(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シール摺動面を備えたフローティングシールのシールリングであって、
前記シールリングは、０．５〜１．８重量％のＣ、０．５〜３．５重量％のＳｉ、０．４〜１．５重量％のＭｎ及び０．３〜３重量％のＣｒを含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる鋼材によって形成され、
前記シール摺動面に焼き入れ硬化層が形成され、
前記焼き入れ硬化層が、０．１５〜０．６重量％の炭素が固溶されたマルテンサイト母相と、前記マルテンサイト母相中に分散された３〜５０体積％のセメンタイトとを具備する組織を有することを特徴とするフローティングシールのシールリング。
【請求項２】
シール摺動面を備えたフローティングシールのシールリングであって、
前記シールリングは、２〜４．５重量％のＣ、０．５〜３．５重量％のＳｉ、０．４〜１．５重量％Ｍｎ及び０．５〜４重量％のＣｒを含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる鋳鉄材により形成され、
前記鋳鉄材は、パーライト組織の母相中に、黒鉛を分散させた、ねずみ鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄、芋虫状黒鉛鋳鉄及びパーライト可鍛鋳鉄からなる群から選択された一種からなる鋳鉄材、もしくは、白鋳鉄または前記白鋳鉄のセメンタイトの一部を黒鉛化した鋳鉄材であり、
前記シール摺動面に焼き入れ硬化層が形成され、
前記焼き入れ硬化層が、０．１５〜０．７重量％の炭素が固溶されたマルテンサイト母相と、前記マルテンサイト母相中に分散された３〜５０体積％のセメンタイトと、前記マルテンサイト母相中に分散された３〜１５体積％の黒鉛とを具備する組織を有することを特徴とするフローティングシールのシールリング。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記マルテンサイト母相中に形成され、板状セメンタイトとマルテンサイト相からなる層状の組織領域をさらに具備し、
前記組織領域は２０面積％以上の面積比率で前記マルテンサイト母相中に分散され、前記板状セメンタイトを含むセメンタイトのマルテンサイト母相中における合計分散量が３〜５０体積％であることを特徴とするフローティングシールのシールリング。
【請求項４】
請求項１又は２において、
前記セメンタイト中の平均Ｃｒ濃度が２．５〜１５重量％であることを特徴とするフローティングシールのシールリング。
【請求項５】
請求項３において、
前記マルテンサイト母相中に分散されたセメンタイトは、前記板状セメンタイト以外に平均粒径が０．１〜１０μｍの粒状セメンタイトを含むことを特徴とするフローティングシールのシールリング。
【請求項６】
請求項１又は２において、
前記シールリングのシール摺動面に残留オーステナイトが１０〜５０体積％含有されていることを特徴とするフローティングシールのシールリング。
【請求項７】
請求項６において、
前記シールリングは、ＳｉおよびＡｌの両方が合計で０．５〜３．５重量％含有されることを特徴とするフローティングシールのシールリング。
【請求項８】
請求項６において、
前記シールリングは、Ｍｎ及びＮｉが総量で２〜７重量％含有されることを特徴とするフローティングシールのシールリング。
【請求項９】
請求項１又は２において、
前記シールリングは、Ｖ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｈｆからなる群から選択された一種以上の合金元素が合計で０．０５〜５重量％含有され、前記一種以上の合金元素が主体となる平均粒径が０．１〜５μｍの炭化物、窒化物および炭窒化物の少なくとも一種以上が合計で０．１〜１０体積％分散されていることを特徴とするフローティングシールのシールリング。
【請求項１０】
請求項２において、
前記鋳鉄材には、Ｃｕが５〜１５重量％含有され、Ｃｕ合金相が３〜１０体積％分散されていることを特徴とするフローティングシールのシールリング。
【請求項１１】
シール摺動面を備えたフローティングシールのシールリングの製造方法であって、
０．５〜１．８重量％のＣ、０．５〜３．５重量％のＳｉ、０．４〜１．５重量％Ｍｎ及び０．３〜３重量％のＣｒ、を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる鋼材を準備する工程と、
前記鋼材を、Ａ１温度を超えてから８５０〜１１００℃の焼入れ温度まで１０秒以内の加熱速度で加熱した後に急冷する焼入れ工程と
を具備することを特徴とするフローティングシールのシールリングの製造方法。
【請求項１２】
シール摺動面を備えたフローティングシールのシールリングの製造方法であって、
２〜４．５重量％のＣ、０．５〜３．５重量％のＳｉ、０．４〜１．５重量％Ｍｎ及び０．５〜４重量％のＣｒ、を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる鋳鉄材を準備する工程と、
前記鋳鉄材を、Ａ１温度を超えてから８５０〜１１００℃の焼入れ温度まで１０秒以内の加熱速度で加熱した後に急冷する焼入れ工程と
を具備し、
前記鋳鉄材は、パーライト組織の母相中に、黒鉛を分散させた、ねずみ鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄、芋虫状黒鉛鋳鉄、パーライト可鍛鋳鉄からなる群から選択された一種からなることを特徴とするフローティングシールのシールリングの製造方法。
【請求項１３】
シール摺動面を備えたフローティングシールのシールリングの製造方法であって、
２〜４．５重量％のＣ、０．５〜３．５重量％のＳｉ、０．４〜１．５重量％Ｍｎ及び０．５〜４重量％のＣｒ、を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる白鋳鉄もしくは前記白鋳鉄のセメンタイトの一部を黒鉛化した鋳鉄材を準備する工程と、
前記鋳鉄材を、Ａ１温度を超えてから８５０〜１１００℃の焼入れ温度まで１０秒以内の加熱速度で加熱した後に急冷する焼入れ工程と
を具備することを特徴とするフローティングシールのシールリングの製造方法。
【請求項１４】
請求項１１乃至１３のいずれか一項において、
前記シールリング中のセメンタイト中に前記Ｃｒを濃縮させる熱処理工程をさらに具備することを特徴とするフローティングシールのシールリングの製造方法。
【請求項１５】
請求項１１乃至１３のいずれか一項において、
さらに、焼入れ前組織中に板状セメンタイトとフェライトからなるパーライト組織領域が２０面積％以上の面積比率で分散される熱処理工程をさらに具備することを特徴とするフローティングシールのシールリングの製造方法。
【請求項１６】
請求項１１において、
前記鋼材が、さらにＳｉおよびＡｌの両方が合計で０．５〜３．５重量％含有されることを特徴とするフローティングシールのシールリングの製造方法。
【請求項１７】
請求項１２又は１３において、
前記鋳鉄材が、さらにＳｉおよびＡｌの両方が合計で０．５〜３．５重量％含有されることを特徴とするフローティングシールのシールリングの製造方法。
【請求項１８】
請求項１１において、
前記鋼材が、さらにＭｎ及びＮｉが総量で２〜７重量％含有されることを特徴とするフローティングシールのシールリングの製造方法。
【請求項１９】
請求項１２又は１３において、
前記鋳鉄材が、さらにＭｎ及びＮｉが総量で２〜７重量％含有されることを特徴とするＦｅ系シール摺動部材の製造方法。
【請求項２０】
請求項１２又は１３において、
前記鋳鉄材には、Ｃｕが５〜１５重量％含有され、Ｃｕ合金相が３〜１０体積％分散されていることを特徴とするフローティングシールのシールリングの製造方法。
【請求項２１】
請求項１１乃至１３のいずれか一項において、
前記加熱速度は１５０℃／ｓｅｃ以上であることを特徴とするフローティングシールのシールリングの製造方法。
【請求項２２】
請求項１１において、
前記準備する工程と前記焼入れ工程の間に、前記鋼材を３００℃〜Ａ１温度で予熱する工程をさらに具備することを特徴とするフローティングシールのシールリングの製造方法。
【請求項２３】
請求項１２又は１３において、
