０体積％以上である。また、前記残留オーステナイト量は、転がり軸受に要求される硬さを得る観点から、好ましくは５０体積％以下、より好ましくは４５体積％以下である。
【００３２】
表面浸炭層１０ａ２，２０ａ２，３０ａ２中には、析出物粒子が存在している。なお、本明細書において、「析出物粒子」は、クロム炭化物からなる粒子、モリブデン炭化物からなる粒子及びクロム−モリブデン複合炭化物からなる粒子の総称を意味する。
【００３３】
外内輪１０，２０の軌道部１１ａ，２１ａ及び玉３０それぞれの転がり摺動面から最大直交せん断応力発生深さの位置において、析出物粒子の平均粒子径は、前記位置での内部起点はく離を抑制する観点から、好ましくは０．４μｍ以下、より好ましくは０．３μｍ以下である。なお、前記析出物粒子は、存在しなくてもよい。この場合、前記析出物粒子の平均粒子径の下限は、０μｍである。前記析出物粒子の平均粒子径は、転がり摺動面から最大直交せん断応力発生深さの位置において、透過型電子顕微鏡によって取得した１μｍ×１μｍ範囲の視野に存在する析出物粒子のすべての粒径を測定し、得られた測定値から平均値を算出することによって求められた値である。
【００３４】
また、外内輪１０，２０の軌道部１１ａ，２１ａ及び玉３０それぞれの転がり摺動面から最大直交せん断応力発生深さの位置において、析出物粒子の面積率は、前記位置での内部起点はく離を抑制する観点から、好ましくは１％以下である。前記析出物粒子の面積率は、転がり摺動面から最大直交せん断応力発生深さの位置において、透過型電子顕微鏡によって取得した１μｍ×１μｍ範囲の視野に存在する析出物粒子の面積を求め、得られた面積の値を視野の面積の値で除することによって求められた値である。
【００３５】
［浸炭用鋼材］
本実施形態に係る浸炭用鋼材は、炭素０．１〜０．５質量％と、ケイ素０．０５〜０．２５質量％と、マンガン１．２〜１．６質量％と、ニッケル０．１質量％以下と、銅０．０５質量％以下と、クロム２．５〜３．５質量％と、モリブデン０．０１〜０．１質量％とを含有し、残部が鉄及び不可避的不純物であり、前記式（Ｉ）及び式（ＩＩ）を満たす組成を有する。本実施形態に係る浸炭用鋼材は、前記組成を有しているため、浸炭処理が施されることにより、応力誘起マルテンサイト変態による組織の強靭化に十分な残留オーステナイト量が確保され、かつ応力誘起マルテンサイト変態が起こりやすい組織構造を形成させることができる。
【００３６】
炭素は、転がり摺動部材の製造時における浸炭用鋼材の焼入れ性を確保し、強度確保のための内部硬さを得るための元素である。しかしながら、浸炭用鋼材における炭素の含有量が過剰量である場合、転がり摺動部材が硬くなりすぎ、熱処理前の加工性の低下等を引き起こす。前記浸炭用鋼材における炭素の含有量は、十分な内部硬さを得る観点から、０．１質量％以上、好ましくは０．１５質量％以上である。また、前記浸炭用鋼材における炭素の含有量は、熱処理前の加工性を十分に得る観点から、０．５質量％以下、好ましくは０．４５質量％以下である。
【００３７】
ケイ素は、鋼の製錬時の脱酸を行なうとともに鋼の強度を高めるための元素である。また、ケイ素は、浸炭用鋼材におけるケイ素の含有量が過剰量である場合、残留オーステナイトの応力誘起マルテンサイト変態を起こりにくくすることがある。前記浸炭用鋼材におけるケイ素の含有量は、十分な強度を確保する観点から、０．０５質量％以上、好ましくは０．０７質量％以上である。また、前記浸炭用鋼材におけるケイ素の含有量は、残留オーステナイト量の応力誘起マルテンサイト変態を起こりやすくする観点から、０．２５質量％以下、好ましくは０．２３質量％以下である。
【００３８】
