根据35 U.S.C.§119，本申请要求2015年6月22日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2015-0088341的优先权，其公开的全部内容以参考方式包括进本申请。
技术领域
本发明涉及用于具有改进疲劳耐久性轴承的钢成分及其制造方法。具体地，钢成分可包含球化的复合碳化物以提供基本改进的硬度、强度、和韧性，以及改进的疲劳强度和疲劳寿命。
背景技术：
最近，环境问题已经在全球兴起，因此已经寻求依照包括所有工业的这样的问题而减少燃料的方法。具体地，为了降低燃料消耗，车辆工业领域已经提议改进车辆发动机的燃料效率和减少车辆的重量。例如，通过减少车辆的重量可增加车辆的燃料效率。然而，当减少车辆的重量时，会出现一个问题因为车辆所需要的强度和耐久性不能得到满足。所以，车辆工业的最大目标是解决这个问题。
因此，在环境友好的趋势下，在车辆工业中，具有基于欧洲法规到2021年将二氧化碳的排放量减少到95g/km即当前其排放量的27％的目标的各种环境友好型车辆已经被开发。进一步，为了满足在美国到2025年公司平均燃料经济性(CAFE)的规定值的54.5mpg(23.1km/l)，车辆制造商已经开发技术以减小尺寸和改进燃料经济性。
通常，随着部件数量的增加或额外部件重量的增加，应减少用于这些部件材料的重量。在这种情况下，作为重量减少方法，用于实现高强度的材料或硬化材料表面的热处理技术已经被频繁使用。进一步，随着部件形状复杂化，精密连接、低变形焊接、和低变形热处理技术已经被使用。除此之外，作为用于减少噪音的技术，减小由于热处理 引起的变形的技术和用于减少噪音和去除灰尘的技术已经被使用。
具体地，用于使车辆燃料经济性最大化的发动机和变速器的高性能和高效率技术已经被开发，且该技术可包括齿轮数量的增加、新概念启动装置、高效率双泵系统、融合的混合技术、涉及自动/手动融合变速器与混合变速器的技术等。
在涉及到发动机和变速器这样的技术中使用的合金钢已经在发动机部件、手动或自动变速器的底盘框架、内齿圈、齿轮、轴、同步器毂等中被使用，且在发动机中可以基于发动机重量相当于约32％到40％使用这种合金钢发动机以及在变速器中可以基于变速器重量相当于约58wt％到62wt％使用合金钢。具体地，作为变速器部件例如，齿轮或轴的材料，开发高度强化和高耐久性材料已经随着对减少重量和精简的需求被持续需要。然而，针对部件小型化、减小部件尺寸或改进燃料效率的技术还有问题。例如，当施加到发动机部件上的负载增加时，由于燃烧、摩擦、磨损等，部件的质量可被降低且耐久性寿命可被减少。另外，由于部件刚度的增加和耐久性材料的缺乏，可发生表面损伤，且当合金钢在没有润滑剂的情况使用时，可增加表面温度，从而在高温下或在需要大量旋转的环境中硬度可被降低。
因此，在相关领域中轴承钢的耐久性需要被加强。
通常，车辆变速器的齿轮是执行将发动机功率到直接传递差动系统内且在两个或更多轴之间传递旋转或功率的作用的部件，以便使发动机功率适应车辆的驱动状态。此外，变速器的齿轮同时接收弯曲应力和接触应力。在齿轮中，当耐久性材料不足时，由于缺乏弯曲疲劳强度导致的疲劳损坏(齿破损)和由于缺乏接触疲劳强度导致的疲劳损伤(凹陷)可频繁发生。因此，在齿轮中，需要诸如高硬度、强度、韧性、疲劳强度和疲劳寿命的物理性能。
