軸承鋼牌號(hào)、化學(xué)成分及標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比

1、調(diào)研報(bào)告內(nèi)容：1、概述（研究目的與意義）2、該產(chǎn)品研究國(guó)內(nèi)外研究與發(fā)展現(xiàn)狀( 發(fā)展過程、現(xiàn)狀及發(fā)展前景)3、技術(shù)、市場(chǎng)分析（重點(diǎn)介紹）3.1國(guó)內(nèi)生產(chǎn)現(xiàn)狀（包括主要生產(chǎn)廠家、 各廠家生產(chǎn)該產(chǎn)品采用的生產(chǎn)工藝流程、生產(chǎn)設(shè)備、關(guān)鍵技術(shù)、生產(chǎn)規(guī)格、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)條件、產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量狀況、現(xiàn)有及潛在用戶、市場(chǎng)占有情況等）（重點(diǎn)介紹）3.2 市場(chǎng)分析（包括現(xiàn)有和潛在市場(chǎng)容量、產(chǎn)品規(guī)格、售價(jià)、利潤(rùn)情況、主要品種、主要目標(biāo)用戶及加工工藝、技術(shù)質(zhì)量要求等）（重點(diǎn)介紹）4、可行性分析萊鋼開發(fā)生產(chǎn)該產(chǎn)品的必要性和可行性分析（主要分析萊鋼現(xiàn)有裝備和工藝條件是否滿足、產(chǎn)品利潤(rùn)預(yù)測(cè)等）5、其它：特殊要求品種需要介紹一下鋼

2、種定義、性能特點(diǎn)、主要用途、用戶個(gè)性化要求等）專業(yè)文檔供參考，如有幫助請(qǐng)下載。1、概述（研究目的與意義）作為合金鋼的一種 , 軸承鋼包括高碳鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼、高溫軸承鋼、不銹軸承鋼及特殊工況條件下應(yīng)用的特殊軸承鋼。目前, 我國(guó)軸承鋼總產(chǎn)量已達(dá)220 萬(wàn) t 左右 , 其中高碳鉻軸承鋼約占軸承鋼總產(chǎn)量的 90%以上。軸承鋼是所有合金鋼中質(zhì)量要求最嚴(yán)格、 檢驗(yàn)項(xiàng)目最多、生產(chǎn)難度最大的鋼種之一， 主要用于制造滾動(dòng)軸承。 世界公認(rèn)軸承鋼的生產(chǎn)水平是一個(gè)國(guó)家冶金水平的標(biāo)志。 對(duì)于一個(gè)企業(yè)來說，軸承鋼的生產(chǎn)水平也是一個(gè)企業(yè)冶金水平的標(biāo)志， 縱觀國(guó)際及國(guó)內(nèi)的知名特鋼生產(chǎn)企業(yè)， 無一不將軸承鋼特別是高標(biāo)準(zhǔn)

3、軸承鋼作為其產(chǎn)品調(diào)整、 發(fā)展戰(zhàn)略的一個(gè)重要目標(biāo)。我國(guó)的一些知名特鋼生產(chǎn)企業(yè)如 : 興澄特鋼、東北特鋼、上海寶鋼特鋼生產(chǎn)的軸承鋼具有品質(zhì)高 （通過國(guó)際知名軸承公司 SKF、FAG、Timken認(rèn)證），產(chǎn)量大（年產(chǎn)量基本維持在 30-50 萬(wàn)噸的水平）等特點(diǎn)。萊鋼特鋼作為一個(gè)老牌特鋼生產(chǎn)企業(yè)，目前軸承鋼生產(chǎn)只能按國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，檔次低、品種單一、產(chǎn)量低（年產(chǎn)量在1 萬(wàn)噸左右），與國(guó)際、國(guó)內(nèi)的知名特鋼生產(chǎn)企業(yè)相比差距明顯。根據(jù)現(xiàn)有裝備和生產(chǎn)水平，開發(fā)高品質(zhì)軸承鋼， 并適當(dāng)擴(kuò)大產(chǎn)量不僅對(duì)于進(jìn)一步調(diào)整、 優(yōu)化企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)， 提高萊鋼特鋼產(chǎn)品的附加值及經(jīng)濟(jì)效益， 增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力具有重要意義， 而且有利于提

