(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面硬さを５８ＨＲＣ以上とする機械部品に用いる鋼であって、鋼中の酸素含有量が質量割合で８ｐｐｍ以下、硫黄含有量が０．００８質量％以下、Ａｌ含有量が０．０１１〜０．０３０質量％であり、鋼中に存在するＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3系酸化物の平均組成における（ＭｇＯ）／（Ａｌ2Ｏ3）の質量％比を０．２５〜１．５０の範囲に規制し、かつＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3系酸化物の全酸化物系介在物に占める個数比率を７０％以上としたことを特徴とする転がり疲労寿命に優れた鋼。
【請求項２】
転がり疲労寿命に優れた鋼は、ＪＩＳ規格において規定される高炭素クロム軸受鋼鋼材、ならびにＳＡＥ規格またはＡＳＴＭ規格Ａ２９５において規定される５２１００、ならびにＤＩＮ規格において規定される１００Ｃｒ６、ならびにＪＩＳ規格において規定される機械構造用炭素鋼鋼材、ならびにＪＩＳ規格において規定される機械構造用合金鋼鋼材のうちのクロム鋼およびクロムモリブデン鋼およびニッケルクロムモリブデン鋼から選択したいずれか１種の鋼であることを特徴とする請求項１に記載の転がり疲労寿命に優れた鋼。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受、ギア、ハブユニット、トロイダル型ＣＶＴ装置、等速ジョイント、クランクピンなどの優れた転がり疲労寿命が要求される、表面硬さを５８ＨＲＣ以上に硬化させて使用される機械部品や装置として適用される鋼に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種機械装置の高性能化によって、転がり疲労寿命が求められる機械部品や装置の使用環境は過酷化している。それに伴い、これらの部品や装置の寿命向上ならびに信頼性向上に対する要求が高まっている。このような要求に対し、鋼材面の対策としては、鋼成分の適正化や転がり疲労寿命に有害な不純物元素の低減が行われており、寿命の向上ならびに信頼性の向上が図られている。
【０００３】
鋼組成に含有の不純物元素のうち、例えば、酸素はアルミナなどの破損の起点となりうる酸化物系介在物を構成する元素である。したがって、特に有害性が高い酸素に関しては、ｐｐｍオーダーへの低減が行われている。さらに高い品質が求められる場合には、ＶＡＲ、ＥＳＲなどの特殊溶解によって、さらなる酸素量の低減が行われる場合もある。また、他の不純物元素に関しても、その含有量を０．０１質量％オーダーまで低減することによって、それらの悪影響を防止する対策がとられている。
【０００４】
一方、酸化物系介在物の有害性低減についても検討されている。これらの検討のなかで、鋼中に存在する介在物組成をＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＣａＯ系介在物、もしくはＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＭｎＯ系介在物とし、加工後における酸化物系介在物のアスペクト比が３．０以上であるものが、加工後の酸化物系介在物中に６０％以上含まれることを特徴とする転動疲労特性に優れた鋼が提案されている（例えば、特許文献１参照）。さらに、鋼中の酸化物個数に関して、｛(ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3個数＋ＭｇＯ個数)／全酸化物系介在物個数｝の値を０．８０以上とすることを特徴とする高炭素系高寿命軸受鋼が提案されている（例えば、特許文献２参照）。さらに、アルミナ系とスピネル系との合計個数が全酸化物個数の６０％未満であることを特徴とする高炭素クロム軸受鋼およびその製造方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。同特許文献３内に限り、アルミナ系とは（ＭｇＯ）も（ＳｉＯ2）も３％未満で、かつ（ＣａＯ）も（ＣａＯ）／（（ＣａＯ）＋（Ａｌ2Ｏ3））の比で０．０８以下であるものであり、スピネル系とは３％〜２０％の範囲の（ＭｇＯ）に残部が（Ａｌ2Ｏ3）である２元系に、１５％以内の（ＣａＯ）および／または１５％以内の(ＳｉＯ2)が混入する場合があるスピネル型結晶構造のものであるとして定義されている。さらに、介在物径を（縦×横）1/2と定義した場合の、鋼中の３０００ｍｍ2中に存在する最大介在物径を有する酸化物系非金属介在物あるいは１５μｍ以上の介在物径を有する全ての酸化物系非金属介在物の組成が質量％でＳｉＯ2：３０％以上であることを特徴とする転がり疲労寿命に優れた機械用部品に使用される鋼が提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平３−７９７４１号公報