前記準備する工程と前記焼入れ工程の間に、前記鋳鉄材を３００℃〜Ａ１温度で予熱する工程をさらに具備することを特徴とするフローティングシールのシールリングの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械用転輪、アイドラー、減速装置などに使用されるＦｅ系シール摺動部材およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建設機械の下転輪ローラアッセンブリや歯車減速装置に組み込まれるＦｅ系フローティングシールは、それら内部の潤滑油の漏れを防止するとともに内部への土砂の侵入を防止するものである。このため、そのシール摺動面を焼入れ処理によって高硬度なマルテンサイト組織としたり、硬質なセメンタイト、Ｃｒ７Ｃ３炭化物を３０体積％ほどに多量に晶出させるとともに焼入れ処理によって母相をマルテンサイト組織とすることによって、その耐焼付き性や耐摩耗性を改善したＦｅ系フローティングシールが多く製造されている。例えば、高炭素高Ｃｒ鋳鉄、ニハード（Ｎｉ−Ｈａｒｄ）鋳鉄を用いたＦｅ系フローティングシールがその例である（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
さらに、目的に応じては、前記シール摺動面に耐摩耗性材料を溶射してＦｅ系フローティングシールが使用されている。
【特許文献１】特開昭５１−５９００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記歯車減速機装置や下転輪ローラアッセンブリ中の潤滑油を密封するＦｅ系フローティングシールは、その機構において、土砂中の籾摺り運動によって微細な土砂粒子がシール面に侵入しながら摩耗が進行するものである。また、前記Ｆｅ系フローティングシールは、密封する潤滑油によってそのシール面が潤滑されているものであるために、極めて厳しい潤滑条件で使用される。従って、より耐摩耗性と耐焼付き性に優れ、最も汎用的に利用される高硬度な高炭素高Ｃｒ鋳鉄製のＦｅ系フローティングシールにおいても、それらを組み込む際のセット圧（押し付け力）が高くなるとその摺動面において顕著な焼割れ（ヒートクラック）、焼付き、異常摩耗を発生し、油漏れを引き起こす問題がある。
【０００５】
また、上記耐焼付き性と耐摩耗性を向上させる材料として冷間工具鋼や高速度鋼（ＳＫＨ材料）等の各種工具鋼を適用した場合においても、耐焼付き性不足によるかじりが発生しやすく、その結果として耐ヒートクラック性、耐摩耗性が十分でないとい問題がある。また、前記各種工具鋼は極めて高価な鋼材であるために、製品形状に仕上げるまでの材料歩留まりを考慮した時の材料費が高価になる問題がある。
【０００６】
さらに、近年のブルドーザ等の建設機械においては、より高速走行による作業効率の向上が要望され、Ｆｅ系フローティングシールの高速回転化によっても同様の焼割れ、焼付き、異常摩耗を発生し、油漏れを引き起こす問題がある。
【０００７】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、耐ヒートクラック性、耐焼付き性及び耐摩耗性に優れたＦｅ系シール摺動部材およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係るＦｅ系シール摺動部材は、シール摺動面を備えたシール摺動部材において、
前記シール摺動面に焼き入れ硬化層が形成され、
前記焼き入れ硬化層が、０．１５〜０．６重量％の炭素が固溶されたマルテンサイト母相と、前記マルテンサイト母相中に分散された３〜５０体積％のセメンタイトとを具備する組織を有することを特徴とする。
尚、前記シール摺動部材は、Ｆｅ系フローティングシールを含む意である。
【０００９】
本発明に係るＦｅ系シール摺動部材は、シール摺動面を備えたＦｅ系シール摺動部材において、
前記シール摺動面に焼き入れ硬化層が形成され、
前記焼き入れ硬化層が、０．１５〜０．７重量％の炭素が固溶されたマルテンサイト母相と、前記マルテンサイト母相中に分散された３〜５０体積％のセメンタイトと、前記マルテンサイト母相中に分散された３〜１５体積％の黒鉛とを具備する組織を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係るＦｅ系シール摺動部材の製造方法は、０．５〜１．８重量％のＣを含有し、さらに、０．３〜３重量％のＣｒ、０．１〜０．５重量％のＶ、０．３〜２重量％のＭｏ及び０．５〜２重量％のＷからなる群から選択された一種以上を含有する鋼材を準備する工程と、
前記鋼材を、Ａ１温度を超えてから８５０〜１１００℃の焼入れ温度まで１０秒以内の加熱速度で加熱した後に急冷する焼入れ工程と
を具備することを特徴とする。
尚、前記鋼材は、Ｆｅ系シール摺動部材の形状に成形されていることも可能である。
【００１１】
本発明に係るＦｅ系シール摺動部材の製造方法は、２〜４．５重量％のＣを含有し、さらに、０．５〜４重量％のＣｒ、０．１〜０．５重量％の、０．３〜２重量％のＭｏ及び０．５〜２重量％のＷからなる群から選択された一種以上を含有するパーライト組織の母相中に、黒鉛を分散させた、ねずみ鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄、芋虫状黒鉛鋳鉄、パーライト可鍛鋳鉄からなる群から選択された一種からなる鋳鉄材を準備する工程と、
前記鋳鉄材を、Ａ１温度を超えてから８５０〜１１００℃の焼入れ温度まで１０秒以内の加熱速度で加熱した後に急冷する焼入れ工程と
を具備することを特徴とする。
尚、前記鋳鉄材は、Ｆｅ系シール摺動部材の形状に成形されていることも可能である。
【００１２】
本発明に係るＦｅ系シール摺動部材の製造方法は、２〜４．５重量％のＣを含有し、さらに、０．５〜４重量％のＣｒ，０．１〜０．５重量％のＶ、０．３〜２重量％のＭｏ及び０．５〜２重量％のＷからなる群から選択された一種以上を含有する白鋳鉄もしくは前記白鋳鉄のセメンタイトの一部を黒鉛化した鋳鉄材を準備する工程と、
前記鋳鉄材を、Ａ１温度を超えてから８５０〜１１００℃の焼入れ温度まで１０秒以内の加熱速度で加熱した後に急冷する焼入れ工程と
を具備することを特徴とする。
尚、前記鋳鉄材は、Ｆｅ系シール摺動部材の形状に成形されていることも可能である。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように本発明によれば、本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、耐ヒートクラック性、耐焼付き性及び耐摩耗性に優れたＦｅ系シール摺動部材およびその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施の形態においては、少なくとも、前記シール面において、急速な誘導加熱と冷却によって焼入れ硬化層を形成させ、その焼入れ硬化層中に硬質な板状セメンタイトと耐熱衝撃性に優れた低炭素濃度のマルテンサイト相からなる層状の組織領域（パーライト的な組織領域、この組織中のセメンタイトをパーライト状セメンタイトと呼ぶ）を２０面積％以上の面積比率で形成させ、板状セメンタイトを含むセメンタイトを３〜５０体積％分散させる。これにより、シール摺動面における潤滑油供給性を高め、さらに、耐焼戻し軟化抵抗性と耐ヒートクラック性に優れたＦｅ系シール摺動部材を実現することができ、さらに、Ｆｅ系シール摺動部材の一部に焼入れ未硬化層を残すことによって、高靭性なＦｅ系シール摺動部材を実現することができる。なお、前記の急速な誘導加熱の代わりに、レーザーなどによる輻射加熱や塩浴加熱も適用可能であるが、誘導加熱が生産性、経済性に優れている。
【００１５】
Ｆｅ系シール摺動部材の一例であるＦｅ系フローティングシールとしての使用環境で重要なシール摺動面の耐焼付き性は、耐ヒートクラック性を高めることによって改善することができる。そこで、本実施の形態によるＦｅ系フローティングシールは、少なくともシール摺動面が誘導加熱焼入れによって焼入れ硬化されたもの（焼入れ硬化層）である。前記シール摺動面を構成する部位は、マルテンサイト母相中に固溶させる炭素濃度を０．１５〜０．６重量％の範囲に調整することにより、シール摺動面の耐ヒートクラック性を改善し、さらに、耐摩耗性と耐焼付き性を高めるのに有効な硬質なセメンタイトを前記マルテンサイト母相中に３〜５０体積％分散させた組織を有している。
【００１６】
また、本実施の形態によるＦｅ系フローティングシールは、シール摺動面を備えており、前記シール摺動面には、０．１５〜０．７重量％の炭素が固溶されたマルテンサイト母相が形成されている。前記マルテンサイト母相中には３〜５０体積％のセメンタイトに加えて３〜１５体積％の黒鉛が分散されている。
【００１７】