4、升企業(yè)的知名度。2、軸承鋼研究國(guó)內(nèi)外研究與發(fā)展現(xiàn)狀( 發(fā)展過程、現(xiàn)狀及發(fā)展前景)2.1 國(guó)內(nèi)外軸承鋼鋼種系列發(fā)展?fàn)顩r軸承用鋼的質(zhì)量是所有合金鋼中要求最嚴(yán)格、 檢驗(yàn)項(xiàng)目最多的鋼種。 世界公認(rèn)軸承鋼的水平是一個(gè)國(guó)家冶金水平的標(biāo)志。 隨著科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展， 軸承鋼使用條件日益惡劣，對(duì)軸承提出了非?？量痰囊?。由于軸承的工作環(huán)境、使用條件不同 , 除了大量生產(chǎn)高碳鉻軸承鋼外 , 還發(fā)展了滲碳軸承鋼、 中碳軸承鋼、 不銹軸承鋼、高溫軸承鋼等系列鋼種。高碳鉻軸承鋼是軸承鋼的代表鋼種 , 各國(guó)對(duì)之都有專用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。例如 , ISO/FDIS683-17 中納標(biāo)的 高碳 鉻軸 承鋼鋼種 有 : 100Cr6

5、 、 100CrMnSi4-1 、 100CrMnSi6-4 、 100CrMnSi6-6 、 100CrMo7 、 100CrMo7-3 、 100CrMo7-4 、100CrMnMoSi8-4-6。美國(guó)的 ASTM A295的高碳鉻軸承鋼包括:52100 、 5195、UNSK19526、1070M、5160。此外 , 美國(guó)對(duì)高淬透性的高碳鉻軸承鋼, 有專用標(biāo)準(zhǔn)ASTM A485,其包括的鋼種有 : Grade1Grade4 、100CrMnSi4-4、 100CrMnSi6-4、100CrMnSi6-6、100CrMo7、100CrMo7-3、100CrMo7-4、 100CrMnMoS

6、i8-4-6。中國(guó)的高碳鉻軸承鋼 (GB/T18254-2002) 包括的鋼種有 : GCr15、GCr15SiMn、GCr4、GCr15SiMo、GCr18Mo。滲碳軸承鋼的表面經(jīng)滲碳處理后具有高硬度和高耐磨性, 而心部仍有良好的專業(yè)文檔供參考，如有幫助請(qǐng)下載。韌性 , 能承擔(dān)較大的沖擊。 這類鋼的最高使用溫度也一般在 200以下。 這類鋼在美國(guó)的產(chǎn)量約占軸承鋼總產(chǎn)量的 30%,在中國(guó)僅占 3%左右。ISO/FDIS683-17 中納標(biāo)的滲碳軸承鋼鋼種有 20Cr3、 20Cr4、20MnCr4-2、17MnCr5、19MnCr5、15CrMo4、20CrMo4、20MnCrMo4-2、20

7、NiCrMo2、20NiCrMo7、18CrNiMo7-6、16NiCrMo16-5。美國(guó)的 ASTM A534的滲碳鋼標(biāo)準(zhǔn)中 , 除了覆蓋 ISO/FDIS683-17 的所有鋼種外 , 還包括 :4118H、4320H、4620H、4720H、4817H、4820H、5120H、8617H、8620H和 9310H。中 國(guó)的 滲碳軸承 鋼標(biāo) 準(zhǔn) GB/T3203-82 中的 鋼種 有 : G20CrMo、 G20CrNiMo、G20CrNi2Mo、G20Cr2Ni4、G10CrNi3Mo、G20Cr2Mn2Mo。G20CrMo鋼經(jīng)滲碳、淬回火后 , 表層具有較高硬度和耐磨性 , 達(dá)到軸承材

8、料基本要求。心部硬度較抵 , 有較好的韌性 , 適用于制作受沖擊負(fù)荷的零部件。另外還具有較高的熱強(qiáng)性。它與美國(guó)的 4118H相近似。 G20CrNiMo鋼經(jīng)滲碳或碳氮共滲后具有明顯優(yōu)于 GCr15鋼的接觸疲勞壽命 , 表面耐磨性與 GCr15鋼相近。心部有足夠的韌性。 該鋼具有良好的淬透性。它是制作耐沖擊負(fù)荷軸承的良好鋼種 , 它與美國(guó)的 8620H相近。G20CrNi2Mo鋼具有中等表面硬化性 , 它比 G20CrNiMo鋼具有更好的淬透性和高的綜合力學(xué)性能。適用于制作鐵路火車的滾動(dòng)軸承套圈, 還可制作汽車的齒輪。它與美國(guó)的4320H相近。G20Cr2Ni4鋼滲碳后表面具有相當(dāng)高的硬度、 耐