【特許文献２】特開平８−３６８２号公報
【特許文献３】特開２００６−２０００２７号公報
【特許文献４】特開２００８−２４００１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、転がり疲労寿命が求められる機械部品における計算寿命に対して極めて早期の破損を抑制することである。そこで、発明者らは、その信頼性の目安としてＬ1寿命（すなわち、同一ロットの試験片を同じ条件で試験した場合に、そのうちの９９％の試験片がはく離することなく回転するｃｙｃｌｅ数）に注目した。
【０００７】
転がり疲労寿命を向上させるための非金属介在物の制御に関して、発明者らは、とりわけ転がり疲労寿命に対して有害度の高い酸化物系非金属介在物の影響を軽減する手段を鋭意検討した。その結果、従来技術において、むしろ避けるべきであるとされてきた硬質介在物であるＡｌやＭｇを含有する酸化物系主体の介在物組成に改質することによって、Ｌ1寿命が向上することを見出した。
【０００８】
転がり疲労寿命が求められる部品に対して、特に計算寿命に対して極く早期のはく離を抑制可能な、Ｌ1寿命に優れた鋼とするためには、鋼中の酸素含有量を質量割合で８ｐｐｍ以下、硫黄含有量を０．００８質量％以下とし、Ａｌ含有量を０．０１１〜０．０３０質量％とし、非金属介在物に関して、鋼中に存在するＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3系酸化物の平均組成における（ＭｇＯ）／（Ａｌ2Ｏ3）の質量％比を０．２５〜１．５０の範囲に規制し、より好ましくは０．３０〜１．３０の範囲に規制し、かつＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3系酸化物の全酸化物系介在物に占める個数比率を７０％以上、好ましくは８０％以上に規制すれば良いことが分かった。なお、ここで定義するＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3系非金属介在物には、質量％で１５％以下のＣａＯ、および／または質量％で１５％以下のＳｉＯ2を含有したものを含めて良い。酸素含有量を質量割合で８ｐｐｍ以下、硫黄含有量を０．００８質量％以下とするのは、酸化物系介在物の頻度、ならびに比較的軟質で延伸しやすい硫化物系介在物の大きさと頻度を低減するためである。より好ましくは酸素含有量は質量割合で６ｐｐｍ以下、硫黄含有量は０．００３質量％以下とする。さらに、軟質の介在物に改質させないため、かつ硬質であるものの鋼中で凝集したクラスター状となりやすい純アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）を抑制するため、Ａｌ含有量は０．０１１〜０．０３０質量％とする必要がある。
【０００９】
酸化物系介在物の平均組成および酸化物系介在物の個数比率を上記の範囲に規制した鋼においては、酸化物が高融点を有する組成であるために、鋼の鋳塊を製造する過程において溶鋼中から小径の酸化物が球状に近い形で晶出する。かつ、球状に近い形で晶出していても、その後に溶鋼中で凝集したクラスター状となりやすい純アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）を抑制しているため、溶鋼が凝固した後の鋳塊内において酸化物系介在物は小径でかつ球状に近い形で分散することになる。
【００１０】
次いで、熱間加工で鋳塊を圧延して棒鋼とし、その後、棒鋼を素材としてさらなる熱間加工や冷間加工により部品の素材となる棒鋼や鋼管あるいは鍛造品にした場合には、酸化物系介在物は熱間あるいは冷間の加工温度域において母相の鋼より著しく硬質な介在物であるので、加工中に母相に追従して変形しにくいために、加工後も比較的球状に近い形状を維持することができる。
【００１１】
その後、部品素材は、必要に応じて、例えば、ＣＲＦのようなさらなる冷間加工を経た後に、切削加工され、さらに適正な熱処理により転がり疲れを受ける部品に所望される表面硬さ５８ＨＲＣ以上に調整された後に機械部品として使用されるが、転がり疲れを受ける部品の転送面下の最大応力作用方向は、部品の素材となった鋼材中の非金属介在物の最小断面方向、例えば、比較的に軟質で熱間加工により延伸するような酸化物系介在物や硫化物系介在物においては圧延方向と垂直な方向、とは必ずしも一致しない場合がある。
【００１２】
発明者らは、比較的軟質で熱間加工で延伸する酸化物系介在物を含有させた鋼を試験的に溶製して、同鋼の熱間圧延鋼材を素材として、酸化物系介在物の最大断面方向となる圧延方向と一致する面を転送面として、スラスト式の転がり疲労寿命試験を行い、極く短寿命のはく離に対する信頼性指標としたＬ1寿命を評価したところ、圧延方向と垂直な方向を転送面とした場合に比べて、Ｌ1寿命が低下することを見出した。これは、軟質な酸化物組成を有する介在物の融点が低いために、発生頻度は稀であるものの、大型化した介在物が鋼中に残存し、かつその介在物の熱間圧延後における最大断面（すなわち、欠陥の大きさとみなせる）となる方向が最大応力作用方向とほぼ一致したためと推測され、通常の部品寿命の指標として評価されるＬ10寿命（同一ロットの試験片を同じ条件で試験した場合に、そのうちの９０％の試験片がはく離することなく回転するｃｙｃｌｅ数）には現れにくいが、Ｌ1寿命の評価により明確となったものである。