上記分散セメンタイト量の下限値を３体積％としたのは、硬質粒子であるセメンタイトを分散させることにより耐焼付き性を向上させる効果を通常の摺動条件で十分に発揮させ、またその結果として、耐摩耗性も同時に改善するためである。さらに、土砂の侵入に対する耐摩耗性をより改善する場合には、より硬質な炭化物、窒化物、炭窒化物等をより多く分散させることが有効である。例えば、高炭素高Ｃｒ鋳鉄材料ではＣｒ７Ｃ３炭化物が３５〜５０体積％に調整されていることから、上記分散セメンタイト量の上限値を５０体積％とすることが好ましく、さらに、セメンタイト量の下限値を１０体積％とすることがより好ましい。また、上記分散セメンタイト量の上限値を５０体積％とした理由は、上記分散セメンタイト量が５０体積％を超えるとＦｅ系フローティングシールが脆弱化し過ぎるからである。
【００１８】
また、前述した高炭素高Ｃｒ鋳鉄等のＦｅ系フローティングシールにおける耐ヒートクラック性に優れたマルテンサイト相中の炭素濃度が約０．８重量％程度と推定される。このことから、前記マルテンサイト母相中に固溶された炭素の上限濃度を０．７重量％とすることが好ましい。また、耐ヒートクラック性が要求される熱間工具鋼（ＳＫＤ６，ＳＫＤ７，ＳＫＤ６１，ＳＫＤ６２，ＳＫＤ８，３Ｎｉ−３Ｍｏ鋼）等の含有炭素濃度を参考にすると、前記マルテンサイト母相中に固溶された炭素の上限濃度は０．６重量％がさらに好ましく、下限濃度は０．１５重量％が好ましい。
【００１９】
さらに、耐土砂摩耗性を考慮した場合においては、前記マルテンサイト母相の硬さがＨＲＣ５０以上であることが好ましく、より安定した耐ヒートクラック性を確保するためには、マルテンサイト母相中の炭素濃度が０．２〜０．５重量％に調整されることがより好ましい。
【００２０】
なお、分散させる炭化物がＭＣ，Ｃｒ７Ｃ３，Ｍ６Ｃ型特殊炭化物で硬質であるほどＦｅ系フローティングシールとしての耐土砂摩耗性が向上すると考えられる。しかし、炭化物が硬質過ぎる場合には、摺動面における相手材料に対するアタック性が大きくなり、摺動面における発熱による焼付きやヒートクラックが発生し易くなる。そこで、本実施の形態においては硬さがＨｖ１０００〜１３００程度と比較的軟質なセメンタイトを分散させることが好ましい。
【００２１】
また、黒鉛は、固体潤滑剤およびオイルポケットとして潤滑性を改善し、耐焼付き性を改善するものである。黒鉛量は、その潤滑性改善作用が明らかに出現する３体積％を下限値とすることが好ましい。また、黒鉛量の上限値を１５体積％とするのは、従来の鋳鉄中の黒鉛最大量が１５体積％であるからである。また、潤滑性を改善する効果が飽和し、且つ強靭性を備えることを考慮すると、黒鉛量は１０体積％を上限値とすることがより好ましい。
【００２２】
また、本実施の形態においては、上記Ｆｅ系フローティングシールとしての過酷な摺動環境で潤滑性を改善するために、摺動面潤滑油のオイルポケット機能を発揮するパーライト状（板状）セメンタイトがマルテンサイト相中に層状に分散する組織領域（コロニー）を有している。シール摺動面において、前記組織領域はマルテンサイト母相中に２０面積％以上の面積比率で形成されている。これにより、シール摺動面における耐焼付き性と耐ヒートクラック性が改善され、さらにまた、上記パーライト状以外のセメンタイトをも含めた全セメンタイト量が硬質なマルテンサイト母相中に３〜５０体積％分散されることにより、耐土砂耐摩耗性を改善することができる。
【００２３】
なお、上記パーライト状セメンタイト間に存在するのは硬質なマルテンサイト相であるが、セメンタイトの方がより硬質であるために、摺動面における潤滑油はパーライト状セメンタイト間でオイルポケット的な役割を発揮させることができ、潤滑性改善による耐焼付き性の改善とヒートクラックの発生抑制を図ることができる。
【００２４】
図１（ａ）はほぼ共析炭素濃度（０．８重量％Ｃ）の鋼材をオーステナイト状態から冷却させてパーライト変態を起こさせた場合の組織（パーライト組織）を示した図である。この図中の灰色部がセメンタイト、白色部がフェライト相である。さらに、図１（ａ）からは多数のパーライト変態領域（コロニー）が集合してほぼ全域がパーライト変態組織となっていることがわかる。本実施の形態におけるセメンタイト−マルテンサイト相からなるパーライト状コロニーは、高周波焼入れ（誘導加熱焼入れ）の前組織として上記セメンタイトとフェライト相からなるパーライト変態組織のものを急速加熱・冷却によってセメンタイトを未溶解の状態で残留させながらフェライトをマルテンサイト化するものである。このことから、パーライト的セメンタイトコロニーの占める面積率は、通常、状態図の関係からその鋼の共析濃度以上でほぼ１００面積％となり、そのときのセメンタイト量は１２体積％を越えて出現されない。従って、耐摩耗性の観点からは粒状セメンタイトが多く分散されることが好ましく、本実施の形態では、上記パーライト状セメンタイトの分散領域中に２０体積％まで分散してもよい。上記摺動面の潤滑性改善の観点からは、通常の軸受摺動面に１５面積％程度の油溝を形成させることによってその潤滑性が明らかに改善される。このことから、パーライト状セメンタイトコロニーの面積％が２０面積％以上であることが好ましく、さらに、５０体積％以上であることがより好ましい。
【００２５】
図１（ｂ）〜（ｄ）は、上記パーライト組織を母相とする代表的な鋳鉄組織を示す図である。図１（ｂ）は片状黒鉛が分散するねずみ鋳鉄（Ｇｒａｙ  Ｃａｓｔ  Ｉｒｏｎ）が示されており、図１（ｃ）は球状黒鉛が分散する鋳鉄（Ｎｏｄｕｌａｒ  Ｇｒａｐｈｉｔｅ  Ｃａｓｔ  Ｉｒｏｎ）が示されており、図１（ｄ）はレーデブライト中のセメンタイト（白色相）とパーライト組織（黒色部）からなる白鋳鉄（Ｗｈｉｔｅ  Ｃａｓｔ  Ｉｒｏｎ）が示されており、これらの鋳鉄材料は本発明に適用することができる。
【００２６】
上述した本実施の形態のように、０．１５〜０．７重量％の炭素を固溶する焼入れ状態のマルテンサイト母相中にセメンタイト（粒状、パーライト状）を高密度に分散させることは、平衡状態図的には難しい現象である。これを実現するために、本実施の形態において、シール摺動面を構成する部位は、少なくとも０．５〜１．８重量％のＣと、セメンタイトに顕著に濃縮する合金元素であるＣｒ、Ｖ、Ｍｏ及びＷからなる群から選択された一種以上をＣｒが０．３〜３重量％の範囲、Ｖが０．１〜０．５重量％の範囲、Ｍｏが０．３〜２重量％の範囲、Ｗが０．５〜２重量％の範囲で含有される鋼材によって形成されている。フェライト相およびオーステナイト相の少なくとも一方の相とセメンタイトが共存する加熱状態において、これらの鋼中のセメンタイト中のＣｒ含有量を少なくとも２．５重量％以上、より好ましくは３重量％以上に高める前熱処理を施すことが好ましい。これによって誘導加熱焼入れ時の加熱中のオーステナイト相へのセメンタイト固溶を阻害することができる。また、前記鋼材は、上記のＣ及び合金元素を含み、残りがＦｅからなるものであって、Ｓｉ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｖ，Ｍｏ，Ｗ，Ｃｕ，Ｃｏ，Ｂ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｐ，Ｓ，Ｃａ，Ｐｂ及びＭｇからなる群から選択された一種以上の合金元素が本発明主旨作用以外の適正な焼入れ性、焼戻し軟化抵抗性、耐食性、切削性、耐摩耗性、耐焼付き性を確保する観点から、適正に添加されても良く、またさらに、前記合金元素や不純物元素としてのＳ，Ｐ，Ｏ，Ｎからなる群から選択された一種以上が製鋼原料上の混入が避けられない場合もあり、本発明主旨作用に影響を与えない範囲でその混入が認められる。前記の残りがＦｅからなるもの（鋼材）とは、これら合金元素や不純物元素が適正に含有されることを意味するものである。また、後述する鋳鉄材についても同様である。
【００２７】
また、本実施の形態によるＦｅ系フローティングシールは、シール摺動面を備え、前記シール摺動面に形成され、０．１５〜０．７重量％の炭素が固溶されたマルテンサイト母相と、前記マルテンサイト母相中に分散された３〜５０体積％のセメンタイトと、前記マルテンサイト母相中に分散された３〜１５体積％の黒鉛とを具備するものである。
このＦｅ系フローティングシールにおいて、前記シール摺動面の部位は、少なくとも２〜４．５重量％のＣを含有し、さらに、０．５〜４重量％のＣｒ、０．１〜０．５重量％のＶ、０．３〜２重量％のＭｏ及び０．５〜２重量％のＷからなる群から選択された一種以上を含有するパーライト組織の母相中に、３〜１５体積％の黒鉛を分散させた、ねずみ鋳鉄（Ｇｒａｙ  Ｃａｓｔ  Ｉｒｏｎ），球状黒色鋳鉄（Ｎｏｄｕｌａｒ  Ｇｒａｐｈｉｔｅ  Ｃａｓｔ  Ｉｒｏｎ），芋虫状黒鉛鋳鉄（Ｃｏｍｐａｃｔｅｄ  Ｖｅｒｍｉｃｕｌａｒ  Ｃａｓｔ  Ｉｒｏｎ），パーライト可鍛鋳鉄（Ｐｅａｒｌｉｔｅ  Ｍａｌｌｅａｂｌｅ  Ｃａｓｔ  Ｉｒｏｎ）からなる群から選択された一種からなる鋳鉄材を用いて形成されていることも可能である。