9、磨性和接觸疲勞強(qiáng)度 , 同時(shí)心部韌性良好 , 能耐強(qiáng)烈的沖擊負(fù)荷。 但對(duì)白點(diǎn)形成敏感 , 有回火脆性。 適合制作耐沖擊負(fù)荷的大型軸承。 G10CrNi3Mo是一種合金含量相對(duì)高的、 高淬透性的表面滲碳鋼。因其含碳量較低 , 心部硬度不高于 3238HRC。它與美國(guó)的 9310H相近。G20Cr2Mn2Mo鋼的強(qiáng)度、塑性、韌性及工藝性能與 G20Cr2Ni4鋼相似 , 其滲碳速度快 , 易達(dá)飽和 , 滲碳表面易形成粗大碳化物。 用于制造高沖擊負(fù)荷下工作的特大型和大中型軸承零件。中碳軸承鋼的開發(fā)主要為適應(yīng)輪轂和齒輪等部位具有多種功能的軸承部件或特大型軸承。 適用于制作掘進(jìn)、起重、 大型機(jī)床等重型設(shè)

10、備上用的特大尺寸軸承，一般轉(zhuǎn)速不高，但承受較大的軸向、徑向載荷及彎曲應(yīng)力等。其熱加工、冷加工性能較好 , 與滲碳、碳氮共滲相比較 , 工藝也較簡(jiǎn)單 , 且同樣達(dá)到表面硬化效果 , 因此 , 近年來發(fā)展較快。 ISO/FDIS683-17 中納標(biāo)的中碳軸承鋼鋼種有 : C56E2 ( 相當(dāng)于 S55C或 SAE1055)、 56Mn4、 70Mn4 ( 相當(dāng)于 SAE1070)、 43CrMo4 ( 相當(dāng)于SCM440或SAE4142)。美國(guó)中碳軸承鋼標(biāo)準(zhǔn) ASTMA866 (2001) 中 , 除了 C56E2和56Mn4之外 , 還有 : 1030、1040、1050、1541、1552、

11、4130、 4140、4150、5140、5150、6150和43CrMo4。這些中碳軸承鋼淬回火處理后具有高的屈強(qiáng)比, 較高彈性極限和耐磨性能 , 良好的抗疲勞和抗多次沖擊性能。中國(guó)沒有專用的中碳軸承鋼。常借用于中碳軸承的中碳合金鋼鋼種有: 55 、50MnA、70Mn、37CrA、 65Mn、 50CrVA或 50CrNi、 55SiMoVA、50SiMo、 50CrNiMo或SAE8660。專業(yè)文檔供參考，如有幫助請(qǐng)下載。不銹軸承鋼主要為適應(yīng)化工、 石油、造船、食品工業(yè)等的需要而發(fā)展起來的,用于制造在腐蝕環(huán)境下工作的軸承及某些部件, 也可用于制造低摩擦、低扭矩儀器、儀表的微型精密軸承。不

12、銹軸承鋼主要有: 中、高碳馬氏體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、沉淀硬化型不銹鋼等。為滿足軸承的硬度要求, 多采用馬氏體不銹鋼。ISO/FDIS683-17 中納標(biāo)的不銹軸承鋼鋼種有: X47Cr14、X65Cr14、X108CrMo17( 相當(dāng)于 ASTM440C)、X90CrMoV18-1。美國(guó)標(biāo)準(zhǔn) ASTM A756中的不銹軸承鋼有 :440C和440CMOD。中國(guó)不銹軸承鋼標(biāo)準(zhǔn) GB3086中的鋼種為 9Cr18 ( 相當(dāng) ASTM440C)和9Cr18Mo。隨著航空、航天工業(yè)的發(fā)展, 噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、燃汽輪機(jī)和宇航飛行器的制造的要求越來越高 , 軸承的工作溫度越來越高, 甚至高于300。這樣 ,

