JP7378889B2 - 研削肌での耐ピッチング特性に優れた機械構造用鋼からなる浸炭された鋼部材 - Google Patents
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Description
この出願は、研削状態で用いられる動力伝達部品用の機械構造用鋼、特に研削肌での耐ピッチング特性に優れる動力伝達部品用の機械構造用鋼に関する。
自動車などの動力伝達部品では、静粛性や燃費向上の観点から、動力伝達部品である歯車の歯面は研削された状態で使用されることがある。このような動力伝達部品の使用環境は、高面圧の部品同士の周速差による「すべり」が生じる、過酷なものであり、過酷環境下における耐ピッチング寿命の向上が望まれている。
ところで、耐ピッチング寿命向上のために、浸炭層の表面硬さや焼戻し硬さ、熱伝導率、炭化物面積率などを規定した、耐焼付性に優れた浸炭部材に関する発明がある（例えば、特許文献１参照。）。この発明は、後述の本願発明が解決しようとする課題に記載するように、使用環境での鋼材の軟化に関するものにとどまっており、不均一摩耗の抑制に関しては対策がはかられていなかった。
なお、この発明では浸炭層の表面硬さは７５０ＨＶ以上が好ましいとされている。
なお、この発明では浸炭層の表面硬さは７５０ＨＶ以上が好ましいとされている。
また、耐ピッチング寿命向上のために、粒界酸化や不完全焼入層の最大深さ、不完全焼入層の面積率を制御した発明が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。この発明は、不完全焼入層の摩耗により粒界酸化を消失させることでピッチング寿命を伸ばすという着想に基づいて、研削せずに「浸炭まま」の表面状態での使用を前提として発明されたものである。これは、浸炭ままを念頭にしているため、表面を研削する場合には適用できず、研削肌状態での鋼材の軟化に関しては不完全焼入層を利用するものではないので、この文献では技術思想の対象外であることから考慮されていなかった。
上記の背景技術において記載したように、自動車などの動力伝達部品等の鋼部材においては、耐ピッチング寿命の向上が志向されている。耐ピッチング寿命を向上させるべく発明者が鋭意行った調査・研究によれば、たとえば歯車を例にとると、歯車の摺動開始から初期なじみが進行する段階では、歯車同士の不均一接触により、歯車の表面に微小なき裂が生じて不均一摩耗が促進されることが判明した。このような歯車の不均一摩耗が促進されると、耐ピッチング寿命が短くなる。そこで、これらの歯車の耐ピッチング寿命を高めるためには、（１）歯車の歯面の不均一摩耗を抑制する必要がある。
さらに、歯車同士の初期なじみが完了すると、次の段階では、歯車である鋼部材の表面に境界潤滑膜が生成し、それ以降に摺動回数が増していくと該鋼部材の表面の軟化が起こってくる。このような軟化が起こると、歯車などの動力伝達部品等において、耐ピッチング寿命が低下する。そこで、この歯車などの動力伝達部品等における耐ピッチング寿命の低下を防止するためには、（２）使用環境下での歯車などの鋼部材の軟化を抑制する必要がある。
このように、動力伝達部品等に用いられる機械構造用鋼における耐ピッチング寿命を向上させるためには、不均一摩耗の抑制と、軟化の抑制の双方を改善することが必要である。
このように、動力伝達部品等に用いられる機械構造用鋼における耐ピッチング寿命を向上させるためには、不均一摩耗の抑制と、軟化の抑制の双方を改善することが必要である。
上記の課題を解決するための手段は、第１の手段では、質量％で、Ｃ：０．１０～０．３０％、Ｓｉ：０．５１～０．８０％、Ｍｎ：０．１０～０．４０％、Ｐ：０．００５～０．０２５％、Ｓ：０．００５～０．０２５％、Ｎｉ：０．０５～０．２０％、Ｃｒ：１．３０～２．００％、Ａｌ：０．０２５～０．０５０％、Ｎ：０．０１００～０．０２５０％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる機械構造用鋼の浸炭された鋼部材であって、研削処理された鋼部材の表面から０．０５ｍｍ深さにおける硬さやＣ濃度や残留オーステナイト量は、硬さ：６８０～７５０ＨＶ、Ｃ濃度：０．５～０．９質量％、残留オーステナイト量（以下、残留γ量ともいう。）：２０～４５容量％であって、研削処理された鋼部材の表面から０．４ｍｍ深さまでの平均結晶粒度番号：Ｎｏ．８以上であって、さらに、式Ａ：２．１×［Ｓｉ％］＋［Ｃｒ％］（なお［元素％］は全て質量％で示す数値）とするとき、式Ａの値が２．８以上であること、を特徴とする研削肌での耐ピッチング特性に優れた機械構造用鋼からなる浸炭された鋼部材である。
第２の手段では、第１の手段の化学成分に加えて、質量％で、Ｍｏ：０．１０～０．９０％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる機械構造用鋼の浸炭された鋼部材であって、研削処理された鋼部材の表面から０．０５ｍｍ深さにおける硬さやＣ濃度や残留オーステナイト量は、硬さ：６８０～７５０ＨＶ、Ｃ濃度：０．５～０．９質量％、残留γ量：２０～４５容量％であって、研削処理された鋼部材の表面から０．４ｍｍ深さまでの平均結晶粒度番号：Ｎｏ．８以上であって、さらに、式Ｂ：２．１×［Ｓｉ％］＋［Ｃｒ％］＋３．３×［Ｍｏ％］（なお［元素％］は全て質量％で示す数値）とするとき、式Ｂの値が２．８以上であること、を特徴とする研削肌での耐ピッチング特性に優れた機械構造用鋼からなる浸炭された鋼部材である。