【００２８】
さらに、上記Ｆｅ系フローティングシールにおいて、前記シール摺動面を構成する部位は、少なくとも２．０〜４．５重量％のＣを含有し、さらに、０．５〜４重量％のＣｒ、０．１〜０．５重量％のＶ、０．３〜２重量％のＭｏ及び０．５〜２重量％のＷからなる群から選択された一種以上を含有する白鋳鉄（Ｗｈｉｔｅ  Ｃａｓｔ  Ｉｒｏｎ）もしくはこの白鋳鉄のセメンタイトの一部を黒鉛化した鋳鉄材を用いて形成され、０．１５〜０．７重量％の炭素を固溶するマルテンサイト母相もしくはパーライト状のセメンタイトとマルテンサイト相からなる母相中に、１５〜５０体積％のセメンタイトおよび３〜１５体積％の黒鉛を分散させたもので構成されていても良い。
【００２９】
また、フェライト相とセメンタイト相が共存する焼入れ前組織を７００℃で平衡加熱させた時の合金元素Ｍの分配係数αＫＭ＝（セメンタイト中のＭ元素濃度重量％／フェライト中のＭ元素濃度重量％）は、αＫＣｒ＝２８、αＫＭｎ＝１０．５、αＫｖ＝９、αＫＭｏ＝７．５、αＫＷ＝２、αＫＮｉ＝０．３４、αＫＣｏ＝０．２３、αＫＳｉ，Ａｌ≒０であるから、Ｍｎ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｗがセメンタイトへ濃縮し、Ｓｉ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｃｏがフェライト中に濃縮することがわかる。したがって、前述のようにセメンタイトを５０体積％分散させたフェライト相においては、例えばＳｉ、Ａｌは添加量の約２倍、Ｎｉは約１．５倍、Ｃｏは約１．６倍に濃縮し、Ｃｒは逆に０．０７倍、Ｍｎは０．１７倍に希薄化されることがわかる。
【００３０】
また、前述の高周波焼入れ処理前のセメンタイト中にＣｒを濃化させる熱処理としては、マルテンサイトやパーライト組織のものを（フェライト＋セメンタイト）二相領域で加熱処理する方法や、パーライト組織形成の段階で例えば、空冷、炉冷等の冷却速度で遅く冷却する方法や、Ａ１温度から６００℃の範囲で恒温処理する方法、さらに、セメンタイトの球状化を図る球状化焼きなまし処理（「鋼の熱処理  改訂５版」、日本鉄鋼協会偏、丸善株式会社発行、Ｐ４４〜４６参照）等が好ましい。
【００３１】
さらにまた、共析炭素濃度以上の炭素濃度を有する鋼では、Ａ１温度〜Ａｃｍ温度の（オーステナイト＋セメンタイト）二相領域で加熱保持し、そのセメンタイト中にＣｒを濃縮させた後に冷却し、母相をマルテンサイト、ベイナイトおよび／または微細なパーライト組織にする前熱処理も好ましい。また上記加熱保持した後に６００℃まで徐冷しながら粒状セメンタイトおよび／またはパーライト状セメンタイトを分散させる前熱処理も好ましい。なお、７５０〜８５０℃の（オーステナイト＋セメンタイト）二相領域におけるセメンタイト中のＣｒ濃度はオーステナイト中のＣｒ濃度の約８〜１０倍に濃縮し、例えばＦｅ−０．９重量％Ｃ−１．５重量％Ｃｒ鋼では、８２０℃に加熱保持することによって、１１重量％のＣｒを含有するセメンタイトが約２体積％分散した組織となり、後述するように誘導加熱焼入れによってこの状態で分散するセメンタイトが未固溶で残留することがわかる。
【００３２】
なお、前述した０．１５〜０．７重量％の低炭素濃度なマルテンサイト母相中にセメンタイトを分散させる方法は、前述したＣｒが濃縮したセメンタイトとフェライト相からなる組織体が誘導加熱等の急速加熱によって焼入れ温度に保持された時に、セメンタイトがオーステナイトへ固溶する際のセメンタイトの固溶機構（速度）から説明できる。この固溶機構は、図２に示される加熱温度におけるＦｅ−Ｃ−Ｍ（Ｍ：合金元素）三元系状態図とその図中に示される炭素の等活量線図（等炭素活量線図）の関係から理解できる。
【００３３】
図２は、炭素との親和力の強いＣｒと類似の合金元素を添加したＦｅ−Ｃ−Ｍ三元系状態図を模式的に示したものである。本実施の形態において、０．５〜１．８重量％のＣと、０．３〜３重量％のＣｒ及び０．１〜０．５重量％の少なくとも一方を含有し、Ｓｉ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ｗ，Ｃｕ，Ｃｏ，Ｂ，Ｔｉ，Ｐの群から選択された一種以上の合金元素およびＳ，Ｏ，Ｎの不可避的不純物元素を含有し、残りが実質的にＦｅからなる鋼材によってシール摺動面の部位が形成されたＦｅ系フローティングシールの代表的な組成を図２のＡ点で示している。その組成の鋼中の炭素活量と等しい炭素活量は、図中のＡ点を通る細線のように、Ｍ元素添加によって炭素等活量線は炭素活量が低下することから右肩上がりに推移し、セメンタイトの固溶度線と交わり、その交点（Ｂ点）と平衡するＭ元素を含有したセメンタイト組成点（Ｃ点）と直線的に結ばれるものである。
【００３４】
図２中のその他の等活量線（細線）は、各炭素活量に応じて計算されるものであり、炭素濃度が高くなるほど炭素活量は大きくなるが、Ｆｅ−Ｃ軸（Ｆｅ−Ｃ二元系）での黒鉛の固溶度（Ｄ点）が炭素活量Ａｃ＝１と定義されるものである。
【００３５】
前記図２中に使用する鋼材組成Ａ点の焼入れ前組織におけるフェライトとセメンタイトの組成はＥ，Ｆ点に与えられ、焼入れ加熱温度に急速に加熱された温度におけるＦ点組成のセメンタイトが合金元素Ｍをその場に残して、極めて拡散性の大きい炭素だけが急速にオーステナイト中に固溶する。その場合のセメンタイト界面と局所平衡するオーステナイト界面組成はＧ点で与えられ、Ｇ点の炭素活量が鋼材組成のＡ点の炭素活量より大きいことから、炭素の化学ポテンシャルの勾配によって急速に拡散し、セメンタイトが固溶した位置と元フェライトであった位置において、まず、図中Ｂ点を通る等活量線に沿って炭素が均質化した後に（←、→印）、合金元素が均質化することがわかる。
【００３６】
しかし、鋼中への合金元素添加量がより多く添加され（Ｈ点）、セメンタイト中により多くの合金元素が濃縮する（Ｊ点）場合においては、セメンタイトが合金元素Ｍをその場に残して炭素だけが固溶するとした時のセメンタイトと平衡するオーステナイト中の炭素活量が（Ｋ点）、元のＨ点組成の炭素活量より低くなる。このことから、Ｋ点を通る等炭素活量に沿って極短時間で炭素はＬ点濃度まで迅速に拡散するが、それ以上の固溶が進行し、セメンタイトが完全に固溶する間にはＫ点からセメンタイトの固溶度線に沿ってのＢ点への合金元素の拡散なしにセメンタイトが固溶できないことがわかり、セメンタイトの固溶が合金元素Ｍの拡散に律速されながら急速に遅くなることがわかる。
【００３７】
また、セメンタイトが完全に固溶するための時間は、Ａ，Ｈ点組成を通る等炭素活量とセメンタイト固溶度線との交点Ｂで示すＭ元素濃度以上にセメンタイト中のＭ元素濃度が大きくなるほど遅くなる。高周波加熱（誘導加熱）・焼入れによる未固溶セメンタイト量を少なくするためには、セメンタイト中のＭ元素濃度をＢ点のＭ元素濃度以下に抑制することが必要であることがわかる。さらに、前記Ｋ点を通る等炭素活量線上のＬ点の炭素濃度がセメンタイトを未固溶状態で分散しているマルテンサイト母相中の炭素濃度にほぼ対応することから、Ｌ点の炭素濃度が本実施の形態の０．１５〜０．７重量％であればよく、Ｌ点が０．１５〜０．７重量％となるセメンタイトのＪ点を管理することが必要であることがわかる。
【００３８】
また、未固溶状態で分散するセメンタイトの周辺のセメンタイト固溶部位における組成は、ほぼ図２中のＫ点組成となり、この部位での合金元素濃度はＬ点、Ｈ点と較べても顕著に高く、炭素濃度も高くなりやすい。このことから、この部位でのマルテンサイト開始温度Ｍｓ点がより低温度側に推移し、未固溶セメンタイト周辺に高靭性で馴染み性に優れた残留オーステナイト相が形成されやすいことがわかる。
【００３９】
より具体的にするために、図３に示すＦｅ−Ｃ−Ｃｒ三元系状態図と炭素等活量線図（ａｔ１０００℃）を使って１０００℃に素早く加熱して焼入れ処理を行う高周波焼入れの場合について以下に検討する。
【００４０】
（１）急速にセメンタイトが固溶する場合（セメンタイト中のＣｒ濃度が低い場合）
図中Ａ点（０．８重量％Ｃ，０．４重量％Ｃｒ）で示す鋼を（セメンタイト＋フェライト）共存領域の７００℃で十分加熱するとＢ点（セメンタイト、２．６重量％Ｃｒ）とＣ点（フェライト、０．０９重量％Ｃｒ）の組成になる。この状態で例えば高周波加熱によってオーステナイト状態になる１０００℃に急速加熱すると、Ｂ点，Ｃ点は矢印の方向に沿ってＡ点に向かって均質化していくことになる。前述のように、Ｂ点のセメンタイト中の合金元素がオーステナイト中をほとんど拡散しない間に炭素がフェライト組成を持っていたオーステナイト（Ｃ点）に図中Ｄ点を経由しながら↑↓印のように急速に拡散し、セメンタイトを固溶した後、Ａ点を通る炭素の等活量線でＣｒの拡散を伴いながら、緩やかにＣｒ元素がＡ点に向かって均質化するが、より急速な高周波加熱によるセメンタイトの固溶を達成する時点では、マルテンサイト母相の炭素濃度はほぼＡ点と同じ炭素濃度となって、より高硬度なマルテンサイトが得られることがわかる。