13、高溫軸承鋼應(yīng)運(yùn)而生。高溫軸承鋼應(yīng)具有高的高溫硬度( 大于 50HRC)、尺寸穩(wěn)定性、耐高溫氧化性、低的熱膨脹性和高的抗蠕變強(qiáng)度。其中前兩項(xiàng)為選擇高溫軸承鋼材料的主要指標(biāo)。高溫軸承鋼可分為: 高溫不銹軸承鋼、高溫高速工具鋼、高溫滲碳軸承鋼 。 ISO/FDIS683-17中 納 標(biāo) 的 高 溫 軸 承 鋼 鋼 種 有 :80MoCrV42-16 、X82WmoCrV6-5-、4X75WCrV18-4-1。美國(guó)的高速工具鋼標(biāo)準(zhǔn)ASTM A600(1999)中的 T1、 M2、M50 等鋼種可作為高溫軸承鋼使用。中國(guó)高溫軸承鋼的標(biāo)準(zhǔn)GB3086中的鋼種為 : 8Cr4Mo4V 和 10Cr14Mo4

14、。 8Cr4Mo4V是一種含 Mo的高溫不銹鋼 , 在ASTMA600標(biāo)準(zhǔn)中相當(dāng)于 M50,也是各國(guó)廣泛使用的一種高溫軸承鋼 , 具有較好的高溫硬度和高溫尺寸穩(wěn)定性 , 并且有高的高溫接觸疲勞性能?？梢灾圃旃ぷ鳒囟仍?315以下使用的軸承。主要用于飛機(jī)、艦艇發(fā)動(dòng)機(jī)軸承、冶金、化工和原子能工業(yè)中高溫設(shè)備軸承。 10Cr14Mo4鋼是 9Cr18Mo的改進(jìn)鋼種，其增加了 Mo量,減少了 Cr 量, 使其高溫硬度和耐磨性提高 , 使用溫度可達(dá) 480。中國(guó)高溫軸承鋼系中的高速工具鋼的鋼種有 Cr4Mo4V和 W18Cr4V。前者相當(dāng)于美國(guó)的 M50,因綜合性能好和合金元素含量低而廣泛使用 , 它在耐

15、磨性、高溫硬度和抗氧化性等方面與 10Cr14Mo4相當(dāng) , 作為中級(jí)高溫軸承材料可以制造工作溫度在 315以下使用的軸承。后者相當(dāng)于 ASTMA600中的 T1, 適用于更高溫度和更好的高溫硬度下工作的軸承。中國(guó)高溫軸承鋼系中還沒有合適的滲碳高溫鋼。2.2 軸承鋼鋼種的發(fā)展動(dòng)向?qū)τ诟咛笺t軸承鋼來講 , 主要是提高鋼材的純潔度和鋼中碳化物的充分均勻化。氧化物夾雜是軸承鋼中最具危害性的 , 對(duì)疲勞破壞有顯著的影響。氧含量越高 , 不僅造成氧化物夾雜數(shù)量增多 , 而且氧化物夾雜尺寸增大 , 偏析嚴(yán)重 , 夾雜級(jí)別增高 , 對(duì)疲勞壽命的危害也就加劇。 在 21世紀(jì)的今天 , 冶金材料工作者正在為鋼中

16、氧含量接近 2-3 g/g 這樣的極限值的新目標(biāo)而努力。當(dāng)前 , 人們關(guān)注的另一個(gè)體現(xiàn)軸承鋼清潔度的熱點(diǎn)是鋼中鈦含量的水平。 SKF公司的試驗(yàn)表明 : 鈦含量從 40專業(yè)文檔供參考，如有幫助請(qǐng)下載。高碳鉻軸承鋼GB/T18254-2002 g/g 降到 10 g/g , 能使壽命提高約 2倍。日本某公司的試驗(yàn)表明 : 如果能控制在 12g/g 以下 , 微型軸承可達(dá)到靜音的運(yùn)轉(zhuǎn)效果。因此 , 要努力降低鋼中的鈦。目前 , 希望軸承鋼鋼中鈦含量在 6 g/g 以下。另外，除了控制高純潔度鋼水中的非金屬夾雜物的數(shù)量之外 , 還需控制其形態(tài)與分布。 在鋼中碳化物的控制方面 , 通過控軋或軋后快冷基本