在相关领域中，常规轴承钢，例如包括作为主要成分的铁(Fe)、1.00wt％的碳(C)、0.27wt％的硅(Si)、0.38wt％的锰(Mn)、0.012wt％的磷(P)、0.005wt％的硫(S)、1.46wt％的铜(Cu)、0.05wt％的镍(Ni)、1.46wt％的铬(Cr)、0.02wt％的钼(Mo)、0.017wt％的铝(Al)、0.0035wt％的氮(N)、及0.0006wt％的氧(O)的SUJ2已 经被典型地使用。然而，这种钢在耐久性方面有问题从而在表面损伤(剥落)中有问题且小齿轮轴的销磨损是严重的。
因此，本发明人已经试图开发用于具有改进物理性能例如硬度、强度、韧性、疲劳强度、及疲劳寿命的轴承和轴承钢的钢组合物，及其制造方法。
技术实现要素：
在优选方面，本发明提供用于轴承的钢组合物及其制造方法。钢组合物可包含作为主要成分的铁(Fe)、碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)、铜(Cu)、镍(Ni)、铬(Cr)、钼(Mo)、铝(Al)、氮(N)、氧(O)、及钒(V)以改进物理性能例如硬度、强度、和韧性从而改进耐久性、疲劳强度、和疲劳寿命。
本发明的示例性实施方式提供用于轴承的钢组合物，其包含：约0.08wt％到1.0wt％量的碳(C)、约0.9wt％到1.6wt％量的硅(Si)、大于0wt％且为约0.03wt％或更少量的磷(P)、大于0wt％且为约0.01wt％或更少量的硫(S)、约0.01wt％到0.1wt％量的铜(Cu)、约0.01wt％到0.06wt％量的铝(Al)、大于0wt％且为约0.006wt％或更少量的氮(N)、大于0wt％且为约0.001wt％或更少量的氧(O)；和平衡钢组合物重量的铁(Fe)，所有的wt％都基于钢组合物的总重量。
应该理解本文所指的所有的重量％(wt％)都是基于钢或合金钢的总重量，除非另有表示。
此外，本发明的钢组合物还可包含锰(Mn)，且优选地，锰(Mn)的含量可以是约0.5wt％到1.00wt％的量。
本发明的钢组合物还可包含镍(Ni)，且优选地，镍(Ni)的含量可以是约0.1wt％到0.6wt％的量。
本发明的钢组合物还可包含铬(Cr)，且优选地，铬(Cr)的含量可以是约1.4wt％到1.55wt％的量。
本发明的钢组合物还可包含钼(Mo)，且优选地，钼(Mo)的含量可以是约0.2wt％到0.5wt％的量。
本发明的钢组合物还可包含钒(V)，且优选地，钒(V)的含量 可以是大于0wt％且为约0.4wt％或更少的量。
可替换地，本发明的钢组合物还可包括选自锰(Mn)、镍(Ni)、铬(Cr)、钼(Mo)、或钒(V)中的一种或多种，且优选地，锰(Mn)的含量可以是约0.5wt％到1.00wt％的量、镍(Ni)的含量可以是约0.1wt％到0.6wt％的量、铬(Cr)的含量可以是约1.4wt％到1.55wt％的量、钼(Mo)的含量可以是约0.2wt％到0.5wt％的量，及钒(V)的含量可以是大于0wt％且为约0.4wt％或更少的量。
本发明还提供了钢组合物或钢合金组合物，其可由以上成分组成，基本上由以上成分组成，或主要由以上成分组成。例如用于轴承的钢组合物可由以下成分组成，基本上由以下成分组成，或由以下成分基本组成，以下成分为：约0.08wt％到1.0wt％量的碳(C)；约0.9wt％到1.6wt％量的硅(Si)；大于0wt％且为约0.03wt％或更少量的磷(P)；大于0wt％且为约0.01wt％或更少量的硫(S)；约0.01wt％到0.1wt％量的铜(Cu)；约0.01wt％到0.06wt％量的铝(Al)；大于0wt％且为约0.006wt％或更少量的氮(N)；大于0wt％且为约0.001wt％或更少量的氧(O)；构成钢组合物余量的(Fe)，所有的wt％都基于合金钢组合物的总重量。