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高純度鐵碳合金鋼!
軸承鋼主要用于制造滾動(dòng)軸承滾動(dòng)體和套圈由于軸承應(yīng)具備長(zhǎng)壽命、高精度、低發(fā)熱量、高速性、高剛性、低噪音、高耐磨性等特性因此要求軸承鋼應(yīng)具備：高硬度、均勻硬度、高彈性極限、高接觸疲勞強(qiáng)度、必須韌性、定淬透性、大氣潤(rùn)滑劑耐腐蝕性能了達(dá)上述性能要求對(duì)軸承鋼化學(xué)成分均勻性、非金屬夾雜物含量和類型、碳化物粒度和分布、脫碳等要求嚴(yán)格軸承鋼總體上向高質(zhì)量、高性能和多品種方向發(fā)展軸承用鋼按特性及應(yīng)用環(huán)境劃分：高碳鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼、高溫軸承鋼、銹軸承鋼及專用特種軸承材料
適應(yīng)高溫、高速、高負(fù)荷、耐蝕、抗輻射要求需要研制系列具有特殊性能新型軸承鋼了降低軸承鋼氧含量發(fā)展了真空冶煉、電渣重熔、電子束重熔等軸承鋼冶煉技術(shù)而大批量軸承鋼冶煉由電弧爐熔煉發(fā)展成各種類型初煉爐加爐外精煉目前采用容量大于60噸初煉爐＋LF／VD或RH＋連鑄＋連軋工藝生產(chǎn)軸承鋼達(dá)高質(zhì)量、高效率、低能耗之目熱處理工藝方面由車底式爐、罩式爐發(fā)展成連續(xù)控氣氛退火爐熱處理目前連續(xù)熱處理爐型長(zhǎng) 150m加工生產(chǎn)軸承鋼球化組織穩(wěn)定和均勻脫碳層小消耗能量低
20世紀(jì)70年代來隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和工業(yè)技術(shù)進(jìn)步軸承應(yīng)用范圍擴(kuò)大；而國(guó)際貿(mào)易發(fā)展又推動(dòng)了軸承鋼標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際化和新技術(shù)、新工藝及新裝備開發(fā)和應(yīng)用效率高、質(zhì)量高、成本低配套技術(shù)和工藝裝備應(yīng)運(yùn)而生日本和德國(guó)等均建成了高潔凈度、高質(zhì)量軸承鋼生產(chǎn)線使鋼產(chǎn)量迅速增加鋼質(zhì)量和疲勞壽命大幅度提高日本和 瑞典生產(chǎn)軸承鋼氧含量降10ppm下80年代末期日本山陽(yáng)特鋼公司先進(jìn)水平5.4ppm達(dá)了真空重熔軸承鋼水平
軸承接觸疲勞壽命對(duì)鋼組織均勻性非常敏感提高潔凈度(減少鋼雜質(zhì)元素和夾雜物含量)促使鋼非金屬夾雜物和碳化物細(xì)小均勻分布提高軸承鋼接觸疲勞壽命軸承鋼使用狀態(tài)下組織應(yīng)回火馬氏體基體上均勻分布著細(xì)小碳化物顆粒樣組織賦予軸承鋼所需要性能高碳軸承鋼主要合金元素有碳、鉻、 硅、錳、釩等
何獲得球化組織軸承鋼生產(chǎn)重要問題控軋控冷先進(jìn)軸承鋼重要生產(chǎn)工藝通過控軋或軋快冷消除了網(wǎng)狀碳化物獲得合適預(yù)備組織縮短軸承鋼球化退火時(shí)間細(xì)化碳化物提高疲勞壽命近年來俄羅斯和日本采用低溫控軋(800℃～850℃下)軋采用空冷加短時(shí)間退火或完全取消球化退火工藝得合格軸承鋼組織軸承鋼650℃溫加工也新型技術(shù)共析鋼或高碳鋼熱加工前若具有細(xì)晶粒組織或加工過程能形成細(xì)晶粒則(0.4～0. 6)熔化溫度范圍內(nèi)定應(yīng)變速率下呈現(xiàn)出超塑性美國(guó)海軍研究院(NSP)對(duì)5 2100鋼進(jìn)行了650℃溫加工試驗(yàn)表明650℃下真應(yīng)變 2.5發(fā)生斷裂因此有能650℃溫加工來代替高溫加工并與球化退火工藝結(jié)合起來對(duì)簡(jiǎn)化設(shè)備和工序、節(jié)約能源、提高質(zhì)量有重要意義
