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簡介

軸承鋼是用於制造滾動軸承的滾珠，滾柱和套筒等的鋼種，也可用於制作精密量具，冷沖模，機床絲杠及柴油機油泵的精密偶件。

名稱：軸承鋼

英文：bearing steel

產品概述

軸承鋼是用來制造滾珠、滾柱和軸承套圈的鋼。軸承在工作時承受著極大的壓力和摩擦力，所以要求軸承鋼有高而均勻的硬度和耐磨性，以及高的彈性極限。對軸承鋼的化學成分的均勻性、非金屬夾雜物的含量和分佈、碳化物的分佈等要求都十分嚴格，是所有鋼鐵生產中要求最嚴格的鋼種之一。1976年國際標準化組織ISO將一些通用的軸承鋼號納入國際標準，將軸承鋼分為：全淬透型軸承鋼、表麵硬化型軸承鋼、不銹軸承鋼、高溫軸承鋼等四類共17個鋼號。

有的國傢增加一個類別為特殊用途的軸承鋼或合金。我國已納入標準的軸承鋼分類方法與ISO相似，分別對應為高碳鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼、不銹耐蝕軸承鋼、高溫軸承鋼四大類。近五十年來我國還在軸承鋼鋼種及其軸承用材料方麵，如無鉻軸承鋼、中碳軸承鋼、特殊用途軸承鋼及合金、金屬陶瓷等取得瞭很大的進展。高碳鉻軸承鋼GCr15是世界上生產量最大的軸承鋼，含碳Wc為1%左右，含鉻量Wcr為1.5%左右，從1901年誕生至今100多年來，主要成分基本沒有改變，隨著科學技術的進步，研究工作任在繼續，產品質量不斷提高，占世界軸承鋼生產總量的80%以上。以至於我們所說的軸承鋼如果沒有特殊的說明，那就是指GCr15。

化學成分：

國標、冶標、日本標準中主要鋼號的化學成分見表

技術標準

軸承鋼生產主要執行GB/T18254-2002標準和適應於精鍛軸承用戶要求的萊鋼GCr15JD質量協議，其中GCr15JD協議質量要求嚴於GB/T18254-2002標準，GCr15JD要求氧含量≤10ppm、中心偏析級別≤1.0級、成分控制、定尺和尺寸偏差等均嚴於GB/T18254-2002標準。

工藝流程

50噸UHP電爐冶煉→60噸LF爐精煉→60噸VD爐真空處理→合金鋼矩形坯連鑄（260mm×300mm、180mm×220mm）→緩冷或熱送→軋材→精整→檢驗入庫。

質量性能

為瞭滿足以上對動軸承的性能的要求，對軸承鋼材料提出瞭以下一些基本的性能要求：

1）高的接觸疲勞強度，

2）熱處理後應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，

4）高的彈性極限，

5）良好的沖擊韌性和斷裂韌性，

6）良好的尺寸穩定性，

7）良好的防銹性能，

8）良好的冷、熱加工性能。

基本要求

根據以上對軸承用鋼的基本要求，對軸承用鋼的冶金質量提出以下的基本要求；^[2]

①嚴格的化學成分要求。

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，並含有少量的錳、矽元素的過共析鋼。鉻可以改善熱處理性能、提高淬透性、組織均勻性、回火穩定性，又可以提高鋼的防銹性能和磨削性能。

但當鉻含量超過1．65%時，淬火後會增加鋼中殘餘奧氏體，降低硬度和尺寸穩定性，增加碳化物的不均勻性，降低鋼的沖擊韌性和疲勞強度。為此，高碳鉻軸承鋼中的含鉻量一般控制在1，65%以下。隻有嚴格控制軸承鋼中的化學成分，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，對於使用在高速鐓鍛機上鍛造的熱軋退火棒料，應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，這是因為大部分軸承零件都要經過壓力成型。為瞭節省材料和提高勞動生產率，絕大部分軸承套圈都是經過鍛造成型，鋼球是經過冷鐓或熱軋成型，小尺寸的滾子也是經過冷鐓成型。如果鋼材的尺寸精度不高，就無法精確地計算下料尺寸和重量，而不能保證軸承零件的產品質量，也容易造成設備和模具的損壞。

③特別嚴格的純潔度要求。

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、矽酸鹽等有害夾雜物是導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，由於在加工過程中容易從金屬基體上剝落下來，嚴重影響軸承零件精加工後的表麵質量。因此，為瞭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。網狀碳化物降低鋼的沖擊韌性，並使之組織不均勻，在淬火時容易變形與開裂。帶狀碳化物影響退火和淬火回火組織以及接觸疲勞強度。低、高倍組織的優劣對滾動軸承的性能和使用壽命有很大的影響，所以，在軸承材料標準中對低、高倍組織有著嚴格的要求。

⑤特別嚴格的表麵缺陷和內部缺陷要求。

對軸承鋼而言，表麵缺陷包括裂紋、夾渣、毛刺、結疤、氧化皮等，內部缺陷包括縮孔、氣泡、白點、嚴重的疏松和偏析等。這些缺陷對於軸承的加工、軸承的性能和壽命有很大的影響，在軸承材料標準中明確規定不允許出現這些缺陷。

⑥嚴格的碳化物不均勻性要求。

在軸承鋼中，如果出現嚴重的碳化物分佈不均勻，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度有較大的影響。另外，嚴重的碳化物不均勻性還容易使軸承零件在淬火冷卻時產生裂紋，碳化物不均勻性還會導致軸承的壽命降低因此，在軸承材料標準中，對不同規格的鋼材均有明確的特別要求。

⑦嚴格的表麵脫碳層深度要求。

在軸承材料標準中對鋼材表麵脫碳層有著嚴格的規定，如果表麵脫碳層超出標準的規定范圍，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生淬火裂紋，造成零件的報廢。

⑧其他要求。

在軸承鋼材料標準中還對軸承鋼的冶煉方法、氧含量、退火硬度、斷口、殘餘元素、火花檢驗、交貨狀態、標識等有嚴格的要求。

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。交貨狀態應在合同中註明。鋼材的低倍組織必須無縮孔、皮下氣泡、白點及顯微孔隙。中心疏松、一般疏松不得超過1.5級，偏析不得超過2級。鋼材的退火組織應為均勻分佈的細粒狀珠光體。脫碳層深度、非金屬夾雜物和碳化物不均勻度應符合相應有關國傢標準規定。