进一步，用于轴承的钢组合物可由以下成分组成，基本上由以下成分组成，或由以下成分基本组成，以下成分为：约0.08wt％到1.0wt％量的碳(C)；约0.9wt％到1.6wt％量的硅(Si)；大于0wt％且为约0.03wt％或更少量的磷(P)；大于0wt％且为约0.01wt％或更少量的硫(S)；约0.01wt％到0.1wt％量的铜(Cu)；约0.01wt％到0.06wt％量的铝(Al)；大于0wt％且为约0.006wt％或更少量的氮(N)；大于0wt％且为约0.001wt％或更少量的氧(O)；选自约0.5wt％到1.00wt％量的锰(Mn)、约0.1wt％到0.6wt％量的镍(Ni)、约1.4wt％到1.55wt％量的铬(Cr)、约0.2wt％到0.5wt％量的钼(Mo)、大于0wt％且为约0.4wt％或更少量的钒(V)中的一种或多种；且和构成钢组合物余量的(Fe)，所有的wt％都基于合金钢组合物的总重量。
本发明的另一个示例性实施方式提供制造轴承钢的方法。该方法可包含：制造包含合金钢组合物的线材；热处理线材以用于初次球化；将热处理的线材拉丝；二次热处理被拉丝的线材以用于二次球化；将二次热处理的线材锻造；淬火将被锻造的线材淬火；以及将被淬火的 线材回火。
具体地，合金钢组合物可包含：约0.08wt％到1.0wt％量的碳(C)、约0.9wt％到1.6wt％量的硅(Si)、大于0wt％且为约0.03wt％或更少量的磷(P)、大于0wt％且为约0.01wt％或更少量的硫(S)、约0.01wt％到0.1wt％量的铜(Cu)、约0.01wt％到0.06wt％量的铝(Al)、大于0wt％且为约0.006wt％或更少量的氮(N)、大于0wt％且为约0.001wt％或更少量的氧(O)；构成合金钢组合物余量的(Fe)，所有的wt％都基于合金钢组合物的总重量。此外，合金钢还可包含选自约0.5wt％到1.00wt％量的锰(Mn)、约0.1wt％到0.6wt％量的镍(Ni)、约1.4wt％到1.55wt％量的铬(Cr)、约0.2wt％到0.5wt％量的钼(Mo)、大于0wt％且约0.4wt％或更少量的钒(V)中的一种或多种。
如本文所用的术语“球化处理的”或“球化处理”指的是热处理过程，特别用于基于铁类合金钢或其组成。具体地，球化处理可指将铁类钢种的碳化物或碳化物复合物中碳的形状或结晶形状改变成，例如球形形状、类球形、或椭圆形状以提供满意的物理性能，例如机械强度、耐高温性、可延展性、可切削性等的热处理过程。在球化处理过程中，温度可增加到高达铁类合金钢。
用于初次球化处理的热处理可以约720℃到850℃的温度执行约4到8小时。
用于二次球化处理的二次热处理可以约720℃到850℃的温度执行约4到8小时。
淬火可以约840℃到860℃的温度执行0.5到2小时。
回火可以约150℃到190℃的温度执行0.5到2小时。
因此优选地，制造的轴承钢可包含包括选自M3C、M7C3、和M23C6碳化物、及MC碳化物中的一种或多种的碳化物复合物。
如本文所用，术语“碳化物复合物”指的是包含至少碳和其他元素的化合物，所述其他元素具有较弱负电性以致在与碳结合时为正电性或部分正电性。碳化物复合物可以至少碳和金属适当地形成，且金属可以是碱金属、碱土金属或过渡金属、后过渡金属、镧系元素、或锕系元素，而没有限制。具体地，M3C、M7C3、和M23C6碳化物中的M可以是选自铬(Cr)、铁(Fe)、和锰(Mn)中的一种或多种且 MC碳化物中的M可以是选自钒(V)和钼(Mo)中的一种或多种。