熱處理方面提高球化退火質(zhì)量獲得細(xì)小、均勻、球形碳化物及縮短退火時(shí)間或取消球化退火工序研究方面有了進(jìn)展即盤條生產(chǎn)采用兩次組織退火拉拔720℃～730℃再結(jié)晶退火改760 ℃組織退火樣得硬度低、球化好、無網(wǎng)狀碳化物組織關(guān)鍵要保證間拉拔減面率≥14％該工藝使熱處理爐效率提高25％～30％連續(xù)式球化退火熱處理技術(shù)軸承鋼熱處理發(fā)展方向
各國(guó)都研究和開發(fā)新型軸承鋼擴(kuò)大應(yīng)用和代替?zhèn)鹘y(tǒng)軸承鋼快速滲碳軸承鋼通過改變化學(xué)成分來提高滲碳速度其碳含量由傳統(tǒng)0.08％～0.20％提高0.45％左右滲碳時(shí)間由7小時(shí)縮短30 分鐘開發(fā)了高頻淬火軸承鋼用普通碳鋼或碳錳、鉻鋼通過高頻加熱淬火來代替普通軸承鋼既簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工序又降低了成本并提高了使用壽命日本研制GCr465、SCM465疲勞壽命比SUJ?2高2～4倍由于高溫、腐蝕、潤(rùn)滑條件惡劣環(huán)境下使用軸承愈來愈多過去使用M50(CrMo4V)、440C(9Cr18Mo)等軸承鋼已能滿足使用要求急需研制加工性能好、成本低、疲勞壽命長(zhǎng)、能適合同目和用途軸承用鋼高溫滲碳鋼 M50NiL、易加工銹軸承鋼50X18M及陶瓷軸承材料等
針對(duì)GCr15SiMn鋼淬透性低弱點(diǎn)我國(guó)開發(fā)了高淬透性和淬硬性軸承鋼GCr15SiMo其淬硬性HRC≥60淬透性J60≥25mmGCr15SiMo接觸疲勞壽命L10和L50分別比GCr15Si Mn提高73％和68％相同使用條件下用G015SiMo鋼制造軸承使用壽命GCr15SiMo鋼兩倍近年來我國(guó)還開發(fā)了能節(jié)約能源、節(jié)約資源和抗沖擊GCr4軸承鋼與GCr15相比GCr4沖擊值提高了66％～104％斷裂韌性提高了67％接觸疲勞壽命L10提高了12％GCr4鋼軸承采用高溫加熱?表面淬火熱處理工藝與全淬透GCr15鋼軸承相比GCr4鋼軸承壽命明顯提高用于重載高速列車軸承
今軸承鋼主要向高潔凈度和性能多樣化兩方向發(fā)展提高軸承鋼潔凈度特別降低鋼氧含量明顯延長(zhǎng)軸承壽命氧含量由28ppm降低5ppm疲勞壽命延長(zhǎng)1數(shù)量級(jí)了延長(zhǎng)軸承鋼壽命人們多年來直致力于開發(fā)應(yīng)用精煉技術(shù)來降低鋼氧含量通過懈努力軸承鋼低氧含量已從20世紀(jì)60 年代28ppm 降低90年代5ppm目前我國(guó)軸承鋼低氧含量控制 10ppm左右軸承使用環(huán)境變化要求軸承鋼必須具備性能多樣化設(shè)備轉(zhuǎn)速提高需要準(zhǔn)高溫用(200℃下)軸承鋼(通常采用 SUJ2鋼基礎(chǔ)上提高Si含量、添加V和Nb方法來達(dá)抗軟化和穩(wěn)定尺寸目)；腐蝕應(yīng)用場(chǎng)合需要開發(fā)銹軸承鋼；了簡(jiǎn)化工藝應(yīng)該開發(fā)高頻淬火軸承鋼和短時(shí)滲碳軸承鋼；了滿足航空航天需要應(yīng)開發(fā)高溫軸承鋼