ベアリングスチールの特性

ベアリングは、連続的に動く機械部品において、疲労や高応力にさらされやすい重要な機械部品です。ベアリングは動的荷重を効果的に伝達し、部品間の摩擦を低減してスムーズな運転を実現します。代表的なベアリングには、ボールベアリング、テーパーローラーベアリング、円筒形ローラーベアリング、ニードルローラーベアリングなどがあります。これらは「ベアリングスチール」と呼ばれる特殊鋼で製造され、摩擦低減に適した機械的特性を持ちます。

化学組成

• 炭素：0.55〜1.10％
• マンガン：0.10〜1.15％
• ケイ素：0.15〜2.0％
• リン・硫黄：最大0.03％
• クロム：0.5〜2.0％
• 残りは鉄

この組成により、耐食性や強度・硬度・靭性・延性といった機械的・物理的特性が決まります。

硬度

ベアリングスチールは、溶解・脱ガス・鍛造・熱処理（焼入れ・焼戻し）といった厳格な製造工程を経るため、非常に高い硬度を有します。曲げ強さは約2400 MPaで、遠心力や高応力に耐えますが、耐食性は低めです。部品は全体硬化または表面硬化が施され、真空処理で純度が確保されます。最低硬度は58 HRCとされていますが、実際はそれ以上が一般的です。

強度

炭素含有量が強度を向上させ、ベアリングが荷重や応力を受けても変形しにくくします。一方、炭素が増えると延性や溶接性は低下します。ベアリングスチールは高い疲労強度と長寿命を持ち、均一な熱処理応答が求められます。均質な組織、均一な結晶粒流、微細な結晶粒が衝撃靭性を高めます。

物理特性

• 密度：7.85 g/cm³
• 線膨張係数：1.0 × 10⁻⁵ /K
• 熱伝導率：30〜40 W/(m·K)
• 磁性を有し、熱・電気伝導性が高い