包含作为主要成分的铁(Fe)、碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)、铜(Cu)、镍(Ni)、铬(Cr)、钼(Mo)、铝(Al)、氮(N)、氧(O)、及钒(V)的钢组合物的轴承或轴承钢可包含复合碳化物例如Me3C、Me7C3、Me23C6(Me:Cr、Fe、Mn)，即通过调节轴承钢的合金钢成分和控制工艺条件可以精细地形成复合碳化物。这样，轴承钢的物理性能诸如轴承的硬度、强度和韧性可被显著改进，且因此改进了耐久性、疲劳强度、和疲劳寿命。而且，可获得高度强化的轴承钢，因此通过其厚度减小，重量可减小约20％等，且还可保证车辆设计的自由度及减小成本。
本发明还提供的是由如上述合金组成的轴承钢制造的车俩部件。例如，用于车辆的变速器和发动机可通过使用包含如上述的钢或合金钢的轴承制造，以便可能改进车辆的耐久性和减少车辆重量，从而改进燃料效率和防止环境污染。
本发明的其他方面在以下被公开。
附图说明
图1根据本发明的示例性实施方式示出制造轴承钢示例方法的流程图。
具体实施方式
以下，本发明的优选示例性实施方式将被详细描述。在这之前，在本说明书和权利要求中使用的术语或词语不应该解释为限于典型或字典含义，而应该解释为具有符合本发明技术精神的含义和概念，基于发明人可适当地定义术语的概念以便以最佳方式描述他/她自己的发明的原则。因此，本说明书描述的实施方式仅仅是本发明的最优选实施方式而不代表本发明的所有技术精神。因此，应该理解在本申请的提交时间具有替换实施方式的各种等效和修改。
应该理解当用在本说明书中时，术语“包括”和/或“包含”规定了所述特征、整数、步骤、操作、元素、和/或成分的存在，但不排除 一种或更多其他特征、证书、步骤、操作、元素、成分和/或其组合的存在或添加。如本文所用，术语“和/或”包括所列项目中的一种或多种的任何和所有组合。
除非特别声明或从上下文显而易见，如本文所用的术语“约”理解为在正常公差范围内，例如在平均值的2个标准差内。“约”可理解为在10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％、或0.01％之内的规定值。除非上下文另外清楚地指出，否则这里提供的所有数值都被“约”修饰。
可以理解，这里所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其他类似术语通常包括机动车辆，例如客车包括运动型多功能车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车，船舶包括各种船和小船，飞机，等等，且包括混合动力车、电动车、插电式混合电动车、氢能源车和其他替代燃料车(例如，从非石油资源衍生的燃料)。如这里所提及的，混合动力车辆是具有两种或多种动力来源的车辆，例如汽油驱动车和电动车。
以下，本发明将被详细描述。本发明涉及具有改进疲劳耐久性的轴承钢及其制造方法，且在一方面，本发明涉及具有改进疲劳耐久性的轴承钢。
用于轴承的钢组合物可具有改进疲劳性。钢组合物可包含：大于0wt％且约为0.03wt％或更少量的磷(P)、大于0wt％且为约0.01wt％或更少量的硫(S)、约0.01wt％到0.1wt％量的铜(Cu)、约0.01wt％到0.06wt％量的铝(Al)、大于0wt％且为约0.006wt％或更少量的氮(N)、大于0wt％且为约0.001wt％或更少量的氧(O)，及构成钢组合物余量的(Fe)，所有的重量％(wt％)都基于钢组合物的总重量。