マンガンは、転がり摺動部材の製造時における浸炭用鋼材の焼入れ性を確保し、強度確保のための内部硬さを得るための元素である。本実施形態において、マンガンは、組織における残留オーステナイト量を増加させるとともに残留オーステナイトの応力誘起マルテンサイト変態を抑制しにくい元素である。前記浸炭用鋼材におけるマンガンの含有量は、応力誘起マルテンサイト変態による組織の強靭化に十分な残留オーステナイト量を確保するとともに残留オーステナイトの応力誘起マルテンサイト変態を起こりやすくする観点から、１．２質量％以上、好ましくは１．２５質量％以上である。また、前記浸炭用鋼材におけるマンガンの含有量は、同様の観点から、１．６質量％以下、好ましくは１．５５質量％以下である。
【００３９】
ニッケルは、浸炭用鋼材におけるニッケルの含有量が過剰量である場合、組織における残留オーステナイト量を増加させるが、残留オーステナイトの応力誘起マルテンサイト変態を起こりにくくすることがある。前記浸炭用鋼材におけるニッケルの含有量は、残留オーステナイトの応力誘起マルテンサイト変態を起こりやすくする観点から、０．１質量％以下である。なお、浸炭用鋼材は、ニッケルを含有しなくてもよい。この場合、浸炭用鋼材におけるニッケルの含有量の下限は、０質量％である。
【００４０】
銅は、浸炭用鋼材における銅の含有量が過剰量である場合、組織における残留オーステナイト量を増加させるが、残留オーステナイトの応力誘起マルテンサイト変態を起こりにくくすることがある。前記浸炭用鋼材における銅の含有量は、残留オーステナイトの応力誘起マルテンサイト変態を起こりやすくする観点から、０．０５質量％以下、好ましくは０．０３質量％以下である。なお、浸炭用鋼材は、銅を含有しなくてもよい。この場合、浸炭用鋼材における銅の含有量の下限は、０質量％である。
【００４１】
クロムは、浸炭用鋼材の焼入れ性の向上に用いられる元素である。本実施形態において、クロムは、組織における残留オーステナイト量を増加させるとともに残留オーステナイトの応力誘起マルテンサイト変態を抑制しにくい元素である。前記浸炭用鋼材におけるクロムの含有量は、応力誘起マルテンサイト変態による組織の強靭化に十分な残留オーステナイト量を確保するとともに残留オーステナイトの応力誘起マルテンサイト変態を起こりやすくする観点から、２．５質量％以上、好ましくは２．６質量％以上である。また、前記浸炭用鋼材におけるクロムの含有量は、粗大な炭化物の析出を抑制し、転動疲労寿命の低下を防ぐ観点から、３．５質量％以下、好ましくは３．４質量％以下である。
【００４２】
モリブデンは、浸炭用鋼材の焼入れ性の向上に用いられる元素である。モリブデンは、浸炭用鋼材におけるモリブデンの含有量が過剰量である場合、析出物の粗大化を招くことがある。また、モリブデンは、浸炭用鋼材におけるモリブデンの含有量が過剰量である場合、組織における残留オーステナイト量を増加させるが、残留オーステナイトの応力誘起マルテンサイト変態を起こりにくくすることがある。前記浸炭用鋼材におけるモリブデンの含有量は、浸炭用鋼材の焼入れ性を向上させる観点から、０．０１質量％以上、好ましくは０．０２質量％以上である。また、前記浸炭用鋼材におけるモリブデンの含有量は、残留オーステナイトの応力誘起マルテンサイト変態を起こりやすくする観点から、０．１質量％以下、好ましくは０．０８質量％以下である。
【００４３】
前記不可避不純物は、浸炭用鋼材を製造する際に、原料等から不可避的に混入する物質である。また、前記不可避不純物は、本発明の目的を阻害しない範囲で許容される物質である。前記不可避不純物としては、リン、硫黄、アルミニウム、窒素、酸素、ボロン、ニオブ、チタン等が挙げられるが、特に限定されない。
【００４４】
式（Ｉ）において、式（Ｉａ）：
８．１Ｍｎ＋１３．７Ｃｒ                                              （Ｉａ）
〔Ｍｎ及びＣｒは式（Ｉ）におけるＭｎ及びＣｒと同じ。〕
の値は、応力誘起マルテンサイトによる組織の強靭化に十分な残留オーステナイト量を確保する観点から、４７．２以上、好ましくは４９以上である。また、式（Ｉ）において、式（Ｉａ）の値は、残留オーステナイトの過剰な生成を抑制し、転がり軸受に要求される硬さを確保する観点から、６０．９以下、好ましくは５５以下である。