【００４１】
したがって、本発明のマルテンサイト相中の固溶炭素濃度が０．７重量％となる時のセメンタイト中のＣｒ濃度がほぼ４．５重量％であり、少なくとも、セメンタイト中のＣｒを４．５重量％以下に制御しておくことによって、未固溶なセメンタイトが残留しないことがわかる。
【００４２】
（２）セメンタイトの固溶が大きく遅延される場合１
図中Ｅ点（０．８重量％Ｃ，１重量％Ｃｒ）で示す鋼をフェライトとセメンタイト共存領域の７００℃で十分加熱するとＧ点（フェライト、０．２４重量％Ｃｒ）とＦ点（セメンタイト、６．６１重量％Ｃｒ）の組成になる。この状態で例えば高周波加熱によってオーステナイト状態になる１０００℃に急速加熱すると、前述の例のごとくＦ点はＨ点に向かって固溶していくことになる。Ｈ点（セメンタイトが固溶する場合のセメンタイトと等炭素活量の関係にあるオーステナイト界面）での炭素活量が元のＥ点の炭素活量よりも低くなるために、まずＨ点を通る等炭素活量線までセメンタイトが炭素拡散律速機構で固溶した後、セメンタイトと平衡するγ相組成（Ｈ点）がセメンタイトの固溶度線に沿ってＥ点と等活量の関係にあるセメンタイトの固溶度線上のＩ点にＣｒの拡散を伴いながらセメンタイトを固溶し、γ組成がＩ点に到達した時点でセメンタイトが完全に固溶することがわかる。また、焼入れ後のマルテンサイト母相中の炭素濃度は約０．５重量％となり、非常に硬質なマルテンサイト中に約５体積％のセメンタイトが未固溶状態で分散することがわかる。
【００４３】
また、前記マルテンサイト母相中の炭素濃度が０．１５重量％となる上限のセメンタイト中のＣｒ濃度が約１２重量％と読み取れる。このことから、焼入れ温度を１０００℃にして急速な加熱後に冷却する焼入れ条件ではセメンタイト中のＣｒ濃度を４．５〜１３重量％に調整することによって、炭素濃度が０．１５〜０．７重量％のマルテンサイト母相中に未固溶セメンタイトが分散した焼入れ硬化層が得られることがわかる。
【００４４】
（３）セメンタイトの固溶が大きく遅延される場合２
なお、上記（２）の場合におけるＨ点は、セメンタイトと異なるＣｒ７Ｃ３炭化物とγ相が平衡し、非平衡なセメンタイトとγ相の二相平衡がセメンタイト固溶過程において成り立つと仮定している。このセメンタイトの固溶過程において、Ｃｒ７Ｃ３炭化物の固溶度線上のＪ点を通る等炭素活量線（約０．２）までは、炭素拡散律速でセメンタイトが固溶する。しかし、それ以後のセメンタイトの固溶は、セメンタイト消失前にＣｒ７Ｃ３炭化物が形成される必要性のないように、γ相界面組成は、少なくともＣｒ７Ｃ３炭化物が析出しないＪ点から、Ｃｒ７Ｃ３炭化物の固溶度線に沿ってＣｒ７Ｃ３炭化物が析出しなくてもよい（γ相＋セメンタイト＋Ｃｒ７Ｃ３）三相共存領域のＫ点に到達する拘束条件が加わるためにセメンタイトの固溶がより遅延されることがわかる。
【００４５】
この場合の上記高周波加熱・焼入れによって得られるマルテンサイト母相中の炭素濃度は約０．４重量％となり、硬質な（ＨＲＣ５７〜６１）マルテンサイト母相中に約６体積％のセメンタイトが未固溶状態で分散することがわかる。
【００４６】
なお、上記検討結果から、セメンタイトの顕著な固溶遅延が発生する限界点は、１０００℃の加熱条件ではセメンタイト中のＣｒ濃度が約３．５重量％以上に濃縮する場合であるが、９００℃の加熱では約２．５重量％Ｃｒ（８００℃では２．０重量％Ｃｒ）である。例えば、Ｃが０．５５重量％、Ｃｒが０．３重量％を含有する鋼を７００℃で加熱する場合のセメンタイト中の［Ｃｒ濃度］＝αＫＣｒ×鋼中のＣｒ濃度／（１−（鋼中の炭素濃度／６．６７）×（１−αＫＣｒ））は２．６重量％と算出される。このことから、Ｃｒの下限添加量はほぼ０．３重量％であり、好ましくは０．５重量％以上であることがわかる。
【００４７】
また、未固溶セメンタイトを安定して分散させるために必要なセメンタイト中の平均Ｃｒ濃度としては、２．５〜１５重量％が適正であり、好ましくは３．５〜１３重量％である。
【００４８】
なお、αＫＣｒは前記フェライト相とセメンタイト間のＣｒの濃縮性を表わす分配係数であって、６００℃でのＣｒ，Ｍｎ，Ｍｏの分配係数はαＫＣｒ＝５２、αＫＭｎ＝１９、αＫＭｏ＝１２となり、セメンタイトへ濃縮傾向が増大する。
【００４９】
さらにまた、前記セメンタイト中のＣｒ濃度を２．５重量％以下に制御する場合においても、急速な高周波加熱を実施する場合は、前記炭素拡散律速でセメンタイトが固溶する機構以外に、セメンタイト相／オーステナイト相界面の移動抵抗によってセメンタイト固溶が遅れ、その影響によって焼入れ硬化層中にセメンタイトが未固溶分散することが考えられる。この場合にはＡ１温度から焼入れ温度の温度範囲を５００℃／ｓｅｃ以上の加熱速度で急速加熱した後直ちに焼入れることによって可能と考えられるが、マルテンサイト中への固溶炭素量が制御できないことや、セメンタイト中へＣｒを固溶させることによってセメンタイト硬さが顕著に高硬度化される（〜Ｈｖ１３００）ことから、Ｃｒの添加を不可避とすることが好ましい。
【００５０】
また、ＭｎはＶ，ＭｏよりもαＫＭｎが大きく、セメンタイト中に顕著に濃縮する元素であるが、通常の鋼材添加の範囲（０．３〜２重量％）においてはオーステナイト状態での特殊炭化物の存在がなく、かつ、オーステナイト中の炭素活量を下げるＭｎの作用がＣｒの約１／２以下の作用しか示さない。これらのことから、前記セメンタイトの固溶遅延作用は少ないが、前記メカニズムによる残留オーステナイト生成と焼入れ性には大きく寄与するので、通常の鋼材添加の範囲（０．１〜２重量％）で適時調整されることが好ましい。
【００５１】
なお、上記セメンタイトとフェライト間の分配係数αＫＭは上記のように７００℃で十分加熱したときのものであって、例えば加熱温度を６００℃に下げた時にはそれらの分配係数はより大きくなり、Ｃｒ，Ｍｎ，Ｖ，Ｍｏはよりセメンタイトに濃縮されるが、その加熱が短時間すぎた場合には十分に濃縮されないので、予め共析温度以下で加熱処理しておくことが好ましい。
【００５２】
さらに、上記セメンタイトがパーライト状セメンタイトであっても分配係数αＫＭは変わらないものであるから、高周波焼入れ前のパーライト変態組織の状態で鋼の共析温度以下で加熱処理しておくことが好ましい。
【００５３】
さらに、パーライト状セメンタイトとセメンタイト粒子を分散させる前組織としては、オーステナイトとセメンタイトが平衡に存在する温度領域でセメンタイトを粒状にあらかじめ析出分散させた後に冷却しながらパーライト変態を起こさせることによって調整することが好ましい。
【００５４】
またさらに、上述のフェライトとセメンタイト間の合金元素の分配係数αＫＭが大きいＶ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗは、セメンタイトへの濃縮傾向が大きいだけでなく、上記（３）の関係で記載したようなＣｒ７Ｃ３炭化物の存在と同様に、Ｆｅ２１Ｍｏ２Ｃ６，Ｖ４Ｃ３，ＷＣ特殊炭化物が存在することから、Ｃｒ７Ｃ３と同様の検討をした。その結果、０．１重量％以上のＶ、０．３重量％以上のＭｏおよび０．５重量％以上のＷの添加によって上記セメンタイトの固溶遅延が発現されるので、本実施の形態においては、経済性を考慮すると、少なくとも０．３重量％以上のＣｒを添加するものとし、Ｖ，Ｍｏ，Ｗは必要に応じて複合添加されることが好ましいこととした。
【００５５】
さらに、Ｖは０．０５重量％を越えると高周波焼入れ前組織中にＶ４Ｃ３炭化物として析出し、高周波焼入れを施してもＶ４Ｃ３炭化物はほとんど固溶しないでマルテンサイト母相中に残留するようになる。このＶ４Ｃ３が極めて硬質な炭化物で、前述の高速度鋼においては顕著な耐摩耗性の改善を発揮することから、高速度鋼を参考にするとＶの添加範囲としては０．０５〜５重量％（０．１〜約１０体積％）が好ましい。
そこで、本実施の形態によるＦｅ系フローティングシールにおけるシール摺動面を構成する部位は、Ｖ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｈｆからなる群から選択された一種以上の合金元素が合計で０．０５〜５重量％含有され、前記一種以上の合金元素が主体となる平均粒径が０．１〜５μｍの炭化物、窒化物および炭窒化物の少なくとも一種が合計で０．１〜１０体積％分散されていることが好ましい。
また、より耐摩耗性を改善する目的からは、Ｖ添加量を０．５重量％以上とすることが好ましく、さらに、１重量％以上とすることがより好ましい。