具体地，根据本发明的需要，用于轴承的钢组合物可适当地包含约0.8wt％到1.0wt％量的碳(C)、约0.9wt％到1.6wt％量的硅(Si)、约0.5wt％到1.00wt％量的锰(Mn)、约0.1wt％到0.6wt％量的镍(Ni)、约1.4wt％到1.55wt％量的铬(Cr)、约0.2wt％到0.5wt％量的钼(Mo)、以及大于0wt％且为约0.4wt％或更少量的钒(V)中的一种或更多。
以下，钢组合物的每一种成分及其含量将被详细描述
(1)碳(C)
如本文所用的碳(C)可以是重要的以保证轴承钢的强度，且使残余奥氏体稳固。
优选地，碳(C)的含量基于合金钢组合物的总重量可为约0.8wt％到1.0wt％的量。当碳(C)的含量小于约0.8wt％时，不可以足够地获得作为轴承钢使用的钢的强度且可引起疲劳强度等的降低。另一方面，当碳(C)的含量大于约1.0wt％时，未溶解的大的碳化物留在钢内，因此疲劳强度、耐久性寿命等可被减小及淬火之间的加工性能等可被降低。
(2)硅(Si)
如本文所用的硅(Si)可当作还原剂，且抑制合金钢销孔的形成，从而通过作为溶解在基质中的固体的固溶强化效应增加合金钢的强度，且增加碳(C)等的活性。
优选地，硅(Si)的含量基于合金钢组合物的总重量可为约0.9wt％到1.6wt％的量。当硅(Si)的含量小于约0.9wt％时，氧气氧化的氧化物(oxide by oxygen)可能不能充分地去除且留在合金钢内，因此合金钢的强度可被降低并且无法获得固溶强化效应。当硅(Si)的含量大于约2.0wt％时，由于组织内的渗透反应，例如通过过量硅(Si)与碳(C)的位点竞争反应，可发生脱碳作用，并且由于淬火前的硬度增加，加工性能可被迅速降低。
(3)锰(Mn)
如本文所用的锰(Mn)可改进合金钢的淬火性能且可改进合金钢等的强度。
优选地，锰(Mn)的含量可以是约0.5wt％到1.0wt％的量。当锰(Mn)的含量小于约0.5wt％时，合金钢淬火性能的改进效应被降低。另一方面，当锰(Mn)的含量大于约1.0wt％时，淬火前的加工性能可被降低且减少中心偏析和疲劳寿命的MnS可被沉淀。
(4)镍(Ni)
如本文所用的镍(Ni)可使合金钢的晶粒微粉化且在奥氏体和铁素体中可以是固溶的以强化基质。此外，镍可改进低温冲击韧性和硬化能力，且降低A1转换点的温度以扩大奥氏体。进而，镍可增加碳的活性。
优选地，镍(Ni)的含量可以是约0.1wt％到0.6wt％的量。当镍(Ni)的含量小于约0.1wt％时，可能不足以获得晶粒的微粉化效应以及诸如固溶强化和基质强化的改进效应。另一方面，当镍(Ni)的含量大于约0.6wt％时，可在合金钢内引起热脆性等。
(5)铬(Cr)
如本文所用的铬(Cr)可改进合金钢的淬火性能，提供硬化性，且同时，使合金钢的组织微粉化并通过热处理球化处理该组织。进一步，铬可硬化渗碳体中的薄层。
优选地，铬(Cr)的含量可以是约1.5wt％到3.0wt％的量。当铬(Cr)的含量小于约1.5wt％时，淬火性能和硬化性可被限制且不可获得组织的足够微粉化和球化处理。另一方面，当铬(Cr)的含量大于约3.0wt％时，含量的增加效应可能不足的，因此制造成本可被增加。
(6)钼(Mo)
如本文所用的钼(Mo)增加合金钢的淬火性能从而在回火和提供抗脆性之后改进合金钢的硬化性、韧性等。进一步，钼可降低碳的活性。