【００１３】
それに対して、発明者らが提案する鋼中の酸化物系介在物が小径で、かつ球状に近い形状で分散した鋼においては、前記の結果とは異なり、圧延方向と一致する面を転送面とするスラスト式の転がり疲労寿命試験におけるＬ1寿命が改善されていることを見出し、本発明に至ったものである。すなわち、部品の素材となる鋼中の酸化物系介在物を小径で、かつ球状に近い形状で分散させることにより、部品に加工した場合の転送面が元の素材の圧延あるいは延伸方向に対して、如何なる方向に配置されたとしても、常に転がり疲労における最大応力作用方向に対する介在物断面積を最小化することができるため、転がり疲れに対する有害性が軽減され、転がり疲労寿命が向上するものである。
【００１４】
本発明が解決しようとする課題に対して、引用文献１〜４に記載の鋼はいずれもＬ1寿命が評価されておらず、部品の計算寿命に対して極く早期のはく離に対する信頼性が保証された鋼ではない。また、引用文献１に記載の鋼では、鋼中の介在物組成をＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＣａＯ系、もしくはＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＭｎＯ系である延伸性の酸化物に制御し、かつ延伸した介在物を多く含ませることが狙いであり、このような鋼では前記の通り、部品の転送面の取り方によってはＬ1寿命に劣る場合がある。
【００１５】
また、引用文献２に記載の鋼では、鋼中の酸化物個数に関して、｛(ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3個数＋ＭｇＯ個数)／全酸化物系介在物個数｝の値を０．８０以上に規制しているが、酸化物組成をＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3ないしＭｇＯの化学量論組成を有する酸化物主体に改質することが必須条件であり、そのためには精錬過程におけるＭｇ添加、および鋼材中のＭｇ含有が必須となるため、製造コストアップを招き、汎用性に劣っている。また、酸素含有量や硫黄含有量の規制についても十分とは言えず、Ｌ1寿命に優れた鋼を安定して提供できる技術ではない。
【００１６】
また、引用文献３に記載の鋼では、アルミナ系（Ａｌ2Ｏ3主体）とスピネル系（ＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3系）との合計個数が全酸化物個数の６０％未満であるように規制して介在物組成の軟質化制御を行うことによって、Ｌ10寿命を向上させているのに対し、本発明はＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3系酸化物の合計個数が全酸化物個数の７０％以上であるように規制することで極く短寿命でのはく離に対する信頼性の指標としたＬ1寿命を向上させたものであり、技術的思想が全く異なっている。
【００１７】
また、引用文献４に記載の鋼では、介在物径を（縦×横）1/2と定義した場合の、転がり疲労寿命に対して有害な、少なくとも１５μｍ以上の介在物径を有する全ての酸化物系非金属介在物の組成について、質量％でＳｉＯ2：３０％以上であることを特徴としている。これに対し、本発明の鋼における酸化物系介在物におけるＳｉＯ2の含有率は質量％で１５％以下に規制されることから、引用文献４に記載の鋼とは技術的思想が全く異なるものである。
【００１８】
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、本発明が解決しようとする課題は、鋼中の酸素含有量、硫黄含有量、およびＡｌ含有量を規制するとともに、ＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3系酸化物の平均組成における（ＭｇＯ）／（Ａｌ2Ｏ3）の質量％比、およびＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3系酸化物が全酸化物に占める個数比率を規制することにより、転がり疲労寿命に優れた機械用部品に使用される鋼を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記の課題を解決するための本発明の手段は、第１の手段では、表面硬さを５８ＨＲＣ以上とする機械部品に用いる鋼であって、鋼中の酸素含有量が質量割合で８ｐｐｍ以下、硫黄含有量が０．００８質量％以下、Ａｌ含有量が０．０１１〜０．０３０質量％であり、鋼中に存在するＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3系酸化物の平均組成における（ＭｇＯ）／（Ａｌ2Ｏ3）の質量％比を０．２５〜１．５０の範囲に規制し、かつＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3系酸化物の全酸化物系介在物に占める個数比率を７０％以上とすることを特徴とする転がり疲労寿命に優れた鋼である。