【００５６】
上記パーライト状セメンタイト以外のセメンタイトにおける平均Ｃｒ濃度は２．５〜１５重量％であり、その形態は旧オーステナイト粒界に析出するセメンタイトであってもよいが、強度的な観点からは平均粒径が０．１〜１０μｍの粒状セメンタイトであることが好ましい。またさらに、摺動材料や工具鋼材の耐摩耗性が、その鋼材中の炭化物径が大きい場合に良く改善されること、摺動時の摩擦力が摺動面から約１０μｍ深さ以内に集中して作用することが観察されることから、セメンタイト粒の上限の平均粒径を１０μｍ程度とすることが耐摩耗性向上に好ましい。
【００５７】
なお、粒状セメンタイトを平均粒径３μｍ以上に大きく成長させる場合には９００℃以上の上記（オーステナイト＋セメンタイト）二相領域での加熱処理を施すことが好ましく、１．２重量％以上の炭素を添加した上記鋼材もしくは鋳鉄材を用いることが好ましい。
【００５８】
前述のように、急速な誘導加熱後に急速冷却する熱処理方法においては、未固溶セメンタイトの周辺において、Ｃｒ等のセメンタイトへの濃縮元素と炭素が濃化した状態にあり、残留オーステナイト相が形成されやすくなっている。このことを利用して、本実施の形態においては、その残留オーステナイト相を母相の１０〜５０体積％に調整する。これにより、多量に分散するセメンタイトに発生する内部切欠き効果を緩和するとともに、摺動面における馴染み性を改善し、ヒートクラックの発生抑制や焼付き性を改善することができる。なお、残留オーステナイト相の上限含有量を５０体積％とするのは、５０体積％超の過剰な残留オーステナイトの生成は耐摩耗性の劣化につながるからであり、その上限値を３５体積％とすることがより好ましい。
【００５９】
上記高周波焼入れを実施して利用するＦｅ系フローティングシールは、前述のようにセメンタイトにＣｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｗ，Ｍｎ等を濃縮させて高周波焼入れしているために、焼入れ硬化層のマルテンサイト母相内でのこれら合金元素の濃度が極めて少ない状態にある。そのマルテンサイト相の焼戻し軟化抵抗性が低下することによって、耐摩耗性と耐焼付き性が劣化することが危惧される。そこで、本実施の形態においては、セメンタイト中にほとんど固溶せず、前記マルテンサイト母相の焼戻し軟化抵抗性を高める、０．５〜３．５重量のＳｉ％および０．２５〜２重量％のＡｌのいずれか一方、もしくはＳｉ及びＡｌの両方を合計で０．５〜３．５重量％含有される鋼材もしくは鋳鉄材を用い、これを誘導加熱・焼入れすることによってＦｅ系フローティングシールを作製する。
【００６０】
なお、焼戻し軟化抵抗性に対するＳｉ，Ａｌは４５０℃までは最も顕著な焼戻し軟化抵抗性を示し、さらに５００〜６００℃の高温状態においても、Ｃｒよりも効果的に作用し、経済的でもあることから、より積極的に添加されることが好ましい。
【００６１】
さらに、Ｓｉは上記Ｃｒとは逆に、オーステナイト相中の炭素活量を顕著に高め、マルテンサイト相中に固溶する炭素の濃度を０．１×Ｓｉ重量％の関係で低減させることや、Ａ１，Ａ３温度を高めることから、摺動面における耐ヒートクラック性を高める作用を奏するものである。マルテンサイト相中に固溶する炭素の上限濃度をより好ましい０．５重量％とする観点からは、マルテンサイト相中のＳｉ濃度を３重量％になるように添加されることが好ましく、Ｓｉ添加重量％＝（マルテンサイト相体積％×３）／１００で計算される。また、そのマルテンサイト母相中の上限Ｓｉ濃度は６．５重量％であるが、好ましくはオーステナイト相中の炭素活量に対する影響の少ないＡｌを積極的に添加して、マルテンサイト母相中の炭素濃度を低減させないで焼戻し軟化抵抗性を高めることが好ましい。
【００６２】
なお、本発明では、Ｓｉ，Ａｌ等のフェライト安定化元素を多量に使用するので、高周波焼入れ時においてフェライト相が焼入れ硬化層に残留する危険性をまず検討する必要がある。図４のＦｅ３重量％Ｓｉ−Ｃ系計算状態図に示すように、３重量％Ｓｉを添加した鋼においては、炭素量を０．３５重量％以上で、より好ましくは０．５５重量％以上添加することによって、高周波焼入れ時の加熱温度（８５０〜１１００℃）において十分にオーステナイト化することがわかる。Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｕなどオーステナイト安定化元素を総量で２重量％以上添加することが好ましい。また、Ｓｉの代わりにＡｌを添加する場合においては、ＡｌはＳｉの約２倍のフェライト安定化能力を持つことから、本実施の形態においては２．０重量％をＡｌ上限添加量とすることが好ましい。
【００６３】
また、ＡｌとＮｉを共存させて添加する場合においては、その靭性が顕著に改善され、さらに、時効硬化を示すことから、本実施の形態においても１〜６重量％Ｎｉと０．２５〜２重量％Ａｌとが共存添加されることが好ましい。このことから、本実施の形態においては、Ｍｎ，Ｎｉが総量で２〜７重量％含有される鋼材もしくは鋳鉄材を用いてＦｅ系フローティングシールを作製することが好ましい。また、前述のように、マルテンサイト母相中にセメンタイトが分散する場合においては、Ｎｉ，Ａｌ、Ｓｉ，Ｃｏ，Ｃｕはマルテンサイト相中に濃縮し、例えば、５０体積％セメンタイトが分散する場合、マルテンサイト相中のＮｉ濃度が１．５〜９重量、マルテンサイト相中のＳｉ又は（Ｓｉ＋Ａｌ）の濃度が１〜７重量％、マルテンサイト相中のＡｌ濃度が０．５〜４重量％となる。従って、例えば析出硬化型の熱間工具鋼（５Ｎｉ−２Ａｌ工具鋼）に見られるように、顕著な時効硬化性が期待される。
【００６４】
さらに、焼戻し軟化抵抗性を高める合金元素としてはＭｏ，Ｗが有効であるが、セメンタイト中へのＭｏ，Ｗの固溶限度が約２重量％と極めて少なく、マルテンサイト母相中に固溶して焼戻し軟化抵抗性に作用するＭｏ濃度が０．５重量％以下になることから、Ｍｏの上限添加量を２重量％とすることが好ましい。また、ＷについてもＭｏとほぼ同じセメンタイトへの固溶限度を有することから、Ｍｏ及びＷの総量の添加量を２重量％以下とすることが好ましい。
【００６５】
前記高周波焼入れの前組織として、（フェライト＋パーライト）組織であって、粗大なフェライトが存在する場合には、短時間の高周波加熱によってオーステナイト中で炭素が十分拡散されない危険性がある。そこで、前述したように本実施の形態では、シール摺動面を構成する部位は、Ｖ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｈｆからなる群から選択された一種以上の合金元素が０．０５〜５重量％が含有され、前記一種以上の合金元素が主体となる平均粒径が０．１〜５μｍの炭化物、窒化物および炭窒化物の少なくとも一種が０．１〜１０体積％分散され、（フェライト＋パーライト）組織を細かくし、粗大フェライトの発生を抑えることや鋼材の炭素量を０．６重量％以上に調整することが好ましい。
【００６６】
なお、Ｖ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｈｆからなる群から選択された一種以上の合金元素の炭化物、窒化物および炭窒化物は、前記セメンタイトに較べ、高周波加熱時のオーステナイトにほとんど固溶せず、かつ極めて硬質であり、鋼に対する耐焼付き性が極めて優れた化合物である。このことから、それらの微量の添加によってオーステナイト結晶粒の微細化および耐焼付き性の改善に寄与する。そこで、本実施の形態においては、前記化合物による耐摩耗性の改善効果を考慮し、さらに、高速度鋼におけるＶ４Ｃ３，ＷＣ炭化物量を参考にすると、前記一種以上の合金元素の上限添加量を５重量％とし、前記化合物の上限含有量を１０体積％とすることが好ましい。例えばＴｉＣとした場合には、ＴｉＣの比重がほぼ４．９ｇｒ／ｃｍ３であることから、５重量％のＴｉ添加によって６．３重量％のＴｉＣが形成され、その体積％が１０体積％となる。
【００６７】
また、前記摺動面での耐焼付き性や耐摩耗性を効果的に改善するためには、前記鋼の溶製段階で析出させる炭化物、窒化物および炭窒化物の少なくとも一種の化合物が比較的大きいことが好ましい。前記化合物の平均粒径としては、高速度鋼炭化物の分布に見られるように０．１μｍ以上が好ましく、かつ摺動時の相手材へのアタック性を考慮した場合には５μｍ以下にしておくことが望まれる。
【００６８】