17、消除了高碳鉻軸承鋼網(wǎng)狀碳化物 , 獲得了合適的預(yù)備組織。這在縮短球化退火時(shí)間、細(xì)化碳化物、提高疲勞壽命等方面都取得了適用性效果。前蘇聯(lián)和日本的研究動(dòng)向之一是低溫控軋 (800-850 以下 ), 軋后不經(jīng)水冷 ,采用空冷后短時(shí)間退火 , 或完全取消球化退火工藝 , 就可得到合格的組織。 動(dòng)向之二是 650加工。高碳鉻軸承鋼熱加工前若具有細(xì)晶粒組織或在加工過程能形成細(xì)晶粒 , 則在一定變形速率下 , 呈現(xiàn)出超塑性。在提高球化退火質(zhì)量并獲得細(xì)小、均勻、球形的碳化物以及縮短退火時(shí)間或取消球化退火工序的研究方面有了進(jìn)展。軸承鋼盤條采用兩次組織退火 , 將拉拔后的 720-730再結(jié)晶退火改為 760的

18、組織退火。這樣可得到硬度低、球化好、無網(wǎng)狀碳化物的組織。這在縮短球化退火時(shí)間、 細(xì)化碳化物、 提高疲勞壽命等方面都取得了適用性效果。滲碳軸承鋼和中碳軸承鋼 , 除了提高鋼材的純潔度外 , 為滿足用戶特殊環(huán)境下的長(zhǎng)壽命化的需求 , 要開發(fā)特殊工況條件下的新鋼種。不銹軸承鋼 , 主要是致力于耐蝕性和耐熱性的多用途化條件下的馬氏體不銹鋼的開發(fā)。對(duì)于高溫軸承鋼來講 , 重點(diǎn)是航空、宇航等高溫用軸承鋼的開發(fā)。另一方面 , 現(xiàn)有的高溫軸承鋼系中的高碳高溫不銹鋼、高速鋼都因合金元素含量高而價(jià)格昂貴 , 特別是高速鋼類高溫軸承鋼的車削、磨削加工以及熱處理都給軸承制造帶來一定困難。為此 , 美國(guó)研制出一種性能良

19、好的滲碳高溫軸承鋼。這種鋼的退火硬度 HB不大于 192, 可直接在最佳淬火溫度 1149下滲碳 , 而獲得最快的滲碳效果 , 也可在較低溫度下 , 如927滲碳 , 表面滲碳量可達(dá) 0.80%-1.40%。該鋼種適用于制造 427-482下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的軸承零件 , 還可用于制造 538下間歇工作的軸承零件。目前 , 國(guó)外發(fā)展的幾個(gè)滲碳高溫軸承鋼鋼種有 : CBS600、CBS1000、M315等。我國(guó)已開發(fā)軸承鋼鋼種牌號(hào)、 成分及與國(guó)外軸承鋼牌號(hào)對(duì)比分布見表 2及表 3。表2 我國(guó)已開發(fā)主要軸承鋼鋼種牌號(hào)、成分統(tǒng)計(jì)牌號(hào)化學(xué)成分 /%CSiMnCrMoPSNiCuNi CuO模鑄連鑄GCr40.

20、950.150.150.350.00.0250.020.20.20.0010.0011.050.30.30.58552GCr150.950.150.250.350.10.0250.0250.30.20.50.0010.0011.050.350.450.5552GCr15SiMn0.950.450.951.40.10.0250.0250.30.20.50.0010.001專業(yè)文檔供參考，如有幫助請(qǐng)下載。1.050.751.251.65552GCr15SiMo0.950.450.951.40.10.0250.0250.30.20.50.0010.0011.050.751.251.65552GCr1

21、8Mo0.950.450.951.40.10.0250.0250.30.20.50.0010.0011.050.751.251.65552另 : 根據(jù)需方要求，并在合同中注明，供方應(yīng)分析Sn、As、Sb、Pb、Al 等殘余元素，具體指標(biāo)雙方協(xié)商。軸承管用鋼Cu 0.20%，盤條用鋼 S 0.020%，鋼坯及鋼材的化學(xué)成分允許偏差C0.03 、Si 0.02 、 Mn 0.03 、Cr0.05 、 P0.005 、S0.005 、Ni 0.03、Cu0.02 、 Mo 0.10%時(shí)， 0.01 ； Mo0.10%時(shí)， 0.02 。需方可按爐批對(duì)鋼坯及鋼材進(jìn)行成品分析。滲碳G20CrMo0.170

22、.20.650.350.00.030.030.2軸承85鋼0.230.350.950.650.1GB/T35203-1G20CrNiMo0.170.150.60.350.10.030.030.40.2982550.230.40.90.650.30.7G20CrNi2M0.170.150.40.350.20.030.031.60.2o0.230.40.70.650.325G20Cr2Ni40.170.150.31.250.030.033.20.2不銹軸承鋼GB/T3806-1982中碳軸承550.230.40.61.753.75G10CrNi3M0.080.150.410.00.030.0330