第３の手段では、第１の手段の化学成分に加えて、質量％で、Ｖ：０．０２～０．１０％、Ｔｉ：０．０２～０．１０％、Ｎｂ：０．０２～０．１０％のいずれか１種以上を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる機械構造用鋼の浸炭された鋼部材であって、研削処理された鋼部材の表面から０．０５ｍｍ深さにおける硬さやＣ濃度や残留オーステナイト量は、硬さ：６８０～７５０ＨＶ、Ｃ濃度：０．５～０．９質量％、残留γ量：２０～４５容量％であって、研削処理された鋼部材の表面から０．４ｍｍ深さまでの平均結晶粒度番号：Ｎｏ．８以上であって、さらに、式Ａを２．１×［Ｓｉ％］＋［Ｃｒ％］（なお［元素％］は全て質量％で示す数値）とするとき、式Ａの値が２．８以上であること、を特徴とする研削肌での耐ピッチング特性に優れた機械構造用鋼からなる浸炭された鋼部材である。
第４の手段では、第２の手段の化学成分に加えて、質量％で、Ｖ：０．０２～０．１０％、Ｔｉ：０．０２～０．１０％、Ｎｂ：０．０２～０．１０％のいずれか１種以上を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる機械構造用鋼の浸炭された鋼部材であって、研削処理された鋼部材の表面から０．０５ｍｍ深さにおける硬さやＣ濃度や残留オーステナイト量は、硬さ：６８０～７５０ＨＶ、Ｃ濃度：０．５～０．９質量％、残留γ量：２０～４５容量％であって、研削処理された鋼部材の表面から０．４ｍｍ深さまでの平均結晶粒度番号：Ｎｏ．８以上であって、さらに、式Ｂを２．１×［Ｓｉ％］＋［Ｃｒ％］＋３．３×［Ｍｏ％］（なお［元素％］は全て質量％で示す数値）とするとき、式Ｂの値が２．８以上であること、を特徴とする研削肌での耐ピッチング特性に優れた機械構造用鋼からなる浸炭された鋼部材である。
本願の発明に係る第１～４の手段における機械構造用鋼からなる浸炭された鋼部材は、自動車などの動力伝達部品である歯車などとして浸炭処理され表面研削された状態で、ローラーピッチング試験における耐ピッチング寿命のＬ５０寿命比が、ｎ＝５における評価で、ＳＣＭ４２０相当鋼を基準とする値の２．０～３．４倍と、大幅に向上しており、本発明の機械構造用鋼からなる浸炭された鋼部材は、研削肌での耐ピッチング特性に優れたものとなっている。
まず、本願の発明に係る手段における（１）機械構造用鋼の化学成分の限定理由と、（２）該機械構造用鋼の浸炭された鋼部材について、研削処理された鋼部材の表面から０．０５ｍｍ深さの、硬さ、Ｃ濃度、および残留γ量の数値範囲の限定理由と、（３）該機械構造用鋼の浸炭された鋼部材について、研削処理された鋼部材の表面から０．４ｍｍ深さまでの平均結晶粒度番号を規定する理由と、（４）式Ａの値または式Ｂの値について、以下に説明する。次いで、ローラーピッチング試験におけるＬ５０寿命比、並びに該機械構造用鋼からなる鋼部材を冷間加工したときの割れ発生確率についても説明する。
まず、本願の発明に係る手段における（１）機械構造用鋼の化学成分についての成分限定理由について説明する。なお、ここでの説明における％は質量％である。
Ｃ：０．１０～０．３０％
Ｃは、鋼部材の焼入性、鍛造性、機械加工性に影響する元素である。Ｃが０．１０％より少ないと、鋼部材はその芯部硬さの低下による強度不足となる。一方、Ｃが０．３０％より多いと、鋼部材の素材の硬さが上昇して鋼部材の被削性や冷間加工性等の加工性が低下する。そこで、Ｃは、０．１０～０．３０％とする。
Ｃは、鋼部材の焼入性、鍛造性、機械加工性に影響する元素である。Ｃが０．１０％より少ないと、鋼部材はその芯部硬さの低下による強度不足となる。一方、Ｃが０．３０％より多いと、鋼部材の素材の硬さが上昇して鋼部材の被削性や冷間加工性等の加工性が低下する。そこで、Ｃは、０．１０～０．３０％とする。
Ｓｉ：０．５１～０．８０％
Ｓｉは、製鋼時の脱酸に必要な元素であり、焼戻し軟化抵抗性を高め、耐ピッチング特性の向上にも有効な元素である。Ｓｉが０．５１％より少ないと、脱酸剤として不足し、焼戻し軟化抵抗が不足する。一方、Ｓｉが０．８０％より多いと鋼部材の素材の硬さが上昇し、被削性や鍛造性などの加工性が低下する。また、浸炭阻害が起こり、耐ピッチング強度の劣化に繋がる。そこで、Ｓｉは０．５１～０．８０％とする。
Ｓｉは、製鋼時の脱酸に必要な元素であり、焼戻し軟化抵抗性を高め、耐ピッチング特性の向上にも有効な元素である。Ｓｉが０．５１％より少ないと、脱酸剤として不足し、焼戻し軟化抵抗が不足する。一方、Ｓｉが０．８０％より多いと鋼部材の素材の硬さが上昇し、被削性や鍛造性などの加工性が低下する。また、浸炭阻害が起こり、耐ピッチング強度の劣化に繋がる。そこで、Ｓｉは０．５１～０．８０％とする。
Ｍｎ：０．１０～０．４０％
Ｍｎは、製鋼時の脱酸に必要な元素でかつ焼入性を向上させる元素である。ところで、Ｍｎが０．１０％より少ない場合は、脱酸剤として不足しかつ焼入性が低下する。一方、Ｍｎが０．４０％より多いと、素材硬さが上昇して加工性が低下する。そこで、Ｍｎは０．１０～０．４０％とする。
Ｍｎは、製鋼時の脱酸に必要な元素でかつ焼入性を向上させる元素である。ところで、Ｍｎが０．１０％より少ない場合は、脱酸剤として不足しかつ焼入性が低下する。一方、Ｍｎが０．４０％より多いと、素材硬さが上昇して加工性が低下する。そこで、Ｍｎは０．１０～０．４０％とする。
Ｐ：０．００５～０．０２５％
Ｐは、製鋼上の不可避不純物である。ところで、Ｐを０．００５％より少なくして過度に低減することはコストアップとなる。一方、Ｐは０．０２５％より多く含有されると、疲労強度が低下する。そこで、Ｐは０．００５～０．０２５％とする。