【００４５】
式（ＩＩ）において、式（ＩＩａ）：
９．２Ｓｉ＋２９（Ｎｉ＋Ｃｕ）＋１８．５Ｍｏ                        （ＩＩａ）
〔Ｓｉ、Ｎｉ、Ｃｕ及びＭｏは式（ＩＩ）におけるＳｉ、Ｎｉ、Ｃｕ及びＭｏと同じ〕
の値は、転がり軸受に要求される強度を確保する観点から、０．６５以上、好ましくは１以上である。また、式（ＩＩ）において、式（ＩＩａ）の値は、残留オーステナイトの応力誘起マルテンサイト変態を容易に生じさせる観点から、５．５以下、好ましくは４．５以下である。
【００４６】
［転がり摺動部材の製造方法］
外内輪１０，２０及び玉３０は、例えば、前記浸炭用鋼材から形成された素形材を形成する前加工工程と、得られた素形材に対し、浸炭焼入れ処理を施し、中間素材を得る表面硬化処理工程と、得られた中間素材に仕上げ加工を施す仕上げ加工工程とを含む方法等によって得られる。以下、本実施形態に係る転がり摺動部材の製造方法の例として、外輪１０の製造方法を説明する。図２は本発明の一実施形態に係る転がり摺動部材である外輪の製造方法の各工程を示す工程図、図３は表面硬化処理工程における熱処理条件の一例を示す線図である。
【００４７】
まず、前記浸炭用鋼材から形成された軌道部１１ａ、端面１１ｂ、肩面１１ｃ及び外周面１１ｄに対応する部分を有する外輪１０の素形材１４を得る〔「前加工工程」、図２（ａ）参照〕。
【００４８】
つぎに、得られた素形材１４に対し、表面硬化処理を施し、中間素材１５を得る〔「表面硬化処理工程」、図２（ｂ）〕。表面硬化処理工程は、図３に示されるように、浸炭焼入れ処理工程と焼戻し工程とを含む。表面硬化処理工程では、まず、素形材１４を、浸炭炉内で、カーボンポテンシャル１．１〜１．５の浸炭雰囲気下に、９３０〜９８０℃の浸炭温度で３時間以上加熱保持して浸炭処理を行なった後、８３０〜８７０℃の焼入れ温度で１時間以下の焼入れ時間加熱保持し、つぎに、８０℃に油冷する（浸炭焼入れ処理工程）。その後、得られた素形材１４を１６０〜２００℃の焼戻し温度で０．５〜４時間保持して焼戻しを行なう（焼戻し工程）。これにより、基体部１０ａ１と表面浸炭層１０ａ２とを含む中間素材１５が得られる。
【００４９】
浸炭雰囲気のカーボンポテンシャルは、転がり摺動部材に適した硬さを確保するとともに応力誘起マルテンサイト変態による組織の強靭化に十分な残留オーステナイト量を確保する観点から、１．１以上、好ましくは１．２以上である。また、浸炭雰囲気のカーボンポテンシャルは、はく離の起点となる粗大な析出物の形成を抑制する観点から、１．５以下、好ましくは１．３以下である。
【００５０】
浸炭温度は、所定の熱処理性状を得るために必要な処理時間を短縮する観点から、９３０℃以上、好ましくは９４０℃以上である。また、浸炭温度は、結晶粒の粗大化及び過剰な浸炭組織の発生を抑制する観点から、９８０℃以下、好ましくは９７０℃以下である。
【００５１】
浸炭時間は、転がり摺動部材に適した硬さを確保する観点から、通常、好ましくは３時間以上である。なお、浸炭時間が長いほど、炭素は、浸炭用鋼材中に広く分散し、より深い位置まで、転がり摺動部材に適した硬さを確保することができる。したがって、浸炭時間は、必要に応じて長くしてもよい。
【００５２】
焼入れ温度は、応力誘起マルテンサイト変態による組織の強靭化に十分な残留オーステナイト量を確保する観点から、８３０℃以上、好ましくは８４０℃以上である。また、焼入れ温度は、鋼材のマトリックス中への炭素の固溶量を調整し、残留オーステナイトの過剰な生成を抑制することで転動疲労寿命を向上させる観点から、８７０℃以下、好ましくは８６０℃以下である。
【００５３】
焼入れ温度での保持時間は、素形材全体の温度が所定の焼入れ温度になるために必要な時間以上であればよい。粗大な析出物の形成を抑制するとともに、転がり摺動部材に適した靱性を確保する観点から、好ましくは１時間以下である。
【００５４】
