本发明专利技术的轴承用钢材，含有规定的钢中成分，钢中所包含的短径1μm以上的氧化物系夹杂物，满足下述(1)和(2)。(1)平均组成中，分别以特定量含有CaO、Al2O3、SiO2、TiO2，CaO+Al2O3+SiO2+TiO2≥60％(2)氧化物系夹杂物与钢的界面中，有TiN生成的氧化物系夹杂物的个数比例占氧化物系夹杂物总体的30％以上。
Steel and bearing parts for rolling bearings with excellent rolling fatigue characteristics
The steel for the bearing of the invention contains the specified component in the steel, and the inclusion of oxide inclusions of short diameter 1 m or more in the steel satisfies the following (1) and (2). (1) the average composition, respectively to contain CaO, Al2O3, quantitative SiO2, TiO2, CaO+Al2O3+SiO2+TiO2 = 60% (2) oxide inclusions and steel interface, there are a number of oxide inclusions generated by TiN accounted for over 30% of the total oxide inclusions.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】滚动疲劳特性优异的轴承用钢材和轴承零件
本专利技术涉及滚动疲劳特性优异的轴承用钢材和轴承零件。详细地说，本专利技术涉及各种工业机械和汽车等所使用的辊、滚针、滚珠、滚道等的作为轴承用的滚动体使用时，发挥着优异的滚动疲劳特性的轴承用钢材，和由这样的轴承用钢材得到的轴承零件。
技术介绍
各种工业机械和汽车等的领域中所使用的轴承用的滚动体，从半径方向(与回转体的轴垂直的方向)被施加高重复应力。因此，对于轴承用的滚动体要求滚动疲劳特性优异。对滚动疲劳特性的要求，顺应工业机械类的高性能化、轻量化而逐年严苛，为了轴承零件耐久性的进一步提高，要求轴承用钢材有更进一步良好的滚动疲劳特性。历来，滚动疲劳特性被认为与钢中生成的氧化物系夹杂物之中的、主要是使用Al脱氧钢时生成的Al2O3等这样的硬质氧化物系夹杂物的个数密度密切相关，通过减少上述硬质氧化物系夹杂物的个数密度，滚动疲劳特性改善。因此，在炼钢工艺中，尝试减少钢中的氧含量面改善滚动疲劳特性。但是近年来，滚动疲劳特性与氧化物系夹杂物所代表的非金属系夹杂物的关系的相关研究推进，判明氧化物系夹杂物的个数密度与滚动疲劳特性未必存在相关关系。即，滚动疲劳特性与非金属系夹杂物的尺寸，例如非金属系夹杂物的面积的平方根有密切的相关关系，为了改善滚动疲劳特性，相比减少非金属系夹杂物的个数密度，可知减小非金属系夹杂物的尺寸更为有效。因此，提出有一种方法，不是使用现有这样的Al脱氧钢，而是极力抑制钢中的Al含量，并且作为Si脱氧钢，从而使生成的氧化物的组成不以Al2O3为主体，而是控制为以SiO2、CaO等为主体的组成，由此，在轧制工序中使非金属系夹杂物延伸、分断而降低非金属系夹杂物的尺寸，以改善滚动疲劳特性。例如在专利文献1中提出有一种轴承钢材，其特征在于，使氧化物的平均组成，以质量％计为CaO：10～60％、Al2O3：20％以下、MnO：50％以下和MgO：15％以下，余量由SiO2和杂质，并且钢材的纵长方向纵断面的10处的100mm2的面积中存在氧化物的最大厚度的算术平均的值与硫化物的最大厚度的算术平均的值，分别为8.5μm以下。另外，在专利文献2中，公开有一种高洁净度Si脱氧钢材，其在上述专利文献1所述的氧化物系夹杂物中，作为历来所没有的氧化物成分而以规定量含有ZrO2。另外，在专利文献3中，记述有一种控制REM夹杂物的生成，消除氧化铝、TiN及MnS的有害的夹杂物的不利影响，具有优异的耐疲劳特性的弹簧用钢及其制造方法。详细地说在上述专利文献3中记述有一种方法，其能够将氧化铝改质为REM－Al－O－S夹杂物而防止粗大化，并且，将S作为REM－Al－O－S夹杂物固定化而抑制粗大MnS，此外，使REM－Al－O－S的夹杂物与TiN复合，从而减少有害的TiN的个数密度。另外，专利文献4是由本案申请人公开的技术。详细地说，在上述专利文献4中记述，在经由Si脱氧所得到的氧化物系夹杂物中含有TiO2，能够抑制上述氧化物系夹杂物的晶体化，抑制母相的钢与氧化物系夹杂物的界面发生的空洞，从而能够得到滚动疲劳特性极其优异的轴承用钢材。【现有技术文献】【专利文献】【专利文献1】日本国特开2009－30145号公报【专利文献2】日本国特开2010－202905号公报【专利文献3】日本国特开2013－108171号公报【专利文献4】日本国特开2014－25083号公报但是，在上述专利文献1中，关于钢与氧化物系夹杂物的界面的空洞，并未进行抑制空洞的工作，因此不能取得充分的滚动疲劳特性。在上述专利文献2中，也完全没有关于因上述界面的剥离而发生的空洞的相关记述。根本只是在非金属系夹杂物整体的微细化上放置着眼点的技术，在实施例的评价中，也不过以ASTME45法的C系夹杂物评分的算术平均值进行评价。因此，如此制造的钢材，未必发挥着优异的滚动疲劳特性。另外，在上述专利文献3中，氧化物系夹杂物由REM、Al这样的强脱氧元素构成，而不是以Si这样的弱脱氧元素为主体，因此不能抑制在氧化物系夹杂物与钢的界面生成的剥离。轴承用钢材的耐滚动疲劳特性的改善要求强烈，在上述专利文献4的轴承用钢材中，也希望滚动疲劳特性的进一步提高。