Ｐは、製鋼上の不可避不純物である。ところで、Ｐを０．００５％より少なくして過度に低減することはコストアップとなる。一方、Ｐは０．０２５％より多く含有されると、疲労強度が低下する。そこで、Ｐは０．００５～０．０２５％とする。
Ｓ：０．００５～０．０２５％
Ｓは、製鋼上の不可避不純物である。ところで、Ｓを０．００５％より少なくして過度に低減することはコストアップとなる。一方、Ｓは、０．０２５％より多く含有されると、ＭｎとＭｎＳを形成し、冷間加工性を低下し、かつ疲労強度を低下する。そこで、Ｓは０．００５～０．０２５％とする。
Ｓは、製鋼上の不可避不純物である。ところで、Ｓを０．００５％より少なくして過度に低減することはコストアップとなる。一方、Ｓは、０．０２５％より多く含有されると、ＭｎとＭｎＳを形成し、冷間加工性を低下し、かつ疲労強度を低下する。そこで、Ｓは０．００５～０．０２５％とする。
Ｎｉ：０．０５～０．２０％
Ｎｉは、製鋼上の不可避不純物である。ところで、Ｎｉを０．０５％より少なくして過度に低減することはコストアップとなる。一方、Ｎｉは高価な元素であり、０．２０％より多く含有されるとコストアップとなる。そこで、Ｎｉは０．０５～０．２０％とする。
Ｎｉは、製鋼上の不可避不純物である。ところで、Ｎｉを０．０５％より少なくして過度に低減することはコストアップとなる。一方、Ｎｉは高価な元素であり、０．２０％より多く含有されるとコストアップとなる。そこで、Ｎｉは０．０５～０．２０％とする。
Ｃｒ：１．３０～２．００％
Ｃｒは、鋼部材の焼入性の確保に必要な元素であり、焼戻し軟化抵抗性を高める元素である。ところで、Ｃｒは１．３０％より少ないと焼入性が低下し、さらに焼戻し軟化抵抗が不足する。一方、Ｃｒは２．００％より多いと、浸炭阻害が発生し、さらに炭化物が過剰に生成されることで、加工性が低下する。そこで、Ｃｒは１．３０～２．００％とする。
Ｃｒは、鋼部材の焼入性の確保に必要な元素であり、焼戻し軟化抵抗性を高める元素である。ところで、Ｃｒは１．３０％より少ないと焼入性が低下し、さらに焼戻し軟化抵抗が不足する。一方、Ｃｒは２．００％より多いと、浸炭阻害が発生し、さらに炭化物が過剰に生成されることで、加工性が低下する。そこで、Ｃｒは１．３０～２．００％とする。
Ａｌ：０．０２５～０．０５０％
Ａｌは、製鋼時の脱酸剤として作用する元素であり、さらに微細な炭窒化物を形成する元素である。ところで、Ａｌが０．０２５％より少ないと、製鋼時の脱酸が十分でなく、さらに微細な炭窒化物の形成が十分でないため結晶粒が粗大化する結果、耐ピッチング寿命が低下する。一方、Ａｌが０．０５０％より多いと、粗大な炭窒化物が形成されて、加工性が低下する。そこで、Ａｌは０．０２５～０．０５０％添加するものとする。
Ａｌは、製鋼時の脱酸剤として作用する元素であり、さらに微細な炭窒化物を形成する元素である。ところで、Ａｌが０．０２５％より少ないと、製鋼時の脱酸が十分でなく、さらに微細な炭窒化物の形成が十分でないため結晶粒が粗大化する結果、耐ピッチング寿命が低下する。一方、Ａｌが０．０５０％より多いと、粗大な炭窒化物が形成されて、加工性が低下する。そこで、Ａｌは０．０２５～０．０５０％添加するものとする。
Ｎ：０．０１００～０．０２５０％
Ｎは、微細な炭窒化物を形成する元素である。ところで、Ｎが０．０１００％より少ないと、微細な炭窒化物の形成が十分でないため結晶粒が粗大化する結果、耐ピッチング寿命が低下する。一方、Ｎが０．０２５０％より多いと、窒化物の生成が過剰となって、加工性が低下する。そこで、Ｎは０．０１００～０．０２５０％添加するものとする。
Ｎは、微細な炭窒化物を形成する元素である。ところで、Ｎが０．０１００％より少ないと、微細な炭窒化物の形成が十分でないため結晶粒が粗大化する結果、耐ピッチング寿命が低下する。一方、Ｎが０．０２５０％より多いと、窒化物の生成が過剰となって、加工性が低下する。そこで、Ｎは０．０１００～０．０２５０％添加するものとする。
Ｍｏ：０．１０～０．９０％
Ｍｏは、高価な元素で素材コストが大きく増加する元素であるが、焼入性を高め、硬さ向上に寄与し、焼戻し軟化抵抗性を向上する元素である。ところで、Ｍｏが０．１０％より少ないと、焼入性の向上および焼戻し軟化抵抗性の向上が得られない。一方、Ｍｏが０．９０％より多いとコストアップとなると共に、鋼部材の素材硬さが上昇し、加工性が低下する。そこで、Ｍｏは、０．１０～０．９０％とする。
Ｍｏは、高価な元素で素材コストが大きく増加する元素であるが、焼入性を高め、硬さ向上に寄与し、焼戻し軟化抵抗性を向上する元素である。ところで、Ｍｏが０．１０％より少ないと、焼入性の向上および焼戻し軟化抵抗性の向上が得られない。一方、Ｍｏが０．９０％より多いとコストアップとなると共に、鋼部材の素材硬さが上昇し、加工性が低下する。そこで、Ｍｏは、０．１０～０．９０％とする。
Ｖ：０．０２～０．１０％
Ｖは、浸炭時に炭化物を形成し、結晶粒を微細化するために有効な元素である。ところで、Ｖが０．０２％より少ないと、結晶粒を微細化する効果が得られない。一方、Ｖが０．１０％より多く含有されると、炭化物が過剰に生成されて加工性が低下するとともに、コストアップとなる。そこで、Ｖは０．０２～０．１０％とする。
Ｖは、浸炭時に炭化物を形成し、結晶粒を微細化するために有効な元素である。ところで、Ｖが０．０２％より少ないと、結晶粒を微細化する効果が得られない。一方、Ｖが０．１０％より多く含有されると、炭化物が過剰に生成されて加工性が低下するとともに、コストアップとなる。そこで、Ｖは０．０２～０．１０％とする。