焼戻し温度は、転がり摺動部材に適した靱性を確保する観点から、１６０℃以上、好ましくは１７０℃以上である。また、焼戻し温度は、転がり摺動部材に適した硬さを確保する観点から、２００℃以下、好ましくは１９０℃以下である。
【００５５】
焼戻し時間は、転がり摺動部材に適した靱性を確保する観点から、０．５時間以上、好ましくは１時間以上である。また、焼戻し時間は、転がり摺動部材に適した硬さを確保するとともに、熱処理コストを低減させる観点から、４時間以下、好ましくは３時間以下である。なお、本明細書において、「焼戻し時間」とは、素形材が所定の温度に達した時点から空冷を開始するまでの時間をいう。
【００５６】
つぎに、中間素材１５に、軌道部１１ａ、端面１１ｂ及び外周面１１ｄそれぞれを形成する部分に対して、研磨仕上げ加工、必要に応じ、超仕上げ加工を施すことにより、転がり摺動部材（外輪１０）を得る〔「仕上げ加工」、図２（ｃ）参照〕。
【実施例】
【００５７】
以下、実施例などにより、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例のみに限定されるものではない。なお、以下の実施例及び比較例で得られた外内輪及び玉は、すべて同じ熱処理条件下での熱処理によって得られている。したがって、熱処理後の研磨仕上げ時の取り代が同じである外輪と内輪とは、熱処理性状が互いに同じになる。そこで、試験例の結果は、代表的な結果として内輪の結果を示す。
【００５８】
実施例１〜８及び比較例１〜９
表１に示される鋼材を所定形状に加工して、深溝玉軸受（軸受呼び番号６２０６）用外内輪及び玉それぞれの素形材を製造した。表１において、実施例１〜８の鋼材は、炭素０．１〜０．５質量％と、ケイ素０．０５〜０．２５質量％と、マンガン１．２〜１．６質量％と、ニッケル０．１質量％以下と、銅０．０５質量％以下と、クロム２．５〜３．５質量％と、モリブデン０．０１〜０．１質量％とを含有し、残部が鉄及び不可避的不純物であり、式（Ｉ）及び式（ＩＩ）を満たす組成を有する浸炭用鋼材の一例である。なお、表中、「式（Ｉ）判定」の項目において、白丸は式（Ｉ）を満たすこと、クロスは式（Ｉ）を満たさないことを示す。表中、「式（ＩＩ）判定」の項目において、白丸は式（ＩＩ）を満たすこと、クロスは式（ＩＩ）を満たさないことを示す。表中、「総合判定」の項目において、白丸は式（Ｉ）及び（ＩＩ）の双方を満たすこと、クロスは式（Ｉ）及び（ＩＩ）の少なくとも一方を満たさないことを示す。
【００５９】
【表１】
2018021654.tif 000003
【００６０】
得られた素形材に対して熱処理を施し、表面浸炭層を形成した。熱処理条件は、以下のとおりである。
＜熱処理条件＞
カーボンポテンシャルＣＰ：１．３
浸炭温度Ａ：９５０℃
浸炭時間ｔｃ：３ｈ以上
焼入れ温度Ｂ：８５０℃
焼入れ温度での保持時間ｔｑ：１５分間
油冷：８０℃
焼戻し温度Ｃ：１７０℃
焼戻し時間ｔｔ：２時間
【００６１】
得られた中間素材に対して研磨仕上げを施し、実施例１〜８及び比較例１〜９の深溝玉軸受用外内輪及び玉を得た。得られた深溝玉軸受用外内輪及び玉を組み立て、実施例１〜８及び比較例１〜９の深溝玉軸受を得た。
【００６２】
試験例１
実施例１〜８及び比較例１〜９で得られた深溝玉軸受に用いられた外内輪について、転がり摺動面から１００μｍの深さ（最大直交せん断応力発生深さｚ０）の位置でのビッカース硬さＨｖ、転がり摺動面から１００μｍの深さの位置における残留オーステナイト量、転がり摺動面から１００μｍの深さの位置での炭素含有量、転がり摺動面から１００μｍの深さの位置における析出物面積率、転がり摺動面から１００μｍの深さの位置における析出物粒子の平均粒子径及び転動疲労寿命（Ｌ10寿命）を調べた。
【００６３】
ビッカース硬さＨｖは、実施例１〜８及び比較例１〜９で得られた外内輪を転がり摺動面から深さ方向に切断した後、転がり摺動面から１００μｍの深さの位置に圧子をあて、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４４に記載の方法にしたがい、ビッカース硬さ試験機を用いて測定した。