また、前述したように、本実施の形態によるＦｅ系フローティングシールにおけるシール摺動面を構成する部位は、２〜４．５重量％のＣを含有し、０．５〜４重量％のＣｒ、０．１〜０．５重量％のＶ、０．３〜２重量％のＭｏ及び０．５〜２重量％のＷからなる群から選択された一種以上を含有するパーライト組織の母相中に、黒鉛を分散させた、ねずみ鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄、芋虫状黒鉛鋳鉄、パーライト可鍛鋳鉄からなる群から選択された一種からなる鋳鉄材を用いて形成されていても良い。前記鋳鉄材には、Ｃｕが５〜１５重量％を含有され、摺動面において３〜１０体積％のＣｕ合金相が分散されていることが好ましい。これにより、摺動時の馴染み性、潤滑性の改善とヒートクラック発生時のクラック伝播を抑制することができる。Ｃｕ合金相量の下限値（３体積％）は黒鉛分散と同様にオイルポケット効果が明確に現れる体積とし、上限は耐摩耗性の劣化を考慮して１０体積％とした。
【００６９】
また、本実施の形態によるＦｅ系フローティングシールの製造方法は、鋼材又は鋳鉄材を、室温もしくはＡ１温度以下で予熱した状態から８５０〜１１００℃の焼入れ温度まで誘導加熱によって６℃／ｓｅｃ以上の加熱速度で１０秒以内の急速加熱を行い、この後に急冷するものである。このような誘導加熱焼入れ作業によって少なくともシール摺動面を焼入れ硬化させる。
【００７０】
前記鋼材又は前記鋳鉄材は、前述したものを用いる。
つまり、前記鋼材又は前記鋳鉄材は、（１）０．５〜１．８重量％のＣを含有し、さらに、０．３〜３重量％のＣｒ、０．１〜０．５重量％のＶ、０．３〜２重量％のＭｏ及び０．５〜２重量％のＷからなる群から選択された一種以上を含有する鋼材を用いても良いし、（２）２〜４．５重量％のＣを含有し、さらに、０．５〜４重量％のＣｒ、０．１〜０．５重量％のＶ、０．３〜２重量％のＭｏ及び０．５〜２重量％のＷからなる群から選択された一種以上を含有するパーライト組織の母相中に、黒鉛を分散させた、ねずみ鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄、芋虫状黒鉛鋳鉄、パーライト可鍛鋳鉄からなる群から選択された一種からなる鋳鉄材を用いても良いし、（３）２〜４．５重量％のＣを含有し、さらに、０．５〜４重量％のＣｒ，０．１〜０．５重量％のＶ、０．３〜２重量％のＭｏ及び０．５〜２重量％のＷからなる群から選択された一種以上を含有する白鋳鉄もしくは前記白鋳鉄のセメンタイトの一部を黒鉛化した鋳鉄材を用いても良いし、（４）（１）〜（３）に０．５〜３．５重量％のＳｉおよび０．２５〜２重量％のＡｌのいずれか一方、もしくはＳｉおよびＡｌの両方が合計で０．５〜３．５重量％含有される鋼材又は鋳鉄材を用いても良いし、（５）（１）〜（３）にＭｎ及びＮｉが総量で２〜７重量％含有される鋼材又は鋳鉄材を用いても良い。
また、（６）上記（２）、（３）の鋳鉄材には、Ｃｕが５〜１５重量％含有され、Ｃｕ合金相が３〜１０体積％分散されていることが好ましい。さらに、（１）〜（６）の鋼材又は鋳鉄材には、指定される合金元素とその添加量以外にも、前述のように本発明主旨以外の適正な焼入れ性、焼戻し軟化抵抗性、耐食性、切削性、耐摩耗性、耐焼付き性を確保する観点や前記鋳鉄材中に分散させる黒鉛形態やパーライト組織の形成しやすさを調整する観点から、Ｓｉ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｖ，Ｍｏ，Ｗ，Ｃｕ，Ｃｏ，Ｂ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｐ，Ｓ，Ｃａ，Ｐｂ，Ｍｇ、Ｓｎ，Ｂａ及びＲｅ（希土類元素）からなる群から選択された一種以上を適正に添加されても良く、またさらに、前記合金元素や不純物元素としてのＳ，Ｐ，Ｏ及びＮからなる群から選択された一種以上が製鋼原料上の混入が避けられない場合もあり、本発明主旨作用に影響を与えない範囲でその混入が認められるが、その合金元素の添加される総量が５重量％を超えることはなく、２重量％以下に抑制することが好ましい。
【００７１】
上記のような鋼材又は鋳鉄材を準備する工程と、前記鋼材又は鋳鉄材を、Ａ１温度を超えてから８５０〜１１００℃の焼入れ温度まで１０秒以内の加熱速度で加熱した後に急冷する焼入れ工程とにより、本実施の形態によるＦｅ系フローティングシールの製造方法は実施されるが、前記焼入れ工程により、鋼材の場合には、前記鋼材が０．１５〜０．６重量％の炭素を固溶するマルテンサイト相中に３〜５０体積％のセメンタイトが分散される組織を形成し、鋳鉄材の場合には、前記鋳鉄材が０．１５〜０．７重量％の炭素を固溶するマルテンサイト相中に３〜５０体積％のセメンタイトと３〜１５体積％の黒鉛が分散される組織を形成するようにされている。
前記製造方法は、前記Ｆｅ系フローティングシール中のセメンタイト中に前記Ｃｒ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗからなる群から選択された一種以上を濃縮させる熱処理工程をさらに具備することが好ましい。
また、前記製造方法は、さらに、焼入れ前組織中に板状セメンタイトとフェライトからなるパーライト組織領域が２０面積％以上の面積比率で分散される熱処理工程をさらに具備することが好ましい。
【００７２】
なお、後述するように十分にセメンタイトを球状化処理したＳＵＪ２（１．０１重量％Ｃ−１．５重量％Ｃｒ、Ｈｖ２００）を６℃／ｓｅｃの加熱速度で各焼入れ温度に加熱した後に急冷した時の焼入れ硬化層硬さ、セメンタイト残留量、マルテンサイト相の固溶炭素量を調査した。その結果から、本実施の形態の主旨とする低炭素マルテンサイト相中に５体積％以上のセメンタイトを高密度に分散させる組織が十分に形成されることが確認された。この場合における適正加熱温度は９００〜１０００℃であることがわかる。ＳＵＪ２よりＣｒ濃度を下げた場合には、セメンタイト中のＣｒ濃度が下がり、適正加熱下限温度が約８５０℃程度、そしてその逆にＣｒ濃度を上げた場合には適正加熱上限温度が１１００℃程度になる。また、少なくとも６℃／ｓｅｃの加熱速度から推定した場合においてはソルトバスによる加熱方式が適正に適用できることが期待されるが、生産性や焼入れ作業の環境性、および経済性を考慮すると誘導加熱方式が好適であり、とりわけ誘導加熱速度から換算して上記誘導加熱時間が１０秒以内であることが好ましい。
【００７３】
さらにまた、Ｆｅ系フローティングシールの摺動面を３００〜Ａ１温度未満に予熱し、８５０〜１１００℃（好ましくは９００〜１１００℃）の焼入れ温度まで、６０ｋＨｚ以下の周波数の高周波加熱で１５０℃／ｓｅｃ以上（３秒以内）の加熱速度で急速加熱した後、冷却する。このような焼入れ作業によって少なくともシール摺動面を焼入れ硬化させる。これにより、パーライト状のセメンタイトがマルテンサイト相中に分散した、より高硬度で、より低歪で焼入れ処理されたフローティングシール部材を製造することができる。
【実施例】
【００７４】
次に、本発明によるＦｅ系フローティングシールおよびその製造方法の具体的な実施例について、図面を参照しつつ説明する。
【００７５】
（実施例１）
本実施例では、低炭素なマルテンサイトを母相としてセメンタイトが高密度に分散され、Ｆｅ系フローティングシールの摺動特性が顕著に改善されることを検証するために、表１に示した鋼材を用いて、高周波焼入れ前組織を調整しながら、各種条件で高周波焼入れを実施し、その時の焼入れ組織を調査した。なお、表１中のセメンタイト体積％及び残留γ体積％は、組織写真観察により求めたものであり、ＰＶ値については後述する。
【００７６】
【表１】
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【００７７】
図５（ａ），（ｂ），（ｃ）は、表１中のＮｏ．１鋼材（ＳＵＪ２相当材）を８１０℃に２ｈｒ加熱し、６００℃までを徐冷するセメンタイトの粒状化処理（徐冷法）を施した後、高周波加熱によって６℃／ｓｅｃの加熱速度で８００〜１０００℃の各温度に加熱した後に水焼入れし、その焼入れ層硬さからマルテンサイト中の炭素濃度と未固溶セメンタイト量の関係を調査した結果を示したものである。この図から明らかに、Ｃｒのセメンタイトへの濃縮（約９重量％Ｃｒ）によって、加熱時のオーステナイトへのセメンタイトの固溶が遅延すること、Ｆｅ系フローティングシールとして必要な十分な硬さのマルテンサイトを得るためには、少なくとも９００℃以上に加熱温度を設定することが必要であること、その時のマルテンサイト中の炭素濃度が約０．３重量％であり、１２体積％の硬質なセメンタイト粒子が分散していること等から、Ｆｅ系フローティングシールとしての耐焼付き性、耐ヒートクラック性、耐摩耗性に優れた特性を示すことがわかる。
【００７８】