Ｎｂ：０．０２～０．１０％
Ｎｂは、浸炭時に炭化物を形成し、結晶粒を微細化するために有効な元素である。ところで、Ｎｂが０．０２％より少ないと、結晶粒を微細化する効果が得られない。一方、Ｎｂが０．１０％より多く含有されると、炭化物が過剰に生成されて加工性が低下するとともに、コストアップとなる。そこで、Ｎｂは０．０２～０．１０％とする。
Ｎｂは、浸炭時に炭化物を形成し、結晶粒を微細化するために有効な元素である。ところで、Ｎｂが０．０２％より少ないと、結晶粒を微細化する効果が得られない。一方、Ｎｂが０．１０％より多く含有されると、炭化物が過剰に生成されて加工性が低下するとともに、コストアップとなる。そこで、Ｎｂは０．０２～０．１０％とする。
Ｔｉ：０．０２～０．１０％
Ｔｉは、浸炭時に炭化物を形成し、結晶粒を微細化するために有効な元素である。ところで、Ｔｉが０．０２％より少ないと、結晶粒を微細化する効果が得られない。一方、Ｔｉが０．１０％より多く含有されると、炭化物が過剰に生成されて加工性が低下するとともに、コストアップとなる。そこで、Ｔｉは０．０２～０．１０％とする。
Ｔｉは、浸炭時に炭化物を形成し、結晶粒を微細化するために有効な元素である。ところで、Ｔｉが０．０２％より少ないと、結晶粒を微細化する効果が得られない。一方、Ｔｉが０．１０％より多く含有されると、炭化物が過剰に生成されて加工性が低下するとともに、コストアップとなる。そこで、Ｔｉは０．０２～０．１０％とする。
なお、Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉは、選択的付加元素であって、添加する場合は、いずれか１種以上を添加することができる。
続いて、上記（２）の本願の発明に係る手段における機械構造用鋼からなる自動車などの動力伝達部品などの浸炭された鋼部材について、研削処理された鋼部材の表面から０．０５ｍｍ深さの、硬さ、Ｃ濃度、および残留γ量について説明する。
浸炭後に研削処理された鋼部材の０．０５ｍｍ深さの硬さ：６８０～７５０ＨＶ
浸炭後に研削処理された鋼部材の０．０５ｍｍ深さの硬さが６８０ＨＶ未満であると、浸炭された鋼部材の摩耗が促進される結果、ローラーピッチング試験における耐ピッチング寿命のＬ５０寿命比が比較鋼１３のＳＣＭ４２０相当鋼を基準とした値の２．０倍より低くなる。すなわち、６８０ＨＶ未満であると、不均一摩耗が促進して負荷面圧に耐えられず、耐ピッチング寿命が低下する。一方、硬さが７５０ＨＶより大きくなると、接線力（すべりによって接線方向に生じる力）が増大する結果、耐ピッチング寿命が低下する。そこで、浸炭後に研削処理された鋼部材の表面から０．０５ｍｍ深さの硬さは６８０～７５０ＨＶとする。
浸炭後に研削処理された鋼部材の０．０５ｍｍ深さの硬さが６８０ＨＶ未満であると、浸炭された鋼部材の摩耗が促進される結果、ローラーピッチング試験における耐ピッチング寿命のＬ５０寿命比が比較鋼１３のＳＣＭ４２０相当鋼を基準とした値の２．０倍より低くなる。すなわち、６８０ＨＶ未満であると、不均一摩耗が促進して負荷面圧に耐えられず、耐ピッチング寿命が低下する。一方、硬さが７５０ＨＶより大きくなると、接線力（すべりによって接線方向に生じる力）が増大する結果、耐ピッチング寿命が低下する。そこで、浸炭後に研削処理された鋼部材の表面から０．０５ｍｍ深さの硬さは６８０～７５０ＨＶとする。
浸炭後に研削処理された鋼部材の０．０５ｍｍ深さのＣ濃度：０．５～０．９％
浸炭後に研削処理された鋼部材の０．０５ｍｍ深さのＣ濃度は、０．５％より少ないと、固溶Ｃ量の不足により、硬いマルテンサイトが得られず、目的の硬さが得られない結果、耐ピッチング寿命が低下する。一方、Ｃ濃度は、０．９％より多くなると、Ｃ量の過多により残留γが過剰に増加し、さらに粗大な炭化物が生成することで、耐ピッチング寿命が低下する。そこで、浸炭後に研削処理された鋼部材の０．０５ｍｍ深さのＣ濃度は０．５～０．９％とする。
浸炭後に研削処理された鋼部材の０．０５ｍｍ深さのＣ濃度は、０．５％より少ないと、固溶Ｃ量の不足により、硬いマルテンサイトが得られず、目的の硬さが得られない結果、耐ピッチング寿命が低下する。一方、Ｃ濃度は、０．９％より多くなると、Ｃ量の過多により残留γが過剰に増加し、さらに粗大な炭化物が生成することで、耐ピッチング寿命が低下する。そこで、浸炭後に研削処理された鋼部材の０．０５ｍｍ深さのＣ濃度は０．５～０．９％とする。
浸炭後に研削処理された鋼部材の０．０５ｍｍ深さの残留γ量：２０～４５容量％
浸炭後に研削処理された鋼部材の０．０５ｍｍ深さの残留γ量は、２０容量％より少ないと、硬さが過剰となり、すべりによって接線方向に生じる接線力が増大する結果、耐ピッチング寿命が低下する。一方、残留γ量は、４５容量％より多いと、硬さが不足し、摩耗が促進されることにより、耐ピッチング寿命が低下する。そこで、浸炭後に研削処理された鋼部材の０．０５ｍｍ深さの残留γ量は２０～４５容量％とする。
浸炭後に研削処理された鋼部材の０．０５ｍｍ深さの残留γ量は、２０容量％より少ないと、硬さが過剰となり、すべりによって接線方向に生じる接線力が増大する結果、耐ピッチング寿命が低下する。一方、残留γ量は、４５容量％より多いと、硬さが不足し、摩耗が促進されることにより、耐ピッチング寿命が低下する。そこで、浸炭後に研削処理された鋼部材の０．０５ｍｍ深さの残留γ量は２０～４５容量％とする。
