軸承鋼簡介
軸承鋼綜合性能良好，淬火和回火后，硬度高且均勻，耐磨性能好，接觸疲勞強(qiáng)度高。鋼的熱加工性好，球化退火后有良好的可切削性。
軸承鋼，韌性較好，具有較好的回火穩(wěn)定性，熱處理時(shí)變形小。該鋼中碳化物分布均勻，不易析出碳化物網(wǎng)，并易于正火消除，通過正火可以消除網(wǎng)狀以及粗片碳化物組織。但是抗壓強(qiáng)度和耐磨性不足，加工性較差。該鋼的表面殘余含碳量為0.6%—0.7%的脫碳層時(shí)，由于碳化物的減少使得表面層的過熱敏感性增大。經(jīng)正常加熱淬火以后表面硬度仍可以達(dá)到60—62HRC，但其抗彎強(qiáng)度卻下降40%—50%。表面層晶粒度達(dá)到7級，心部為10級。
該鋼鍛造性能良好，由于易脫碳，需要在中性氣氛或者保護(hù)氣氛爐中加熱。施以鍛熱調(diào)質(zhì)處理，可以獲得細(xì)密的回火索氏體組織，簡化工藝，省時(shí)節(jié)電，既有良好的切削加工性能，又有理想的余熱處理組織。
該鋼受熱軟化溫度為320℃，淬透性比鉻鋼好，油淬淬硬性深度40—50mm。該鋼零保溫淬火韌化工藝，可以消除搓絲=板因常規(guī)淬火加熱氧化脫碳造成的早期失效，不均勻奧氏體修或可以細(xì)化馬氏體，搓火后得到隱晶馬氏體或者細(xì)針狀馬氏體，這種組織強(qiáng)韌性好。
用途
宜制作壁厚≤12mm、外徑≤250mm 的各種軸承套圈、鋼球直徑≤50mm、圓錐、球面滾子直徑≤22mm及所有尺寸的滾針；還可用于制造量具、模具、木工刀具。制造內(nèi)燃機(jī)。電機(jī)車、機(jī)床、拖拉機(jī)、軋鋼設(shè)備、鉆探機(jī)、鐵道車輛以及礦山機(jī)械等傳動軸上的鋼球、滾子和軸套等。
質(zhì)量性能
為了滿足以上對動軸承的性能的要求，對軸承鋼材料提出了以下一些基本的性能要求：
1）高的接觸疲勞強(qiáng)度，
2）熱處理后應(yīng)具有高的硬度或能滿足軸承使用性能要求的硬度，
3）高的耐磨性、低的摩擦系數(shù)，
4）高的彈性極限，
5）良好的沖擊韌性和斷裂韌性，
6）良好的尺寸穩(wěn)定性，
7）良好的防銹性能，
8）良好的冷、熱加工性能。
軸承鋼基本要求
根據(jù)以上對軸承用鋼的基本要求，對軸承用鋼的冶金質(zhì)量提出以下的基本要求；
①嚴(yán)格的化學(xué)成分要求。
一般軸承用鋼主要是高碳鉻軸承鋼，即含碳量1%左右，加入1．5%左右的鉻，并含有少量的錳、硅元素的過共析鋼。鉻可以改善熱處理性能、提高淬透性、組織均勻性、回火穩(wěn)定性，又可以提高鋼的防銹性能和磨削性能。
但當(dāng)鉻含量超過1．65%時(shí)，淬火后會增加鋼中殘余奧氏體，降低硬度和尺寸穩(wěn)定性，增加碳化物的不均勻性，降低鋼的沖擊韌性和疲勞強(qiáng)度。為此，高碳鉻軸承鋼中的含鉻量一般控制在1，65%以下。只有嚴(yán)格控制軸承鋼中的化學(xué)成分，才能通過熱處理工序獲得滿足軸承性能的組織和硬度。
②較高的尺寸精度要求，對于使用在高速鐓鍛機(jī)上鍛造的熱軋退火棒料，應(yīng)該對其尺寸精度有更高的要求。
滾動軸承用鋼要求鋼材尺寸精度較高，這是因?yàn)榇蟛糠州S承零件都要經(jīng)過壓力成型。為了節(jié)省材料和提高勞動生產(chǎn)率，絕大部分軸承套圈都是經(jīng)過鍛造成型，鋼球是經(jīng)過冷鐓或熱軋成型，小尺寸的滾子也是經(jīng)過冷鐓成型。如果鋼材的尺寸精度不高，就無法精確地計(jì)算下料尺寸和重量，而不能保證軸承零件的產(chǎn)品質(zhì)量，也容易造成設(shè)備和模具的損壞。
③特別嚴(yán)格的純潔度要求。
鋼的純潔度是指鋼中所含非金屬夾雜物的多少，純潔度越高，鋼中的非金屬夾雜物越少。軸承鋼中的氧化物、硅酸鹽等有害夾雜物是導(dǎo)致軸承早期疲勞剝落、顯著降低軸承壽命的主要原因。特別是脆性夾雜物危害最大，由于在加工過程中容易從金屬基體上剝落下來，嚴(yán)重影響軸承零件精加工后的表面質(zhì)量。因此，為了提高軸承的使用壽命和可靠性，必須降低軸承鋼中夾雜物的含量。
④嚴(yán)格的低倍組織和顯微（高倍）組織要求。軸承鋼的低倍組織是指一般疏松、中心疏松和扁析，顯微(高倍)組織包括鋼的退火組織、碳化物網(wǎng)狀、帶狀和液析等。碳化物液析硬而脆，它的危害性與脆性夾雜物相同。網(wǎng)狀碳化物降低鋼的沖擊韌性，并使之組織不均勻，在淬火時(shí)容易變形與開裂。帶狀碳化物影響退火和淬火回火組織以及接觸疲勞強(qiáng)度。低、高倍組織的優(yōu)劣對滾動軸承的性能和使用壽命有很大的影響，所以，在軸承材料標(biāo)準(zhǔn)中對低、高倍組織有著嚴(yán)格的要求。