また、高周波加熱温度を１０００℃に設定した場合においても約６体積％のセメンタイトが０．７重量％Ｃのマルテンサイト母相中に分散した極めて硬質な焼入れ硬化層が得られることがわかるが、残留オーステナイト相が多くなって焼入れ硬化層の硬さが飽和することから、Ｆｅ系フローティングシールとしては、耐ヒートクラック性の観点から高周波焼入れ温度が１０００℃以下であること、マルテンサイト中の炭素量が０．７重量％以下であること、セメンタイト分散量が３体積％以上であることのいずれかの条件が満足されるようにすることが必要であることがわかる。
【００７９】
さらに、表１中のＮｏ．４供試鋼を、上記球状化処理（徐冷法）したものと、８２０℃で１．５ｈｒ保持した後に放冷し、パーライト状セメンタイトと粒状セメンタイトを分散させたものを準備し、通常の高周波加熱速度よりも極めて速い加熱速度１０００℃／ｓｅｃで９００〜１１００℃の各温度に加熱した後に焼入れた摺動面の組織を調査した。
【００８０】
その結果、図６に示すように上記球状化処理（徐冷法）したものの１０００℃の加熱温度から焼入れたものの粒状セメンタイトが極めて多量に分散し、図７に示すようにその焼入れ層中における硬さは、残留オーステナイトを３０〜４５体積％含有するにもかかわらず、最大Ｈｖ８３０にまで顕著に硬化されていることがわかり、残留オーステナイト量としては５０体積％まで含有しても耐摩耗性に問題なく利用できることがわかった。
【００８１】
また、図８には、上記パーライト状セメンタイトと粒状セメンタイトを分散させたものを１０００℃に加熱した後に焼入れた摺動面の組織を示したものであるが、明らかに、マルテンサイト母相中にパーライト組織状の板状セメンタイトが分散しており、図６の組織硬さ（Ｈｖ８８０）より顕著に硬化（Ｈｖ９４０）していることがわかった。
【００８２】
また、パーライト前組織を含むＮｏ．４鋼材を使って、パーライト状セメンタイトが分散する加熱速度と加熱温度の関係を調査した。その結果、加熱速度１５０℃／ｓｅｃ、加熱温度９００℃の焼入れ組織でもパーライト状セメンタイトが分散し、その時の焼入れ硬化層の硬さはＨｖ９４５にまで顕著に硬化することがわかった。少なくともパーライト状セメンタイトを安定して分散させるためには、８５０℃を加熱温度の下限とした場合には１００℃／ｓｅｃ以上の加熱速度が必要であるが、加熱速度が１５０℃／ｓｅｃ以上であることが好ましい。
【００８３】
なお、図６，図８中には電子顕微鏡内部でエネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＥＤＡＸ）によって分析したセメンタイト中のＣｒ濃度を示した。パーライト状セメンタイトにおいても顕著なＣｒの濃縮が観察されることがわかる。粒状セメンタイトよりもより低濃度Ｃｒであるために、パーライト状セメンタイトが固溶しやすい結果となっており、焼入れ前組織においてパーライト状セメンタイト中にＣｒを濃縮させる加熱処理を施すことによって、さらに安定してパーライト状セメンタイトを分散させることができる。
【００８４】
さらに、急速加熱焼入れしたＮｏ．１鋼材のマルテンサイト相の格子定数測定から求めたマルテンサイト中の炭素濃度は０．５重量％であり、先のＮｏ．１の結果（０．７重量％）と較べ急速な高周波加熱によって固溶炭素濃度が低減し、セメンタイト分散量が増加することはＦｅ系フローティングシールの耐ヒートクラック性を改善する意味合いからは好ましい方法である。
【００８５】
さらに、上記ＳＵＪ２での誘導加熱焼入れテストの結果は、前述のパーライト組織を母相とする白鋳鉄、ねずみ鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄、ＣＶ黒鉛鋳鉄、パーライト可鍛鋳鉄等や、白鋳鉄を黒鉛化処理して、黒鉛とセメンタイトを微細に分散させた鋳鉄の焼入れに適用できることが分かる。
【００８６】
（実施例２）
本実施例では表１に示す供試鋼を図９に示すＦｅ系フローティングシール形状に機械加工したものに、同図中に示す摺動面部位を上記急速誘導加熱焼入れ法（１０００℃／ｓｅｃ）によって焼入れ温度９５０℃で処理し、１６０℃１ｈｒの焼戻し処理を施した後にシール面をラップ加工して仕上げた試験片を図１０に示す摺動試験機（フローティングシールテスター）を用いて空中で耐ヒートクラック性と耐焼付き性の評価を実施した。
【００８７】
なお、フローティングシールテスターは、作成した試験片を、シール面が相接するように配される一対のシールリングとする、フローティングシール装置を用いて、一方のシールリングと接するＯリングを固定し、他方のシールリングと接するＯリングに荷重及びシールリング中心軸周りの回転を与える。耐ヒートクラック性と耐焼付き性は、シール押し付け線圧（線圧＝押し付け荷重（ｋｇｆ）／シール面当たり長さ（ｃｍ））を２ｋｇｆ／ｃｍとし、ＥＯ＃３０のエンジンオイルを封入した条件で、摺動抵抗が増大し、摺動面温度が急増する回転数を調査し、その回転数より求められるシール面の周速と線圧の積で表わすＰＶ値（ｋｇｆ／ｃｍ×ｍ／ｓｅｃ）として求めた。また、比較材としては、比較材１：ＳＵＪ２の８４０℃焼入れ材と、通常のＦｅ系フローティングシール材料として良く使われているものとして、比較材２：高炭素高Ｃｒ鋳鉄、比較材３：高炭素高Ｃｒ，Ｍｏ鋳鉄、比較材４：Ｎｉ−Ｈａｒｄ鋳鉄のマルテンサイト鋳鉄を取り上げた。
【００８８】
表１に各種供試鋼の焼入れ組織中のセメンタイト量（セメンタイト体積％）、残留オーステナイト量（残留γ体積％）および上記ＰＶ値をまとめて示した。比較材１とＮｏ．１〜７の結果を比較することによって、低炭素なマルテンサイト母相中にセメンタイトが分散することによってＰＶ値が向上し、さらに、パーライト状のセメンタイトの分散によって、Ｓｉ，Ａｌによる焼戻し軟化抵抗性を改善するほどにＰＶ値が改善され、また、比較材２，３，４と較べても経済的に優れていることがわかる。
【００８９】
また、Ｎｏ．８〜１０は高炭素な鋳鉄材料を用いた結果であるが、比較材４との比較において、黒鉛を分散させることによって顕著な耐焼付き性の改善が認められ、かつセメンタイトを高密度に分散させていることから耐摩耗性に優れたＦｅ系フローティングシール部材に好適であることがわかる（Ｎｏ．８，９は白鋳鉄状態で９５０℃×１ｈｒの黒鉛化処理後に放冷し、パーライト組織を母相としたものを誘導加熱・焼入れしたもの）。
【００９０】
なお、Ｆｅ系フローティングシールは図９に示すように、シール面部の厚さは２〜５ｍｍ程度であることが多く、一般に高周波焼入れによって焼入れ硬化層を深く焼入れすぎた場合においては大きな変形を示す場合が多い。本実施例２の急速高周波焼入れは瞬間的に表面層を浅く焼入れることができ、上記変形防止に好ましい方法であり、とりわけ、Ａ１温度以下の温度で予熱した後に急速高周波焼入れする方法が好ましい。
【００９１】
しかし、上記急速高周波焼入れ法を大径の大型フローティングシールに適用する場合においては、設備費が高価になりやすいことから、例えば１０００℃のソルトバス等の設備を使い、さらに、図３を参考にしてセメンタイト中のＣｒ濃度を５重量％以上に濃縮させた鋼材を用いるようにして加熱する方法も可能である。
【００９２】
尚、本発明は上記実施の形態及び上記実施例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は、パーライト組織を含むＦｅ系フローティングシール用素材の鋳鉄組織例を示す写真。
【図２】Ｆｅ−Ｃ−Ｍ系状態図と炭素の等炭素活量線図を使ったγ相への固溶機構図。
【図３】Ｆｅ−Ｃ−Ｃｒ系等炭素活量線図（ａｔ１０００℃）。
【図４】Ｆｅ−３重量％Ｓｉに対する合金元素の影響を示した状態図。
【図５】（ａ）は高周波加熱温度と焼入れ硬さとの関係を示すグラフであり、（ｂ）は高周波加熱温度とマルテンサイトＣ濃度との関係を示すグラフであり、（ｃ）は高周波加熱温度とθ相体積％との関係を示すグラフ。
【図６】球状化処理Ｎｏ．４試料の急速高周波焼入れ組織を示す写真。
【図７】加熱温度と焼入れ硬さ及び残留γ量それぞれとの関係を示すグラフ。
【図８】パーライト状セメンタイトと粒状セメンタイトを分散させたＮｏ．４試料の急速高周波焼入れ組織を示す写真。
【図９】Ｆｅ系フローティングシールの形状を示す断面図。
【図１０】フローティグシールテスターの概略図。
【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１】
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【図３】
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【図６】
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【図８】
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