さらに、上記（３）の本願の発明に係る手段における機械構造用鋼の浸炭された鋼部材について、研削処理された鋼部材の表面から０．４ｍｍ深さまでの平均結晶粒度番号について説明する。
浸炭後に研削処理された鋼部材の表面から０．４ｍｍ深さまでの結晶粒度番号：Ｎｏ．８以上
浸炭後に研削処理された鋼部材の表面から０．４ｍｍ深さまでの結晶粒度番号は、Ｎｏ．８未満で結晶粒が大きいと、不均一変形によって不均一摩耗が促進される結果、耐ピッチング寿命が低下する。そこで、浸炭後に研削処理された鋼部材の表面から０．４ｍｍ深さまでの結晶粒度番号は、Ｎｏ．８以上とする。
浸炭後に研削処理された鋼部材の表面から０．４ｍｍ深さまでの結晶粒度番号は、Ｎｏ．８未満で結晶粒が大きいと、不均一変形によって不均一摩耗が促進される結果、耐ピッチング寿命が低下する。そこで、浸炭後に研削処理された鋼部材の表面から０．４ｍｍ深さまでの結晶粒度番号は、Ｎｏ．８以上とする。
なお、さらに、上記（４）の式Ａの値または式Ｂの値について説明する。
式Ａ＝２．１×［Ｓｉ％］＋［Ｃｒ％］の値：２．８以上、
式Ａ＝２．１×［Ｓｉ％］＋［Ｃｒ％］（［元素％］は質量％で示す元素の含有量の数値である。）の値は、２．８未満であると、ローラーピッチング試験中に鋼部材の焼戻しが進み易く、軟化が促進されて、耐ピッチング寿命が低下する。
そこで、式Ａ＝２．１×［Ｓｉ％］＋［Ｃｒ％］の値は２．８以上とする。
式Ａ＝２．１×［Ｓｉ％］＋［Ｃｒ％］（［元素％］は質量％で示す元素の含有量の数値である。）の値は、２．８未満であると、ローラーピッチング試験中に鋼部材の焼戻しが進み易く、軟化が促進されて、耐ピッチング寿命が低下する。
そこで、式Ａ＝２．１×［Ｓｉ％］＋［Ｃｒ％］の値は２．８以上とする。
式Ｂ＝２．１×［Ｓｉ％］＋［Ｃｒ％］＋３．３×［Ｍｏ％］の値：２．８以上、
式Ｂ＝２．１×［Ｓｉ％］＋［Ｃｒ％］＋３．３×［Ｍｏ％］（［元素％］は質量％で示す元素の含有量の数値である。）の値は、２．８未満であると、ローラーピッチング試験中に鋼部材の焼戻しが進み易く、軟化が促進されて、耐ピッチング寿命が低下し、ローラーピッチング試験におけるＬ５０寿命比が、下記の表４に示すように、２．０未満となる。
そこで、式Ｂ＝２．１×［Ｓｉ％］＋［Ｃｒ％］＋３．３×［Ｍｏ％］の値は２．８以上とする。
式Ｂ＝２．１×［Ｓｉ％］＋［Ｃｒ％］＋３．３×［Ｍｏ％］（［元素％］は質量％で示す元素の含有量の数値である。）の値は、２．８未満であると、ローラーピッチング試験中に鋼部材の焼戻しが進み易く、軟化が促進されて、耐ピッチング寿命が低下し、ローラーピッチング試験におけるＬ５０寿命比が、下記の表４に示すように、２．０未満となる。
そこで、式Ｂ＝２．１×［Ｓｉ％］＋［Ｃｒ％］＋３．３×［Ｍｏ％］の値は２．８以上とする。
ここで、本願の発明に係る手段における機械構造用鋼の製造工程について説明する。
表１は発明鋼におけるＮｏ．１～２２の、質量％で示す化学成分と、残部のＦｅおよび不可避的不純物とで合計１００％となる機械構造用鋼の成分組成を示すものである。これらの成分組成からなる各発明鋼１００ｋｇを、まずＶＩＭ（真空誘導溶解炉）で溶解してインゴットを製造した。次いで、これらの各インゴットを１２５０℃に加熱して、さらに、発明鋼のＮｏ．１～２２のφ６０ｍｍの棒鋼に鍛伸した。
表１は発明鋼におけるＮｏ．１～２２の、質量％で示す化学成分と、残部のＦｅおよび不可避的不純物とで合計１００％となる機械構造用鋼の成分組成を示すものである。これらの成分組成からなる各発明鋼１００ｋｇを、まずＶＩＭ（真空誘導溶解炉）で溶解してインゴットを製造した。次いで、これらの各インゴットを１２５０℃に加熱して、さらに、発明鋼のＮｏ．１～２２のφ６０ｍｍの棒鋼に鍛伸した。
表２は比較鋼におけるＮｏ．１～２３の、質量％で示す化学成分と、残部のＦｅおよび不可避的不純物とで合計１００％となる機械構造用鋼の成分組成を示すものである。これらの成分組成の各比較鋼１００ｋｇをＶＩＭ（真空誘導溶解炉）で溶解してインゴットを製造した。次いで、これらの各インゴットを１２５０℃に加熱して、さらに、比較鋼のＮｏ．１～２３のφ６０ｍｍの棒鋼に鍛伸した。
さらに、これらの発明鋼および比較鋼の各φ６０ｍｍの棒鋼に９００℃で１時間の焼ならしを行った後、これらの各棒鋼のＤ／４（Ｄは直径を表す。）近傍の素材からφ１４ｍｍで長さ２１ｍｍの各棒状試験片を作製して冷間加工性の評価用の試験片とした。
さらに、その他の試験片として、上記の発明鋼および比較鋼の各φ６０ｍｍの棒鋼を、さらにφ３０ｍｍに鍛伸し、９００℃で１時間の焼ならしを行った後、各試験片に粗加工し、さらに粗加工した各試験片を、浸炭温度９３０℃で狙いＣｐ＝０．９０％で浸炭し、焼入焼戻しを行った後、各試験片に仕上げ加工を施し、次の１．～７．の各試験を発明鋼および比較鋼毎に実施した。
次の１．～７．は上記の発明鋼および比較鋼毎の各試験の評価項目と各試験の評価結果を示している。
１．表面から０．０５ｍｍ深さの硬さ測定
上記で作製した試験片を用い、長さ方向に垂直な断面であるＴ面で切断し、マイクロビッカース硬さ試験機により表面から０．０５ｍｍ深さの位置の硬さを測定した。ｎ＝５回の試験の平均値を表面から０．０５ｍｍ深さの硬さとした。
２．表面から０．０５ｍｍ深さのＣ濃度測定
上記で作製した試験片を用い、長さ方向に垂直な断面であるＴ面で切断し、電子線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）により、表面から０．０５ｍｍ深さの位置のＣ濃度を測定した。ｎ＝３回の試験の平均値を表面から０．０５ｍｍ深さのＣ濃度の値とした。