23、.2o850.130.40.71.40.13.55G20Cr2Mn20.170.151.31.70.20.030.030.2Mo0.231.620.30.350另 : 滲碳軸承鋼按高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼生產(chǎn)時(shí)，其硫、磷含量應(yīng)0.020%，鋼材的化學(xué)成分允許偏差C 0.02 、Si 0.03 、 Mn 0.04 、Cr0.05 、 P0.005 、S0.005 、 Ni 0.05 、Cu0.05 、 Mo 0.02 。牌號(hào)化學(xué)成分 /%CSiMnCrMoPSNiCuNi CuO模鑄連鑄9Cr180.9170.0350.030.30.20.510.800.801959Cr18Mo0.95160.0350.03

24、0.30.20.51.10.800.800.45180.7另：鋼坯及鋼材的化學(xué)成分允許偏差Cr0.15 、Mo0.03 。37CrA0.340.170.500.800.410.370.801.10專業(yè)文檔供參考，如有幫助請(qǐng)下載。鋼65Mn0.620.170.900.30.250.700.371.000.2550CrVA0.470.170.500.80V0.540.370.801.100.10-0.2050CrNi0.470.170.500.451.00.540.370.800.751.455SiMoVA50CrNiMo高碳GCr61.050.150.20.40.10.0250.0250.30.

25、20.5鉻軸1.150.350.40.75承鋼GCr910.150.250.90.10.0250.0250.30.20.5YJZ841.10.350.451.25GCr9SiMn10.450.950.90.10.0250.0250.30.20.51.10.751.251.25GCr150.950.150.250.350.10.0250.0250.30.20.51.050.350.450.55GCr15SiMn0.950.450.951.40.10.0250.0250.30.20.51.050.751.251.655另：鋼坯及鋼材的化學(xué)成分允許偏差C 0.03 、Si 0.02 、 Mn 0.0

26、3 、Cr0.05 、 P 0.005 、S0.005 、 Ni 0.03 、Cu 0.02 、Mo0.10%時(shí)， 0.01 ；Mo0.10%時(shí)， 0.02 。需方可按爐批對(duì)鋼坯及鋼材進(jìn)行成品分析。高溫8Cr4Mo4V0.753.754.00.0150.0080.20.2V軸承0.850.350.354.254.50.90 1.10鋼G13CrMo4-0.110.100.154.004.00.0150.01VNiV0.150.250.354.254.51.13 1.33表 3 國(guó)內(nèi)外軸承鋼牌號(hào)對(duì)比表專業(yè)文檔供參考，如有幫助請(qǐng)下載。高碳鉻軸承鋼中國(guó)美國(guó)德國(guó)日本法國(guó)國(guó)際瑞典標(biāo)準(zhǔn)號(hào)牌號(hào)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)牌號(hào)標(biāo)準(zhǔn)

27、號(hào)牌號(hào)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)牌號(hào)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)牌號(hào)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)牌號(hào)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)牌號(hào)GCr9ASTM A295S1100SUJ1SKF13GB/T18254GCr9SiMnASTM A485Cr1DIN17230JIS G4805SUJ3NF A35-565ISO683-172SKF D33SKF1GCr15ASTM A295S2100100Cr6SUJ2100Cr61SKF3GCr15SiMnASTM A295S2100100CrMn6SUJ2100CM63SKF2不銹軸承鋼GB/T182549Cr18ASTM A756JIS G4805SUS440CNF A35-565ISO683-17SKF D339Cr18MoSUS440

28、CZ100CD1721SKF577高溫軸承鋼YB/T 6888Cr4Mo4VASTM A600M50ISO683-173010Cr14Mo4Cr14Mo4中碳軸承鋼G20CrMo4118HG20CrNiMo8620HSNCM22020NCD212SKF152GB/T3203G20CrNi2MoASTM A5344320HJIS G4103SNCM420NF A35-56520NCD7ISO683-1714SKF D33G20Cr2Ni4G10CrNi3Mo9310HG20Cr2Mn2Mo中碳軸承鋼C56E2C56E2ASTM A86656Mn4ISO683-1756Mn456Mn456Mn4專