优选地，钼(Mo)的含量可以是约0.2wt％到0.5wt％的量。当钼(Mo)的含量小于约0.2wt％时，可能不足以保证合金钢的硬化性和韧性等。另一方面，当钼(Mo)的含量大于约0.5wt％时，合金钢的加工性(可切削性)和生产率等可被降低并且含量的增加效应可能不足因此制造成本增加。
(7)钒(V)
如本文所用的钒(V)可形成沉淀物例如碳化物，强化基质组织且因此通过沉淀强化效应改进强度和耐磨性。此外，钒可降低碳的活性，且进而，在同样的冷却率下，可通过添加钒增加合金钢的强度。
优选地，钒(V)的含量可以是大于0wt％且为约0.4wt％或更少的量。当钒(V)的含量大于约0.4wt％时，合金钢的韧性和硬度等可被降低。
(8)铝(Al)
如本文所用的铝(Al)可以是用作还原剂且用以改进合金钢清洁度并且可与合金钢中的氮(N)反应以形成氮化物因此使晶粒微粉化的 元素。
优选地，铝(Al)的含量可以是约0.01wt％到0.06wt％的量。当铝(Al)的含量小于约0.01wt％时，可能无法获得与晶粒的还原剂、清洁度和微粉化有关的足够效应。另一方面，当铝(Al)的含量大于约0.06wt％时，可形成粗糙的氧化夹杂物等以减少钢的疲劳寿命等。
(9)氮(N)
如本文所用的氮(N)可使奥氏体稳固，使晶粒微粉化且改进合金钢的抗张强度、屈服强度和伸长率等。然而，当包含过量的氮时，可形成杂质或AlN(氮化铝)以减少耐久性寿命。
优选地，氮(N)的含量可以是大于0wt％且约0.006wt％或更少的量。当氮(N)的含量大于0.006wt％，可引起脆性且耐久性寿命等可被减少。
(10)氧(O)
如本文所用的氧(O)可增加合金钢杂质的产生以通过接触疲劳降低清洁度且使合金钢劣化。
优选地，氧(O)的含量可以是约0.001wt％或更少的量。当氧(O)的含量大于0.001wt％时，由于接触疲劳可增加合金钢的杂质以劣化合金钢。
(11)磷(P)
如本文所用的磷(P)可包括晶粒晶界偏析以降低合金钢的韧性。
优选地，磷(P)的含量可以是大于0wt％且为约0.03wt％或更少的量。当磷(P)的含量大于约0.03wt％时，可降低合金钢的韧性。
(12)硫(S)
如本文所用的硫(S)可增加合金钢的可切削性以促进加工，且由于晶界偏析还可降低合金钢的韧性并且通过与锰(Mn)反应形成MnS而降低合金钢的疲劳寿命。
优选地，硫(S)的含量可以是大于0wt％且为约0.01wt％或更少的量。当硫(S)的含量大于约0.01wt％时，可降低合金钢的韧性从而减少钢的疲劳寿命。
(13)铜(Cu)
如本文所用的铜(Cu)可改进合金钢的硬化性等。
优选地，铜(Cu)的含量可以是约0.01wt％到0.1wt％的量。当铜(Cu)的含量小于约0.01wt％时，不可获得足够的硬化改进效应。同时，当铜(Cu)的含量大于约0.1wt％时，由于超出固溶限制，钢的强度改进效应可饱和，且因此制造成本可增加并且引起热脆性。
由于用于包含上述成分的轴承的钢组合物可具有优良的硬度、强度、疲劳强度和疲劳寿命。因此，钢组合物可应用到车辆部件等中。例如，用于轴承的钢组合物应用到车辆的自动或手动变速器等上，且在变速器部件中，轴承钢可应用到底盘框架、内齿圈、齿轮、轴、同步器毂等中。
以下，在另一个方面，本发明涉及制造具有改进疲劳耐久性的轴承钢的方法。
本领域的技术人员参考公开的已知技术可适当地制造根据本发明的具有改进疲劳耐久性的轴承钢。
根据本发明制造具有改进疲劳耐久性的轴承钢的方法可包括：