３．表面から０．０５ｍｍ深さの残留γ量の測定
上記で作製した試験片を用い、表面から０．０５ｍｍ深さまで電解研磨を施し、ＸＲＤ（Ｘ線回折）により表面から０．０５ｍｍの位置の残留γ量を測定した。ｎ＝３回の試験の平均値を表面から０．０５ｍｍの位置の残留γ量の値とした。
４．表面から０．４ｍｍ深さまでの結晶粒度番号の判定
上記で作製した試験片を用い、長さ方向に垂直な断面であるＴ面で切断し、飽和ピクリン酸により旧γ粒界を現出して観察する試験を行ない、０.４ｍｍ深さまでの結晶粒度番号を判定し、ｎ＝５回の判定の平均値を結晶粒度番号の値とした。
５．式Ａあるいは式Ｂの値
式Ａを２．１×［Ｓｉ％］＋［Ｃｒ％］（なお［元素％］は全て質量％で示す数値）とし、式Ｂを２．１×［Ｓｉ％］＋［Ｃｒ％］＋３．３×［Ｍｏ％］（なお［元素％］は全て質量％で示す数値）とするとき、発明鋼あるいは比較鋼に含有される化学成分に応じて式Ａの値あるいは式Ｂの値とした。
６．耐ピッチング寿命の評価（ローラーピッチング試験におけるＬ５０寿命比）
上記で作製した試験片を耐ピッチング寿命の評価のためのローラーピッチング試験片とし、相手材：ＳＣＭ４２０鋼の浸炭研削材、滑り率：－４０％、面圧：３．３ＧＰａ、潤滑油温度：８０℃として、図１に示すようなローラーピッチング試験を実施した。試験片のＬ５０寿命は、ＳＣＭ４２０相当鋼の比較鋼Ｎｏ．１３のＬ５０寿命の値を基準値の１．０としたときに、その基準値の何倍に相当するかで評価することとし、ｎ＝５回の試験の評価値の平均値をＬ５０寿命比とした。なお、本発明において、耐ピッチング寿命に優れている場合は、Ｌ５０寿命比が２．０倍以上の値であるものとした。
７．冷間加工時の割れ発生の確率
φ１４ｍｍで長さ２１ｍｍの棒状試験片に冷間にて７０％の据込みを行なって、試験片の表面に長さ方向のき裂の発生の有無を調査した。冷間加工時の割れ発生数を求め、ｎ＝５回の冷間加工時の割れ発生数の割合を割れ発生確率とした。なお、本発明においては、割れ発生確率が８０％未満を、冷間加工時の割れ発生に優れている場合とした。
１．表面から０．０５ｍｍ深さの硬さ測定
上記で作製した試験片を用い、長さ方向に垂直な断面であるＴ面で切断し、マイクロビッカース硬さ試験機により表面から０．０５ｍｍ深さの位置の硬さを測定した。ｎ＝５回の試験の平均値を表面から０．０５ｍｍ深さの硬さとした。
２．表面から０．０５ｍｍ深さのＣ濃度測定
上記で作製した試験片を用い、長さ方向に垂直な断面であるＴ面で切断し、電子線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）により、表面から０．０５ｍｍ深さの位置のＣ濃度を測定した。ｎ＝３回の試験の平均値を表面から０．０５ｍｍ深さのＣ濃度の値とした。
３．表面から０．０５ｍｍ深さの残留γ量の測定
上記で作製した試験片を用い、表面から０．０５ｍｍ深さまで電解研磨を施し、ＸＲＤ（Ｘ線回折）により表面から０．０５ｍｍの位置の残留γ量を測定した。ｎ＝３回の試験の平均値を表面から０．０５ｍｍの位置の残留γ量の値とした。
４．表面から０．４ｍｍ深さまでの結晶粒度番号の判定
上記で作製した試験片を用い、長さ方向に垂直な断面であるＴ面で切断し、飽和ピクリン酸により旧γ粒界を現出して観察する試験を行ない、０.４ｍｍ深さまでの結晶粒度番号を判定し、ｎ＝５回の判定の平均値を結晶粒度番号の値とした。
５．式Ａあるいは式Ｂの値
式Ａを２．１×［Ｓｉ％］＋［Ｃｒ％］（なお［元素％］は全て質量％で示す数値）とし、式Ｂを２．１×［Ｓｉ％］＋［Ｃｒ％］＋３．３×［Ｍｏ％］（なお［元素％］は全て質量％で示す数値）とするとき、発明鋼あるいは比較鋼に含有される化学成分に応じて式Ａの値あるいは式Ｂの値とした。
６．耐ピッチング寿命の評価（ローラーピッチング試験におけるＬ５０寿命比）
上記で作製した試験片を耐ピッチング寿命の評価のためのローラーピッチング試験片とし、相手材：ＳＣＭ４２０鋼の浸炭研削材、滑り率：－４０％、面圧：３．３ＧＰａ、潤滑油温度：８０℃として、図１に示すようなローラーピッチング試験を実施した。試験片のＬ５０寿命は、ＳＣＭ４２０相当鋼の比較鋼Ｎｏ．１３のＬ５０寿命の値を基準値の１．０としたときに、その基準値の何倍に相当するかで評価することとし、ｎ＝５回の試験の評価値の平均値をＬ５０寿命比とした。なお、本発明において、耐ピッチング寿命に優れている場合は、Ｌ５０寿命比が２．０倍以上の値であるものとした。
７．冷間加工時の割れ発生の確率
φ１４ｍｍで長さ２１ｍｍの棒状試験片に冷間にて７０％の据込みを行なって、試験片の表面に長さ方向のき裂の発生の有無を調査した。冷間加工時の割れ発生数を求め、ｎ＝５回の冷間加工時の割れ発生数の割合を割れ発生確率とした。なお、本発明においては、割れ発生確率が８０％未満を、冷間加工時の割れ発生に優れている場合とした。
発明鋼のＮｏ．１～２２についての上記の評価結果を表３に示す。また、比較鋼のＮｏ．１～２１についての評価結果示を表４に示す。
表１に示す発明鋼のＮｏ．１～２２の化学成分は、全て本願の請求項に記載する範囲のものであり、その鋼材の特性は、表３のＮｏ．１～２２に示すとおりで、０．５ｍｍ硬さは６８０～７５０ＨＶ、０．５ｍｍＣ濃度は０．５～０．９％、０．５ｍｍ残留γ量は２４～４５容量％、０．４ｍｍまでの結晶粒度番号は８～１１、式Ａｏｒ式Ｂの値は２．８２～５．８８、ローラーピッチング試験におけるＬ５０寿命比は基準の比較鋼のＮｏ．１３の値の２．０～３．４倍であり、さらに冷間加工時の割れ発生確率は０～６０％であり、発明鋼Ｎｏ．１～２２におけるこれら特性は、いずれも全て優れている。 なお、この表３に示す発明鋼では、ローラーピッチング試験におけるＬ５０寿命比は２倍以上のものを優れているとしている。また、表３と下記の表４では、「研削処理された鋼部材の表面から０．０５ｍｍ深さにおける」を略して「０．０５ｍｍ」と記載し、さらに「研削処理された鋼部材の表面から０．４ｍｍ深さまでの平均」を略して「０．４ｍｍまでの」と記載し、また、さらに「式Ａの値あるいは式Ｂの値」を略して「式Ａｏｒ式Ｂ」と記載している。