【００６４】
残留オーステナイト量は、実施例１〜８及び比較例１〜９で得られた外内輪の転がり摺動面から１００μｍの深さの位置において、Ｘ線回折法により、マルテンサイト相（α相）とオーステナイト相（γ相）との積分強度の比を算出することによって調べた。
【００６５】
転がり摺動面から１００μｍの深さの位置での炭素含有量は、それぞれ、実施例１〜８及び比較例１〜９で得られた外内輪の転がり摺動面から深さ方向に切断した後、前記転がり摺動面から１００μｍの深さの位置を中心とし深さ方向に±１０μｍの範囲における各含有量を測定することにより求めた。
【００６６】
析出物面積率は、式（Ｖ）：
［析出物面積率］
＝（［１μｍ×１μｍの範囲の視野に存在する析出物粒子の面積］／［視野面積］）×１００                                                            （Ｖ）
にしたがって算出した。［１μｍ×１μｍの範囲の視野に存在する析出物粒子の面積］は、実施例１〜８及び比較例１〜９それぞれの外内輪の転がり摺動面から１００μｍの位置において、画像解析により、透過型電子顕微鏡によって取得した１μｍ×１μｍの範囲の視野に存在する析出物粒子の面積である。［視野面積］は、１μｍ2である。
【００６７】
析出物粒子の平均粒子径は、実施例１〜８及び比較例１〜９で得られた外内輪の転がり摺動面から１００μｍの位置において、透過型電子顕微鏡によって取得した１μｍ×１μｍ範囲の視野に存在する析出物粒子のすべての粒径を測定し、得られた測定値から平均値を算出することによって求めた。
【００６８】
転動疲労寿命は、実施例１〜８及び比較例１〜９で得られた深溝玉軸受を用いて表２に示される条件で転動疲労寿命試験を行ない、その結果から求められる１０％破損確率を示すＬ10寿命を調べることによって評価した。１０％破損確率は、転動疲労試験の結果をワイブル確率紙上にプロットすることによって求めた。
【００６９】
【表２】
2018021654.tif 000004
【００７０】
実施例１〜８及び比較例１〜９それぞれで得られた外内輪について、最大直交せん断応力発生深さｚ０の位置でのビッカース硬さＨｖ、最大直交せん断応力発生深さｚ０の位置における残留オーステナイト量、最大直交せん断応力発生深さｚ０の位置での炭素含有量、最大直交せん断応力発生深さｚ０の位置における析出物面積率、最大直交せん断応力発生深さｚ０の位置における析出物粒子の平均粒子径及び転動疲労寿命（Ｌ10寿命）を調べた結果を表３に示す。
【００７１】
【表３】
2018021654.tif 000005
【００７２】
浸炭処理を施すことによって得られた転がり摺動部材においては、炭素含有量が０．７〜１．０質量％の範囲である領域は、表面浸炭層である。表３に示された結果から、最大直交せん断応力発生深さｚ０の位置での炭素含有量は、０．８４〜０．９３質量％であることがわかる。したがって、最大直交せん断応力発生深さｚ０の位置は、表面浸炭層内に存在していることがわかる。また、表３に示された結果から、実施例１〜８で得られた外内輪においては、前記ビッカース硬さＨｖが７０４．５〜７８５．２、前記残留オーステナイト量が２７〜５０体積％、前記析出物面積率が０．３〜０．９％、前記析出物粒子の平均粒子径が０．１〜０．３２μｍであることがわかる。また、実施例１〜８で得られた外内輪の転動疲労寿命（Ｌ10寿命）は、１４００時間を超えていることがわかる。
【００７３】