例如，如图1所示，该方法可包括：混合用于轴承(S10)的合金钢成分；将合金钢(S20)在约720℃到850℃的温度热处理约4到8小时以用于初次球化；将热处理的合金钢(S30)拉丝；将被拉丝的合金钢(S40)在约720℃到850℃的温度二次热处理约4到8小时以用于二次球化；将二次热处理的合金钢(S50)锻造；在约840℃到860℃的温度将约0.5到2小时的被锻造的合金钢(S60)淬火；在约150℃到190℃的温度将淬火的合金钢(S70)回火约0.5到2小时。
在制造合金钢的方法中，复合碳化物可在钢中形成且被球化处理。具体地，复合碳化物可包括选自M3C、M7C3、和M23C6碳化物及即为沉淀物的MC碳化物中的一种或多种。M可以是金属或过渡金属而没有限制。
优选地，M3C和M7C3碳化物，及M23C6碳化物中的M可以是选自铬(Cr)、铁(Fe)、锰(Mn)中的一种或多种，且MC碳化物中的M可以是选自从钒(V)和钼(Mo)中的一种或多种。当上述复合碳化物形成时，轴承钢的强度和硬度等可被改进，并且耐久性等可被延长。
该方法可包括使用用于轴承的合金钢制造线材，如上所述。例如， 可通过将选自碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、镍(Ni)、铬(Cr)、钼(Mo)或钒(V)中的一种或多种成分添加和混合到作为主要成分的铁(Fe)、磷(P)、硫(S)、铜(Cu)、铝(Al)、氮(N)，和氧(O)中制造包含上述合金成分的线材。因此制造的线材可进一步被热处理以用于初次球化，例如在约720℃到850℃的温度约4到8小时(S20)；拉丝(S30)；二次热处理用于二次球化，例如，在约720℃到850℃的温度约4到8小时(S40)；锻造(S50)；淬火，例如在约840℃到860℃的温度约0.5到2小时(S60)；以及回火，例如在约150℃到190℃的温度约0.5到2小时(S70)。
制造方法的淬火可在约840℃到860℃的温度执行约0.5到2小时，且回火可在约150℃到190℃的温度执行约0.5到2小时。
当淬火温度小于约840℃或淬火时间小于约0.5小时时，不均匀地形成迅速冷却的组织从而引起材料偏差。另一方面，当淬火温度大于约860℃或淬火时间大于约2小时时，由初次和二次球化处理热处理形成的球化处理的复合碳化物可被溶解。
当回火温度小于约150℃或回火时间小于约0.5小时时，可能不保证轴承钢的物理性能诸如韧性。另一方面，当回火温度大于约190℃或回火时间大于约2小时时，轴承钢的硬度等可被迅速降低，因此很难改进耐久性寿命。
同时，当制造方法的初次和二次球化热处理中的每个温度都小于约720℃或球化热处理的时间小于约4小时时，可能需要复合碳化物的大量球化时间，且因此制造成本可迅速增加。另一方面，当初次和二次球化热处理中的温度大于约850℃时，由于形成的复合碳化物被溶解，在冷却过程中形成薄层复合碳化物代替球形复合碳化物的可能性可显著地增加。进而，当初次和二次球化热处理时间大于约8小时时，复合碳化物的球化率可被减慢从而迅速增加制造成本。
实施例以下，将通过实施例更详细地描述本发明。
这些实施例仅是为了说明本发明，显然对本领域技术人员而言，本发明的范围将不解释为限于这些实例。
根据本发明的示例性实施方式，为了比较具有改进疲劳耐久性轴承钢的物理性能，比较例和具有如下列表1所述成分的实施例已制好。
初次和二次球化的热处理温度、淬火温度与时间、和应用的回火温度
和时间的条件示于下表2。
[表1]
表1示出根据现有技术的轴承钢的比较例1到10的组成成分和含 量，以及根据本发明的出实施例1到实施例3的组成成分和含量。
[表2]