比較鋼Ｎｏ．１～２１は、表２に示す化学成分であって、その各鋼材の特性は、表４に示すとおりである。表２の比較鋼では、下線で示す化学成分が、表１の発明鋼の範囲から外れている。そして、表４では、下線で示される個所の特性が、本発明の特性の範囲から外れている。
比較鋼のＮｏ．１では、Ｃの含有量が０．０８％と低いものであり、式Ａの値が２．６７と低く、Ｌ５０寿命比が１.８倍と低いものとなった。
Ｎｏ．２では、Ｃの含有量が０．３３％と高く、冷間加工時の割れ発生確率が８０％と高くなった。
Ｎｏ．３では、Ｓｉの含有量が０．４２％と低いものであり、式Ａの値が２．３３と低く、Ｌ５０寿命比が１．１と低い。
Ｎｏ．４では、Ｓｉの含有量が０．８９％と高いものであり、０．０５ｍｍ深さにおける硬さが６６４ＨＶと低く、Ｃ濃度も０．４２％と低く、残留γ量も１８容量％と低く、浸炭阻害が発生した。
Ｎｏ．５では、Ｍｎの含有量が０．４１％と高いものであり、冷間加工時の割れ発生確率が１００％と高い。
Ｎｏ．６では、Ｃｒの含有率が１．１５％と低いものであり、式Ａの値が２．２０と低く、Ｌ５０寿命比が１.３倍と低い。
Ｎｏ．７では、Ｃｒの含有率が２．２４％と高いものであり、０．０５ｍｍ深さにおける硬さが６５０ＨＶと低く、Ｃ濃度も０．３９質量％と低い。また浸炭阻害が発生した。
Ｎｏ．８では、Ａｌの含有量が０．０２０％と低いものであり、０．４ｍｍまでの結晶粒度番号が６と小さいので結晶粒が大きく、Ｌ５０寿命比が１.７倍と低い。
Ｎｏ．９では、Ａｌの含有量が０．０５４％と高いものであり、冷間加工時の割れ発生確率が８０％と高い。
Ｎｏ．１０では、Ｎの含有量が０．００９７％と低いものであり、０．４ｍｍまでの結晶粒度番号が６と小さいので結晶粒が大きく、冷間加工時の割れ発生確率が８０％と高い。
Ｎｏ．１１では、Ｓｉの含有量が０．３７％と低いものであり、Ｃｒの含有率が１．０２％と低く、式Ａの値が１．８０％と低い。
Ｎｏ．１２では、Ｍｎの含有量が０．７８％と高いものであり、Ａｌの含有量が０．０９４％と高く、Ｎの含有量が０．００８０％と低く、０．４ｍｍまでの結晶粒度番号が７と小さいので結晶粒が大きく、冷間加工時の割れ発生確率が１００％と高い。
Ｎｏ．２では、Ｃの含有量が０．３３％と高く、冷間加工時の割れ発生確率が８０％と高くなった。
Ｎｏ．３では、Ｓｉの含有量が０．４２％と低いものであり、式Ａの値が２．３３と低く、Ｌ５０寿命比が１．１と低い。
Ｎｏ．４では、Ｓｉの含有量が０．８９％と高いものであり、０．０５ｍｍ深さにおける硬さが６６４ＨＶと低く、Ｃ濃度も０．４２％と低く、残留γ量も１８容量％と低く、浸炭阻害が発生した。
Ｎｏ．５では、Ｍｎの含有量が０．４１％と高いものであり、冷間加工時の割れ発生確率が１００％と高い。
Ｎｏ．６では、Ｃｒの含有率が１．１５％と低いものであり、式Ａの値が２．２０と低く、Ｌ５０寿命比が１.３倍と低い。
Ｎｏ．７では、Ｃｒの含有率が２．２４％と高いものであり、０．０５ｍｍ深さにおける硬さが６５０ＨＶと低く、Ｃ濃度も０．３９質量％と低い。また浸炭阻害が発生した。
Ｎｏ．８では、Ａｌの含有量が０．０２０％と低いものであり、０．４ｍｍまでの結晶粒度番号が６と小さいので結晶粒が大きく、Ｌ５０寿命比が１.７倍と低い。
Ｎｏ．９では、Ａｌの含有量が０．０５４％と高いものであり、冷間加工時の割れ発生確率が８０％と高い。
Ｎｏ．１０では、Ｎの含有量が０．００９７％と低いものであり、０．４ｍｍまでの結晶粒度番号が６と小さいので結晶粒が大きく、冷間加工時の割れ発生確率が８０％と高い。
Ｎｏ．１１では、Ｓｉの含有量が０．３７％と低いものであり、Ｃｒの含有率が１．０２％と低く、式Ａの値が１．８０％と低い。
Ｎｏ．１２では、Ｍｎの含有量が０．７８％と高いものであり、Ａｌの含有量が０．０９４％と高く、Ｎの含有量が０．００８０％と低く、０．４ｍｍまでの結晶粒度番号が７と小さいので結晶粒が大きく、冷間加工時の割れ発生確率が１００％と高い。
さらに、比較鋼のＮｏ．１３はＳＣＭ４２０相当鋼であり、Ｓｉの含有量が０．３２％と低く、Ｍｎの含有量が０．８４％と高く、Ｃｒの含有率が１．１０％と低く、また、式Ｂの値が２．４３と低い。Ｌ５０寿命比は１．０と、発明鋼の２．０倍に比して低い。
Ｎｏ．１４では、Ｍｏの含有量が１．０１％と高いものであり、Ｎを含有しておらず、冷間加工時の割れ発生確率が８０％と高い。
Ｎｏ．１５では、Ｃの含有量が０．３５％と高く、Ｍｏの含有量が１．１２％と高いものであり、冷間加工時の割れ発生確率が１００％と高い。
Ｎｏ．１４では、Ｍｏの含有量が１．０１％と高いものであり、Ｎを含有しておらず、冷間加工時の割れ発生確率が８０％と高い。
Ｎｏ．１５では、Ｃの含有量が０．３５％と高く、Ｍｏの含有量が１．１２％と高いものであり、冷間加工時の割れ発生確率が１００％と高い。
さらに、Ｎｏ．１６では、式Ｂの値が２．７８と低く、軟化が促進しやすいことから、Ｌ５０寿命比が１．４倍と低かった。
Ｎｏ．１７では、Ｖの含有量が０．１５％と多く、冷間加工時の割れ発生確率が８０％と高いものとなった。