29、業(yè)文檔供參考，如有幫助請(qǐng)下載。3. 技術(shù)、市場(chǎng)分析（重點(diǎn)介紹）3.1 軸承的工作環(huán)境及對(duì)軸承、軸承鋼的性能要求3.1.1軸承的工作環(huán)境及對(duì)軸承的性能要求軸承是由內(nèi)、外套圈、滾動(dòng)體（滾珠、滾柱或滾針）和保持器四部分組成，除保持器外，其余都是由軸承鋼組成。當(dāng)軸承工作時(shí)，軸承內(nèi)、外套圈，軸承滾動(dòng)體間承受高頻、變應(yīng)力的作用。軸承的工作條件十分復(fù)雜。 載荷集中作用在滾動(dòng)體的很小面積上。理論上講對(duì)于滾珠，作用在一點(diǎn)上； 而對(duì)于滾柱則作用在一條線上，并且滾動(dòng)體與套圈間接觸面積也很?。ǔ庶c(diǎn) / 線接觸），因此軸承零件在工作時(shí)，其滾動(dòng)體和套圈表面的單位面積上要承受很大的壓力，一般高達(dá)15002 5000N/mm

30、；軸承旋轉(zhuǎn)時(shí)，還要承受離心力的作用，作用力隨轉(zhuǎn)速的增加而增大；滾動(dòng)體和套圈間不僅存在滾動(dòng)， 而且還有滑動(dòng)， 所以在滾動(dòng)體與套圈之間還存在著摩擦。 在以上幾種力的綜合作用下， 在套圈或滾動(dòng)體的表面上抗疲勞強(qiáng)度低的部位首先產(chǎn)生疲勞裂紋，最后形成疲勞剝落，使軸承破損失效。 軸承正常的破損形式是接觸疲勞損壞，常見的還有塑性變形、壓痕、磨損、裂紋等。軸承的壽命和可靠性雖然與軸承的設(shè)計(jì)、加工制造、潤(rùn)滑條件、安裝、維護(hù)保養(yǎng)等因素有關(guān)，但軸承材料的高質(zhì)量和可靠性是關(guān)鍵。滾動(dòng)軸承零件要在拉伸、壓縮、彎曲、剪切、交變等復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)和高應(yīng)力值之下，高速而長(zhǎng)時(shí)間地工作。因此，對(duì)滾動(dòng)軸承要求具有：1）高的抗塑性變形能力

31、，2）高的抗摩擦、磨損性能，3）高的旋轉(zhuǎn)精度及尺寸精度，4）好的尺寸穩(wěn)定性，5）長(zhǎng)的使用壽命和高的可靠性。對(duì)于在特殊條件下工作的軸承，還有特殊要求，如耐高溫性能、耐低溫性能、防腐蝕性能和抗磁性能等等。3.1.2軸承鋼材料及冶金質(zhì)量性能要求為了滿足以上對(duì)動(dòng)軸承的性能的要求，對(duì)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，專業(yè)文檔供參考，如有幫助請(qǐng)下載。7）良好的防銹性能，8）良好的冷、熱加工性能。根據(jù)以上對(duì)軸承用鋼的基本要求

32、， 對(duì)軸承用鋼的冶金質(zhì)量提出以下的基本要求；嚴(yán)格的化學(xué)成分要求；較高的尺寸精度要求， 對(duì)于使用在高速鐓鍛機(jī)上鍛造的熱軋退火棒料， 應(yīng)該對(duì)其尺寸精度有更高的要求；特別嚴(yán)格的純潔度要求；嚴(yán)格的低倍組織和顯微（高倍）組織要求；特別嚴(yán)格的表面缺陷和內(nèi)部缺陷要求：表面缺陷包括表面裂紋、 表面夾渣、毛刺、折迭、結(jié)疤、氧化皮等；內(nèi)部缺陷包括縮孔、氣泡、白點(diǎn)、過燒、嚴(yán)重的疏松和偏析、顯微孔隙等；嚴(yán)格的碳化物不均勻性要求；嚴(yán)格的表面脫碳層深度要求；其他要求： 例如軸承鋼的冶煉方法、 氧含量、退火硬度、斷口、殘余元素、火花檢驗(yàn)、交貨狀態(tài)等。3.2 影響軸承鋼質(zhì)量因素分析鋼的冶煉水平是軸承鋼內(nèi)在質(zhì)量好壞的先決條件。