比較例１の鋼材において、ケイ素、マンガン、クロム及びモリブデンそれぞれの含有量（質量％）は、実施例１〜８の鋼材におけるケイ素、マンガン、クロム及びモリブデンの含有量（質量％）の範囲外の量である。また、比較例１の鋼材において、式（Ｉａ）の値は、式（Ｉ）の最小値よりも小さい。式（ＩＩａ）の値は、式（ＩＩ）の最小値よりも小さい。したがって、比較例１の鋼材の組成は、式（Ｉ）及び式（ＩＩ）を満たしていない。表３に示された結果から、比較例１で得られた外内輪においては、前記ビッカース硬さＨｖ、前記析出物面積率、前記析出物粒子の平均粒子径は、実施例１〜８で得られた外内輪と同様の範囲であることがわかる。しかし、比較例１で得られた外内輪においては、前記残留オーステナイト量が、実施例１〜８で得られた外内輪における前記残留オーステナイト量の最小値よりも小さいことがわかる。また、比較例１で得られた外内輪の転動疲労寿命（Ｌ10寿命）は、９６０時間未満であることから、実施例１〜８で得られた外内輪の転動疲労寿命（Ｌ10寿命）と比べて著しく短いことがわかる。
【００７４】
比較例２の鋼材におけるケイ素、マンガン、ニッケル、銅、クロム及びモリブデンそれぞれの含有量（質量％）は、実施例１〜８の鋼材におけるケイ素、マンガン、ニッケル、銅、クロム及びモリブデンの含有量（質量％）の範囲外の量である。また、比較例２の鋼材において、式（Ｉａ）の値は、式（Ｉ）の最大値よりも大きい。式（ＩＩａ）の値は、式（ＩＩ）の最大値よりも大きい。したがって、比較例２の鋼材の組成は、式（Ｉ）及び式（ＩＩ）を満たしていない。表３に示された結果から、比較例２で得られた外内輪においては、前記ビッカース硬さＨｖは、実施例１〜８で得られた外内輪と同様の範囲であることがわかる。しかし、比較例２で得られた外内輪の残留オーステナイト量、析出物面積率及び析出物粒子の平均粒子径は、実施例１〜８で得られた外内輪の残留オーステナイト量、析出物面積率及び析出物粒子の平均粒子径それぞれの最大値よりも大きいことがわかる。また、比較例２で得られた外内輪の転動疲労寿命（Ｌ10寿命）は、９６０時間未満であることから、実施例１〜８で得られた外内輪の転動疲労寿命（Ｌ10寿命）と比べて著しく短いことがわかる。
【００７５】
比較例３の鋼材において、式（Ｉａ）の値は、式（Ｉ）の最大値よりも大きい。したがって、比較例３の鋼材は、式（Ｉ）を満たさないが、式（ＩＩ）を満たす。表３に示された結果から、比較例３で得られた外内輪においては、前記ビッカース硬さＨｖ、析出物面積率及び析出物粒子の平均粒子径は、実施例１〜８で得られた外内輪と同様の範囲であることがわかる。しかし、比較例３で得られた外内輪の残留オーステナイト量は、実施例１〜８で得られた外内輪の残留オーステナイト量の最小値よりも小さいことがわかる。また、比較例３で得られた外内輪の転動疲労寿命（Ｌ10寿命）は、９６０時間未満であることから、実施例１〜８で得られた外内輪の転動疲労寿命（Ｌ10寿命）と比べて著しく短いことがわかる。
【００７６】
比較例４の鋼材において、式（Ｉａ）の値は、式（Ｉ）の最小値よりも小さい。式（ＩＩａ）の値は、式（ＩＩ）の最小値よりも小さい。したがって、比較例４の鋼材の組成は、式（Ｉ）を満たしていない。表３に示された結果から、比較例４で得られた外内輪においては、前記ビッカース硬さＨｖ、析出物面積率及び析出物粒子の平均粒子径は、実施例１〜８で得られた外内輪と同様の範囲であることがわかる。しかし、比較例４で得られた外内輪の残留オーステナイト量は、実施例１〜８で得られた外内輪の残留オーステナイト量の最小値よりも小さいことがわかる。また、比較例４で得られた外内輪の転動疲労寿命（Ｌ10寿命）は、９６０時間未満であることから、実施例１〜８で得られた外内輪の転動疲労寿命（Ｌ10寿命）と比べて著しく短いことがわかる。
【００７７】
比較例５〜９の鋼材において、式（ＩＩａ）の値は、式（ＩＩ）の最大値よりも大きい。したがって、比較例５〜９の鋼材の組成は、式（ＩＩ）を満たしていない。比較例５〜９で得られた外内輪それぞれの転動疲労寿命（Ｌ10寿命）は、９６０時間未満であることから、実施例１〜８で得られた外内輪の転動疲労寿命（Ｌ10寿命）と比べて著しく短いことがわかる。
【００７８】