表2示出，在具有表1的组成成分和含量的比较例1到10和实施例1到3的制造条件中，在初次和二次球化的热处理的温度、淬火温度和时间、回火温度和时间。本文中，，所有的比较例1到10和实例1到3满足根据本发明在初次和二次球化的热处理中的温度、淬火温度和时间、及回火温度和时间。
[表3]
表3示出，室温硬度、300℃的硬度、当表面压力为6.2GPa时在150℃对于L10寿命的旋转弯曲疲劳试验机的旋转数和耐久性寿命，考虑到根据表2的条件制备具有表1的组成成分和含量的比较例1到10和实例1到3之后，1当表面压力为6.2GPa时，通过使用显微维氏硬度计根据KS B 0081测量方法，在300gf测量室温的硬度、300℃的硬度和150℃的硬度。对于旋转弯曲疲劳试验机的旋转数，在最大弯曲力 矩为约20kgfm、旋转数为约200RPM到3000RPM、最大负载约100kg或更少、及三相电功率为220V和7KW的条件下，通过使用直径约4mm的标准线径通过旋转弯曲疲劳试验机，根据KS B ISO 1143测量方法，测量L10寿命。L10寿命是样本的耐久性寿命，且意味着直到约10％的样本被破坏时旋转弯曲疲劳试验机的旋转数。
因此，回顾室温(约25℃)的硬度，能够证实，来自表3的实施例1到3，与比较例1到10相比，室温的硬度改进了8.9％到17.5％。此外，回顾300℃的硬度，能够证实来自表3的实施例1到3，与比较例1到10相比，室温的硬度改进了14.4％到19.4％。
能够证实，当表面压力为6.2GPa时，对在150℃下的L10寿命的旋转弯曲疲劳试验机的旋转数，实施例1到3的均值为18,469,333且为比较例1到10的均值9055000的约两倍高。即，从表3能够证实，本发明的轴承钢与现有技术的相比改进了192.3％到221.1％。
基于旋转弯曲疲劳试验机的旋转数，为了比较比较例1到10和实施例1到3的耐久性寿命，比较例1的旋转弯曲疲劳试验机的旋转数为8400000，被设为100％耐久性寿命的基础。与作为基础的比较例1的旋转弯曲疲劳试验机的旋转数相比，示出比较例2到10和实施例1到3的旋转弯曲疲劳试验机的旋转数增加或减少程度的差别表示为百分数。即，用于比较比较例1到10和实施例1到3的耐久性寿命的百分数，是表示在比较例1的基础上剩余比较例2到10和实施例1到3的旋转弯曲疲劳试验机的旋转数相对增加和减少程度的值。
本文中，通过比较例和实施例的耐久性寿命的比较，从表3可以看出，与旋转弯曲疲劳试验机的旋转数相同，实施例1到3的耐久性寿命是比较例1到10的耐久性寿命的约两倍多。
如上所述，为了检查为什么实施例的硬度和耐久性寿命比比较例的硬度和耐久性寿命更好的原因，包括在比较例1和实施例1到3内的复合碳化物的类型和vol％示于下表4中。
[表4]
表4示出包括在比较例1和实施例1到3内的复合碳化物的含量。如表4所示，比较例1的复合碳化物主要包括M3C与少量MoC，但是实施例1到实施例3相对一致地包括VC和NbC以及M3C和MoC。复合碳化物组成的差别可被认为是为什么实施例具有比比较例更好的硬度和耐久性寿命的原因中的一个。
因此，能够实验性地证实，满足根据本发明的成分和含量范围并通过根据本发明的热处理过程制备的实施例1到3包括各种复合碳化物等，因此具有比比较例1到10更好的强度和耐久性寿命。
如上所述，已经与本发明的特定实施方式有关地描述了本发明，但是实施方式仅仅是说明而本发明并不限于此。所述实施方式可通过发明所属领域技术人员作出改变或修改，而不偏离本发明的范围，且在本发明的技术精神和以下将被描述的权利要求的等效范围内各种替换和修改都是可能的。