【００２０】
第２の手段では、前述した転がり疲労寿命に優れた鋼としては、ＪＩＳ規格において規定される高炭素クロム軸受鋼鋼材（ＳＵＪ）、ならびにＳＡＥ規格またはＡＳＴＭ規格Ａ２９５において規定される５２１００、ならびにＤＩＮ規格において規定される１００Ｃｒ６、ならびにＪＩＳ規格において規定される機械構造用炭素鋼鋼材（ＳＣ）、ならびに機械構造用合金鋼鋼材のうちのクロム鋼（ＳＣｒ）およびクロムモリブデン鋼（ＳＣＭ）およびニッケルクロムモリブデン鋼（ＳＮＣＭ）から選択したいずれか１種の鋼が挙げられる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の転がり疲労寿命に優れた鋼では、このような従来の問題を解決するためになされたもので、本発明は、鋼中の酸素含有量、硫黄含有量、Ａｌ含有量を規制すると共に、鋼中のＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3系酸化物の平均組成における（ＭｇＯ）／（Ａｌ2Ｏ3）の質量％比、およびＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3系酸化物が全酸化物に占める個数比率を規制することにより、転がり疲労寿命に優れた機械用部品に使用される鋼が得られる。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施の形態である転がり疲労寿命に優れた鋼について、表を参照して以下に詳細に説明をする。
【００２３】
本発明の実施の形態である転がり疲労寿命に優れた鋼は、表面硬さを５８ＨＲＣ以上とする機械部品に用いる鋼であって、鋼中の酸素含有量が質量割合で８ｐｐｍ以下、硫黄含有量が０．００８質量％以下、Ａｌ含有量が０．０１１〜０．０３０質量％であり、鋼中に存在するＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3系酸化物の平均組成における（ＭｇＯ）／（Ａｌ2Ｏ3）の質量％比を０．２５〜１．５０の範囲に規制し、かつＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3系酸化物の全酸化物系介在物に占める個数比率を７０％以上とした鋼である。
【００２４】
前述した転がり疲労寿命に優れた鋼としては、軸受をはじめとする転動疲労寿命が要求される用途に用いられる鋼種であることが望ましい。具体的には、ＪＩＳ規格において規定される高炭素クロム軸受鋼鋼材（ＳＵＪ）、ＳＡＥ規格またはＡＳＴＭ規格Ａ２９５において規定される５２１００、ＤＩＮ規格において規定される１００Ｃｒ６、ＪＩＳ規格において規定される機械構造用炭素鋼鋼材（ＳＣ）、もしくは機械構造用合金鋼鋼材のうちの中のいずれか１種の鋼材が挙げられる。このＪＩＳ規格において規定される機械構造用合金鋼材としては、その中のクロム鋼（ＳＣｒ）、クロムモリブデン鋼（ＳＣＭ）、またはニッケルクロムモリブデン鋼（ＳＮＣＭ）から選択したいずれかいずれか１種の鋼からなる鋼材である。
また、例えばＳＡＥ規格の４３２０、５１２０、４１４０、１０５３、１０５５などのようにＪＩＳ規格に対応した外国規格鋼についても本発明の適用が可能である。
【００２５】
本発明の鋼の母溶鋼の溶製は電気炉法あるいは高炉−転炉法のいずれで行っても良い。続いて、鋼中のＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3系酸化物の平均組成における（ＭｇＯ）／（Ａｌ2Ｏ3）の質量％比、およびＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3系酸化物の個数比率を評価する方法について以下に述べる。ただし、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００２６】