⑤特別嚴(yán)格的表面缺陷和內(nèi)部缺陷要求。
對軸承鋼而言，表面缺陷包括裂紋、夾渣、毛刺、結(jié)疤、氧化皮等，內(nèi)部缺陷包括縮孔、氣泡、白點(diǎn)、嚴(yán)重的疏松和偏析等。這些缺陷對于軸承的加工、軸承的性能和壽命有很大的影響，在軸承材料標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定不允許出現(xiàn)這些缺陷。
⑥嚴(yán)格的碳化物不均勻性要求。
在軸承鋼中，如果出現(xiàn)嚴(yán)重的碳化物分布不均勻，則在熱處理加工過程中就容易造成組織和硬度的不均勻，鋼的組織不均勻性對接觸疲勞強(qiáng)度有較大的影響。另外，嚴(yán)重的碳化物不均勻性還容易使軸承零件在淬火冷卻時(shí)產(chǎn)生裂紋，碳化物不均勻性還會導(dǎo)致軸承的壽命降低因此，在軸承材料標(biāo)準(zhǔn)中，對不同規(guī)格的鋼材均有明確的特別要求。
⑦嚴(yán)格的表面脫碳層深度要求。
在軸承材料標(biāo)準(zhǔn)中對鋼材表面脫碳層有著嚴(yán)格的規(guī)定，如果表面脫碳層超出標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定范圍，且在熱處理前的加工過程中又沒有將其全部清除掉，則在熱處理淬火過程中就容易產(chǎn)生淬火裂紋，造成零件的報(bào)廢。
⑧其他要求。
在軸承鋼材料標(biāo)準(zhǔn)中還對軸承鋼的冶煉方法、氧含量、退火硬度、斷口、殘余元素、火花檢驗(yàn)、交貨狀態(tài)、標(biāo)識等有嚴(yán)格的要求。
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軸承鋼物理性能
軸承鋼的物理性能主要以檢查顯微組織、脫碳層、非金屬夾雜物、低倍組織為主。一般情況下均以熱軋退火、冷拉退火交貨。交貨狀態(tài)應(yīng)在合同中注明。鋼材的低倍組織必須無縮孔、皮下氣泡、白點(diǎn)及顯微孔隙。中心疏松、一般疏松不得超過1.5級，偏析不得超過2級。鋼材的退火組織應(yīng)為均勻分布的細(xì)粒狀珠光體。脫碳層深度、非金屬夾雜物和碳化物不均勻度應(yīng)符合相應(yīng)有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
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軸承鋼產(chǎn)品種類
我國已生產(chǎn)高碳鉻不銹軸承鋼，主要鋼號有9Cr18；滲碳軸承鋼，主要鋼號有G20CrMo；鉻軸承鋼，主要鋼號有GCr15。
軸承鋼又稱高碳鉻鋼，含碳量ωc為1%左右，含鉻量ωcr為0.5%-1.65%。軸承鋼又分為高碳鉻軸承鋼、無鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼、不銹軸承鋼、中高溫軸承鋼及防磁軸承鋼六大類；
軸承鋼制造方法
對軸承鋼的冶煉質(zhì)量要求很高，需要嚴(yán)格控制硫、磷、氫等含量以及非金屬夾雜物和碳化物的數(shù)量、大小和分布狀況，因?yàn)榉墙饘賷A雜物和碳化物的數(shù)量、大小和分布狀況對軸承鋼的使用壽命影響很大，往往軸承的失效就是在大的夾雜或碳化物周圍產(chǎn)生的微裂紋擴(kuò)展而成。
夾雜物的含量和鋼中氧含量密切相關(guān)，氧含量越高，夾雜物數(shù)量就越多，壽命就越短。夾雜物和碳化物粒徑越大、分布越不均勻，使用壽命也越短，而它們的大小、分布狀況與使用的冶煉工藝和冶煉質(zhì)量密切相關(guān)，生產(chǎn)軸承鋼的主要工藝是連鑄以及電爐冶煉+電渣重熔工藝冶煉，還有少量采用真空感應(yīng)+真空自耗的雙真空或+多次真空自耗等工藝來提高軸承鋼的質(zhì)量。
軸承鋼分類用途
分類：當(dāng)前世界各國所使用的軸承鋼主要有5大類，即高碳鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼、不銹軸承鋼、高溫軸承鋼、中碳軸承鋼。
用途：除做滾珠、軸承套圈等外，有時(shí)也用來制造工具，如沖模、量具、絲錐等。
生產(chǎn)地區(qū)
我國大連鋼廠，大冶鋼廠是生產(chǎn)軸承鋼的主要產(chǎn)地。目前主要輸往香港和東南亞地區(qū)。
進(jìn)口來源
我國主要從日本、德國進(jìn)口軸承鋼。