技术实现思路
本专利技术鉴于上述情况而做，其目的在于，提供一种滚动疲劳特性极其优异，能够抑制早期剥离的新型的轴承用钢材。能够解决上述课题的本专利技术的滚动疲劳特性优异的轴承用钢材，具有如下要旨，以质量％计含有C：0.8～1.1％、Si：0.15～0.8％、Mn：0.1～1.0％、Cr：1.3～1.8％、P：高于0％并在0.05％以下、S：高于0％并在0.015％以下、Al：0.0002～0.005％、Ca：0.0002～0.002％、Ti：0.0005～0.010％、N：0.0030～0.010％、O：高于0％并在0.0030％以下，余量由铁和不可避免的杂质构成，钢中所含的短径1μm以上的氧化物系夹杂物，满足下述(1)和(2)的要件。(1)平均组成中，以质量％计含有CaO：10～50％、Al2O3：10～50％、SiO2：20～70％、TiO2：1.0～40％，余量由杂质构成，并且满足CaO+Al2O3+SiO2+TiO2≥60％。(2)在所述氧化物系夹杂物与钢的界面上TiN生成的氧化物系夹杂物的个数比例为氧化物系夹杂物总体的30％以上。在本专利技术的优选的实施例中，与上述钢材的纵长方向平行切断的面中存在的所述氧化物系夹杂物的长宽比(长径/短径)的平均抑制在3.0以下。在本专利技术中，使用上述的轴承用钢材得到的轴承零件也包含在本专利技术的范围内。根据本专利技术，钢材的化学成分组成和钢中包含的氧化物系夹杂物的组成得到恰当控制，因此能够提供滚动疲劳特性极其优异，并能够抑制早期剥离的轴承用钢材。这样的轴承用钢材，不仅作为辊、滚针、滚珠等主要被反复施加半径方向的载荷的轴承零件的原材有用，而且作为滚道等还被反复施加轴(スラスト)向的载荷的轴承零件的原材也有用，不论载荷的施加的方向如何，都能够稳定改善滚动疲劳特性。具体实施方式本专利技术者们，在公开前述专利文献4之后，为了提供滚动疲劳特性更优异的轴承用钢材，进一步反复研究。其结果发现，若在经Si脱氧而得到的氧化物系夹杂物与钢的界面有TiN生成，则该界面的密接性提高，空隙得到抑制，结果判明滚动疲劳特性进一步改善。此外还发现，为了使上述规定比例的TiN生成，例如使开坯轧制、开坯锻造、热轧等之前进行的加热时的保持时间，控制得比以往长一些即可，从而完成了本专利技术。以下，用上述专利文献4，还有与上述专利文献3的关系，详细地说明达成本专利技术的原委。本专利技术者们，与上述专利文献4同样，以“提供即使不进行利用Al的脱氧处理，也能够不论载荷施加的方向而稳定改善滚动疲劳特性，能够抑制早期剥离的轴承用的Si脱氧钢材”为目的，从提供滚动疲劳特性的水平，比上述专利文献4更优异的Si脱氧钢材的观点出发反复研究。经Si脱氧得到的氧化物系夹杂物容易为非晶质，可知经过热轧等而容易延伸。因此，氧化物系夹杂物各向异性产生。其结果是，在钢材的滚动疲劳特性中，也产生各向异性，因此不为优选。另一方面，也可以通过控制氧化物系夹杂物的组成，在热加工等的高温域使之晶体化，成为多晶体。但是，成为多晶体的氧化物系夹杂物，相比作为母相的钢来说，变形阻力本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种滚动疲劳特性优异的轴承用钢材，其特征在于，以质量％计含有C：0.8～1.1％、Si：0.15～0.8％、Mn：0.1～1.0％、Cr：1.3～1.8％、P：高于0％并在0.05％以下、S：高于0％并在0.015％以下、Al：0.0002～0.005％、Ca：0.0002～0.002％、Ti：0.0005～0.010％、N：0.0030～0.010％、O：高于0％并在0.0030％以下，余量由铁和不可避免的杂质构成，钢中包含的短径1μm以上的氧化物系夹杂物，满足下述(1)和(2)的要件：(1)平均组成中，以质量％计，含有CaO：10～50％、Al2O3：10～50％、SiO2：20～70％、TiO2：1.0～40％，余量由杂质构成，并且满足CaO+Al2O3+SiO2+TiO2≥60％；(2)在所述氧化物系夹杂物与钢的界面生成有TiN的氧化物系夹杂物的个数比例是氧化物系夹杂物总体的30％以上。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.23 JP 2015-0115601.一种滚动疲劳特性优异的轴承用钢材，其特征在于，以质量％计含有C：0.8～1.1％、Si：0.15～0.8％、Mn：0.1～1.0％、Cr：1.3～1.8％、P：高于0％并在0.05％以下、S：高于0％并在0.015％以下、Al：0.0002～0.005％、Ca：0.0002～0.002％、Ti：0.0005～0.010％、N：0.0030～0.010％、O：高于0％并在0.0030％以下，余量由铁和不可避免的杂质构成，钢中包含的短径1μm以上的氧化物...
【专利技术属性】
技术研发人员：岛本正树，木村世意，太田裕己，岩崎克浩，大胁章弘，杉村朋子，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：日本,JP
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