本実施の形態の転がり疲労寿命に優れた鋼においては、ＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3系酸化物の平均組成における（ＭｇＯ）／（Ａｌ2Ｏ3）の質量％比、およびＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3系酸化物の個数比率を精度良く評価するため、鋼材断面の任意の箇所から選んだ少なくとも４０ｍｍ2以上の被検面積における介在物径が１μｍ以上の酸化物介在物について、エネルギー分散型Ｘ線分析により酸化物組成の成分分析と酸化物数のカウントを行うものとする。その組成分析結果と酸化物カウント数に基づき、鋼中のＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3系酸化物の平均組成、およびＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3系酸化物の個数比率を算出すれば良い。なお、硫化物や窒化物と複合した酸化物については硫化物や窒化物を構成する元素については、その元素については除外してＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3系酸化物の平均組成を求めるものとした。
【００２７】
以上、説明したように本実施の形態の転がり疲労寿命に優れた鋼によれば、鋼中の酸素含有量、硫黄含有量、およびＡｌ含有量を規制するとともに、鋼中のＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3系酸化物の平均組成、およびＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3系酸化物が全酸化物に占める個数比率を規制することにより、転がり疲労寿命に優れた機械用部品に使用される鋼を提供することが可能となる。
【実施例】
【００２８】
次に、実施例である供試材１〜２４および比較例である供試材２５〜３０を挙げて、本発明の転がり疲労寿命に優れた鋼をより具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２９】
表１に供試材の成分組成を示す。表１の供試材１〜６および供試材２５〜２８については高炭素クロム軸受鋼であるＪＩＳのＳＵＪ２鋼を、供試材７および供試材２９についてはＪＩＳのＳＣｒ４２０鋼を、供試材８についてはＪＩＳのＳ５３Ｃ鋼を、供試材９、供試材３０についてはＪＩＳのＳＣＭ４２０鋼を、供試材１０はＪＩＳのＳＮＣＭ４２０鋼を、供試材１１および供試材１２はＳＡＥ規格において規定される５２１００を、供試材１３および供試材１４はＡＳＴＭ規格Ａ２９５において規定される５２１００を、供試材１５および供試材１６はＤＩＮ規格において規定される１００Ｃｒ６を、供試材１７はＪＩＳのＳＵＪ３鋼を、供試材１８はＪＩＳのＳＵＪ５鋼を、供試材１９はＳＡＥの４３２０鋼を、供試材２０はＳＡＥの５１２０鋼を、供試材２１はＪＩＳのＳＣＭ４３５鋼を、供試材２２はＳＡＥの４１４０鋼を、供試材２３はＪＩＳのＳ５５Ｃ鋼を、供試材２４はＳＡＥの１０５３鋼を用いた。供試材１〜３０は、アーク溶解炉で溶製し、続いて取鍋精錬し、さらに真空脱ガス装置で脱ガスを行い連続鋳造により鋳塊を製造した。その際、実施例の供試材１〜２４については、事前に溶鋼の精錬過程において適宜試料を採取して介在物組成を確認しながら、スラグ組成を適切に調整して目的とする酸化物組成範囲と個数比率を満足するように検討した上で、母溶鋼の溶製を行った。一方、比較例の供試材２５および供試材２６については、母溶鋼の精錬過程において溶鋼中へのＡｌの添加を抑制し、Ｓｉ脱酸を主に実施することにより軟質介在物への改質を行った。また、比較例の供試材２７〜３０は母溶鋼の精錬過程で溶鋼中にＡｌを積極添加して脱酸を行うことによりＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3系酸化物が少なく、Ａｌ2Ｏ3を主体とする酸化物となるように改質を行った。
【００３０】
【表１】
0005283788.tif 000002
【００３１】
上記で得られた鋳塊に、熱間加工を施して直径６５ｍｍの鋼材とした。
【００３２】
（スラスト型転がり疲労試験）
供試材１〜６と供試材１１〜１８と供試材２５〜２８の鋼材は８００℃にて球状化焼鈍を施し、鋼材の長手方向に対し平行な方向から外径５２ｍｍで、内径２０ｍｍで、厚さ５．８ｍｍの円盤からなる試験片を作製した。この試験片を８３５℃で２０分保持した後、油冷により焼入れし、次いで１７０℃で９０分の焼戻し処理を行い、所望の５８ＨＲＣ以上の硬さを得て、その後に表面研磨を行ってスラスト型転がり疲労試験を行った。供試材７、供試材９、供試材１０、供試材１９、供試材２０、供試材２９、供試材３０の鋼材は、９２５℃にて焼ならしを施した後、また、供試材２１、２２の鋼材は、８７０℃で焼ならしを施した後、鋼材の長手方向に対し平行な方向から外径５２ｍｍで、内径２０ｍｍで、厚さ８．３ｍｍの円盤からなる試験片を作製した。この試験片を９３０℃で浸炭処理した後、油冷により焼入れし、次いで１８０℃で９０分の焼戻し処理を行い、所望の５８ＨＲＣ以上の硬さを得て、その後に表面研磨を行ってスラスト型転がり疲労試験を行った。供試材８、供試材２３、供試材２４の鋼材は８７０℃で焼ならしを施し、鋼材の長手方向に対し平行な方向から外径５２ｍｍで、内径２０ｍｍで、厚さ８．３ｍｍの円盤からなる試験片を作製した。この試験片を高周波焼入れした後、次いで１８０℃で９０分の焼戻し処理を行い、所望の５８ＨＲＣ以上の硬さを得て、その後に表面研磨を行ってスラスト型転がり疲労試験を行った。スラスト型転がり疲労試験は最大ヘルツ応力Ｐmax：５．３ＧＰａで行った。なお、Ｌ1寿命を求めるうえでは、１．５×１０7ｃｙｃｌｅ程度での打ち切り試験とし、試験評価時間の短縮を図った。