Ｎｏ．１８では、Ｔｉの含有量が０．２０％と多く、冷間加工時の割れ発生確率が１００％と高いものとなった。
Ｎｏ．１９では、Ｎｂの含有量が０．１４％と多く、冷間加工時の割れ発生確率が８０％と高いものとなった。
Ｎｏ．２０では、Ｓｉが１．０７％およびＭｎが０．８２％と化学成分がともに規定量より多く、硬さが６６１ＨＶと低く、Ｃ濃度が０．４１質量％と低い。また浸炭阻害が発生した。
Ｎｏ．２１では、Ｓｉが０．２４％と化学成分が規定より低く、Ｃｒが２．４１％と化学成分が規定量より多く、さらにＮの化学成分を規定より多く有し、硬さが６３８ＨＶと低く、Ｃ濃度が０．４０質量％と低く、残留γ量が１７容量％と低い。また浸炭阻害が発生した。
Ｎｏ．１７では、Ｖの含有量が０．１５％と多く、冷間加工時の割れ発生確率が８０％と高いものとなった。
Ｎｏ．１８では、Ｔｉの含有量が０．２０％と多く、冷間加工時の割れ発生確率が１００％と高いものとなった。
Ｎｏ．１９では、Ｎｂの含有量が０．１４％と多く、冷間加工時の割れ発生確率が８０％と高いものとなった。
Ｎｏ．２０では、Ｓｉが１．０７％およびＭｎが０．８２％と化学成分がともに規定量より多く、硬さが６６１ＨＶと低く、Ｃ濃度が０．４１質量％と低い。また浸炭阻害が発生した。
Ｎｏ．２１では、Ｓｉが０．２４％と化学成分が規定より低く、Ｃｒが２．４１％と化学成分が規定量より多く、さらにＮの化学成分を規定より多く有し、硬さが６３８ＨＶと低く、Ｃ濃度が０．４０質量％と低く、残留γ量が１７容量％と低い。また浸炭阻害が発生した。
１ ローラーピッチング試験片（小ローラー）
２ 相手材（大ローラー）
２ 相手材（大ローラー）
Claims (4)
- 質量％で、Ｃ：０．１０～０．３０％、Ｓｉ：０．５１～０．８０％、Ｍｎ：０．１０～０．４０％、Ｐ：０．００５～０．０２５％、Ｓ：０．００５～０．０２５％、Ｎｉ：０．０５～０．２０％、Ｃｒ：１．３０～２．００％、Ａｌ：０．０２５～０．０５０％、Ｎ：０．０１００～０．０２５０％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる機械構造用鋼の浸炭された鋼部材であって、研削処理された鋼部材の表面から０．０５ｍｍ深さにおける硬さやＣ濃度や残留オーステナイト量は、硬さ：６８０～７５０ＨＶ、Ｃ濃度：０．５～０．９質量％、残留オーステナイト量（以下、残留γ量ともいう。）：２０～４５容量％であって、研削処理された鋼部材の表面から０．４ｍｍ深さまでの平均結晶粒度番号：Ｎｏ．８以上であって、さらに、式Ａ：２．１×［Ｓｉ％］＋［Ｃｒ％］（なお［元素％］は全て質量％で示す数値）とするとき、式Ａの値が２．８０以上を満足することを特徴とする研削肌での耐ピッチング特性に優れた機械構造用鋼からなる浸炭された鋼部材。
- 請求項１の化学成分に加えて、質量％で、Ｍｏ：０．１０～０．９０％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる機械構造用鋼の浸炭された鋼部材であって、研削処理された鋼部材の表面から０．０５ｍｍ深さにおける硬さやＣ濃度や残留オーステナイト量は、硬さ：６８０～７５０ＨＶ、Ｃ濃度：０．５～０．９質量％、残留γ量：２０～４５容量％であって、研削処理された鋼部材の表面から０．４ｍｍ深さまでの平均結晶粒度番号：Ｎｏ．８以上であって、さらに、式Ｂ：２．１×［Ｓｉ％］＋［Ｃｒ％］＋３．３×［Ｍｏ％］（なお［元素％］は全て質量％で示す数値）とするとき、式Ｂの値が２．８０以上を満足することを特徴とする研削肌での耐ピッチング特性に優れた機械構造用鋼からなる浸炭された鋼部材。
- 請求項１の化学成分に加えて、質量％で、Ｖ：０．０２～０．１０％、Ｔｉ：０．０２～０．１０％、Ｎｂ：０．０２～０．１０％のいずれか１種以上を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる機械構造用鋼の浸炭された鋼部材であって、研削処理された鋼部材の表面から０．０５ｍｍ深さにおける硬さやＣ濃度や残留オーステナイト量は、硬さ：６８０～７５０ＨＶ、Ｃ濃度：０．５～０．９質量％、残留γ量：２０～４５容量％であって、研削処理された鋼部材の表面から０．４ｍｍ深さまでの平均結晶粒度番号：Ｎｏ．８以上であって、さらに、式Ａを２．１×［Ｓｉ％］＋［Ｃｒ％］（なお［元素％］は全て質量％で示す数値）とするとき、式Ａの値が２．８０以上を満足することを特徴とする研削肌での耐ピッチング特性に優れた機械構造用鋼からなる浸炭された鋼部材。
- 請求項２の化学成分に加えて、質量％で、Ｖ：０．０２～０．１０％、Ｔｉ：０．０２～０．１０％、Ｎｂ：０．０２～０．１０％のいずれか１種以上を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる機械構造用鋼の浸炭された鋼部材であって、研削処理された鋼部材の表面から０．０５ｍｍ深さにおける硬さやＣ濃度や残留オーステナイト量は、硬さ：６８０～７５０ＨＶ、Ｃ濃度：０．５～０．９質量％、残留γ量：２０～４５容量％であって、研削処理された鋼部材の表面から０．４ｍｍ深さまでの平均結晶粒度番号：Ｎｏ．８以上であって、さらに、式Ｂを２．１×［Ｓｉ％］＋［Ｃｒ％］＋３．３×［Ｍｏ％］（なお［元素％］は全て質量％で示す数値）とするとき、式Ｂの値が２．８０以上を満足することを特徴とする研削肌での耐ピッチング特性に優れた機械構造用鋼からなる浸炭された鋼部材。
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