したがって、これらの結果から、炭素、ケイ素、マンガン、ニッケル、銅、クロム及びモリブデンの含有量（質量％）が所定量であり、式（Ｉ）及び式（ＩＩ）を満たす前記組成を有する基体部と表面浸炭層とを含む転がり摺動部材を備える転がり軸受によれば、長い転動疲労寿命を確保することができることが示唆される。
【００７９】
試験例２
実施例２、比較例３及び比較例７それぞれで得られた深溝玉軸受を用い、表２に示される条件で内輪を回転させた。所定の時間経過時に内輪の回転を停止し、試験例１と同様の操作を行なうことにより、内輪の転がり摺動面から１００μｍの深さの位置における残留オーステナイト量を経時的に調べた。
【００８０】
試験例２において、実施例２、比較例３及び比較例７それぞれで得られた内輪における最大直交せん断応力発生深さｚ０位置の残留オーステナイト量の経時的変化を調べた結果を図４に示す。図中、黒丸は実施例２で得られた内輪における最大直交せん断応力発生深さｚ０位置の残留オーステナイト量の経時的変化、白四角は比較例３で得られた内輪における最大直交せん断応力発生深さｚ０位置の残留オーステナイト量の経時的変化、白三角は比較例７で得られた内輪における最大直交せん断応力発生深さｚ０位置の残留オーステナイト量の経時的変化を示す。
【００８１】
図４に示された結果から、内輪の回転開始前において、実施例２で得られた内輪の最大直交せん断応力発生深さｚ０の位置の残留オーステナイト量は、比較例３で得られた内輪の最大直交せん断応力発生深さｚ０の位置の残留オーステナイト量よりも多いことがわかる。また、内輪の回転開始前においては、比較例７で得られた内輪の最大直交せん断応力発生深さｚ０の位置の残留オーステナイト量と同程度であることがわかる。しかし、実施例２で得られた内輪においては、比較例７で得られた内輪に比べ、最大直交せん断応力発生深さｚ０の位置の残留オーステナイト量がより短い時間で減少することがわかる。したがって、実施例２で得られた内輪は、最大直交せん断応力発生深さｚ０の位置において、多くの残留オーステナイトを含んでおり、しかも応力誘起マルテンサイト変態を起こしやすいことがわかる。
【００８２】
試験例３
実施例２、比較例３及び比較例７それぞれで得られた深溝玉軸受を用い、表２に示される条件で内輪を回転させた。所定の時間経過時に内輪の回転を停止し、試験例１と同様の操作を行なうことにより、内輪の転がり摺動面から１００μｍの深さの位置におけるビッカース硬さＨｖを経時的に調べた。
【００８３】
試験例３において、実施例２、比較例３及び比較例７それぞれで得られた内輪における最大直交せん断応力発生深さｚ０位置のビッカース硬さの経時的変化を調べた結果を図５に示す。図中、黒丸は実施例２で得られた内輪における最大直交せん断応力発生深さｚ０位置のビッカース硬さの経時的変化、白四角は比較例３で得られた内輪における最大直交せん断応力発生深さｚ０位置のビッカース硬さの経時的変化、白三角は比較例７で得られた転がり摺動部材における最大直交せん断応力発生深さｚ０位置のビッカース硬さの経時的変化を示す。
【００８４】
図５に示された結果から、実施例２で得られた内輪は、最大直交せん断応力発生深さの位置において、内輪の回転開始から短時間で、比較例３及び７それぞれで得られた内輪よりも大きいビッカース硬さを確保していることがわかる。
【００８５】
以上の結果から、炭素、ケイ素、マンガン、ニッケル、銅、クロム及びモリブデンの含有量（質量％）が所定量であり、式（Ｉ）及び式（ＩＩ）を満たす前記組成を有する基体部と表面浸炭層とを含む転がり摺動部材によれば、長い転動疲労寿命を確保することができることがわかる。
【符号の説明】
【００８６】
１：玉軸受、１０：外輪、１０ａ１，２０ａ１，３０ａ１：基体部、１０ａ２，２０ａ２，３０ａ２：表面浸炭層、１４：素形材、１５：中間素材、２０：内輪、３０：玉
【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５】
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