【００３３】
（酸化物組成および個数比率の評価）
鋼中に存在するＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3系酸化物の平均組成における（ＭｇＯ）／（Ａｌ2Ｏ3）の質量％比が０．２５〜１．５０であり、かつＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3系酸化物の全酸化物系介在物に占める個数比率が７０％以上であることを評価するにあたり、供試材１〜６と供試材１１〜１８と供試材２５〜２８の鋼材は８００℃にて球状化焼鈍を施した後、供試材７、供試材９、供試材１０、供試材１９、供試材２０、供試材２９、供試材３０の鋼材は、９２５℃にて焼ならしを施した後、また、供試材８、供試材２１〜２４の鋼材は８７０℃で焼ならしを施した後、いずれも鋼材の長手方向に対し平行な方向から長手方向に１０ｍｍ、径方向に１０ｍｍの被検査面積１００ｍｍ2で厚さ７ｍｍの試験片を切り出し、研磨時の非金属介在物の脱落を防止する目的でいずれも焼入焼戻しを行った後、被検査面に鏡面研磨を施し、エネルギー分散型Ｘ線分析により酸化物組成の成分分析と酸化物数のカウントを行った。その組成分析結果と酸化物カウント数に基づき、鋼中のＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3系酸化物の平均組成における（ＭｇＯ）／（Ａｌ2Ｏ3）の質量％比、およびＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3系酸化物の個数比率を算出した。
【００３４】
これらの供試材の各試験片について、表面硬さ、鋼中のＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3系酸化物の平均組成における（ＭｇＯ）／（Ａｌ2Ｏ3）の質量％比、およびＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3系酸化物の個数比率、およびスラスト型転がり疲労試験によるＬ1寿命を表２に示す。
【００３５】
【表２】
0005283788.tif 000003
【００３６】
表２において、比較例の供試材２５〜３０は、鋼中のＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3系酸化物の平均組成における（ＭｇＯ）／（Ａｌ2Ｏ3）の質量％比、および／または鋼中のＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3系酸化物個数の個数比率が、本発明の請求範囲外のものである。これら比較材の供試材２５〜３０に対し、鋼中のＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3系酸化物の平均組成における（ＭｇＯ）／（Ａｌ2Ｏ3）の質量％比、および鋼中のＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3系酸化物の個数比率のいずれもが、本発明の請求範囲を満足する実施例の供試材１〜２４は比較例に比してＬ1寿命に優れている。
【要約】
【課題】  鋼中の酸素含有量、硫黄含有量およびＡｌ含有量を規制すると共に、ＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3系酸化物の平均組成における（ＭｇＯ）／（Ａｌ2Ｏ3）の質量％比およびＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3系酸化物が全酸化物に占める個数比率を規制して転がり疲労寿命に優れた機械用部品に使用される鋼を提供する。
【解決手段】  表面硬さを５８ＨＲＣ以上とする機械部品に用いる鋼で、鋼中の酸素含有量が質量割合で８ｐｐｍ以下、硫黄含有量が０．００８質量％以下、Ａｌ含有量が０．０１１〜０．０３０質量％であり、鋼中に存在するＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3系酸化物の平均組成における（ＭｇＯ）／（Ａｌ2Ｏ3）の質量％比を０．２５〜１．５０の範囲に規制し、かつＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3系酸化物の全酸化物系介在物に占める個数比率を７０％以上とした、転がり疲労寿命に優れた鋼。
【選択図】      なし