33、鋼中的氧含量、成分偏析，夾雜物數(shù)量及分布，大顆粒碳化物的狀況是影響軸承鋼內(nèi)在質(zhì)量的重要冶金因素。3.2.1氧瑞典 SKF 公司和日本山陽(yáng)特殊鋼公司對(duì)軸承鋼氧含量與疲勞壽命的關(guān)系， 做過大量的試驗(yàn)研究工作，得出了明確的結(jié)論，見圖 12。Lund.T. 等認(rèn)為疲勞壽命與氧 1.6含量的關(guān)系為 L10( 相對(duì)壽命 )=372O，即二次精煉鋼（氧含量為 10 10 6）的疲勞壽命是大氣下熔煉鋼（氧含量為40106 ）的 10 倍。上杉年一認(rèn)為：精煉鋼氧含量降到5 10 6，其疲勞壽命是非精煉鋼的 30 倍，與真空自耗和電渣重熔鋼相當(dāng)。大冶特殊鋼股份有限公司近年來對(duì)此也做過一系列試驗(yàn) 15 ，結(jié)果表明，

34、當(dāng)精煉鋼中氧含量降到2010 6 時(shí)，疲勞壽命圖 2氧含量與壽命的關(guān)系專業(yè)文檔供參考，如有幫助請(qǐng)下載。是電弧爐大氣下熔煉鋼（氧含量為3010 6）的 1.5 倍， 1510 6 是 2.0 倍， 8 10 6 是 3.0 倍，接近電渣重熔鋼的水平（見圖 2）軸承鋼中的氧含量與疲勞壽命之間的關(guān)系，國(guó)內(nèi)外的試驗(yàn)結(jié)果大體一致。 但是應(yīng)當(dāng)指出的是， 氧含量與疲勞壽命的關(guān)系是辯證的關(guān)系，不是絕對(duì)的， 因?yàn)殇撝醒鹾康母叩停?實(shí)際上只能代表鋼中氧化物夾雜數(shù)量的多少， 它不能代表硫化物和氮化物量的高低， 更不用說夾雜物的尺寸及分布了。通常， 一個(gè)軸承件的破壞， 往往是由許多夾雜物中的一個(gè)大型夾雜物引起。這些

35、夾雜物有硫化物（ A 類）、氧化物（ B、C、D類）和氮化物。從這個(gè)意義上說，夾雜物的尺寸與分布對(duì)疲勞壽命影響最大。因此，不同的冶煉方法，氧含量即使相同， 其疲勞壽命也完全不一樣。 圖 2 表示各種不同煉鋼方法生產(chǎn)的軸承鋼彎曲疲勞極限與氧含量的關(guān)系，可以看出氧含量大約為20106 的鋼材（ LD RH）疲勞極限相當(dāng)好，而采用硅鈣處理的鋼材(EF RH)盡管氧含量很低， 510 106，由于其形成了危害嚴(yán)重的CaO類夾雜，疲勞極限并不高，冶鋼公司的試驗(yàn)也證明了這一點(diǎn)，雖然電渣重熔鋼的氧含量(18.6 10 6) 和夾雜物含量較高，但它的夾雜尺寸細(xì)小，分布均勻，它的疲勞壽命比低氧含量(8.2 10

36、 6) 爐外精煉鋼高。據(jù)此，只能將氧含量看作是特定工藝范圍內(nèi)疲勞極限的一個(gè)相關(guān)參數(shù)。 只有在同一冶煉方法和大量試驗(yàn)條件下， 才有可能確定氧含量和疲勞性能之間的關(guān)系。3.2.2硫峰公雄認(rèn)為： (0.21 O% 0.003) S% ( 0.21 O % 0.007) ，硫?qū)π阅軟]有影響。關(guān)于硫?qū)ζ趬勖挠绊懀?目前還存在著意見分歧，歸納起來有以下三種圖 2 不同煉鋼工藝的 GCr15 鋼中總氧含量與彎曲疲勞極限的關(guān)系觀點(diǎn)：一種認(rèn)為適當(dāng)提高鋼中硫化物含量有利于壽命的提高；另一種觀點(diǎn)認(rèn)為硫化物含量增加會(huì)降低壽命；還有一種觀點(diǎn)則認(rèn)為硫化物含量與疲勞壽命關(guān)系不大。認(rèn)為硫化物有益的觀點(diǎn)，常用“共生理論”來

37、解釋。這種理論認(rèn)為鋼液在凝固過程中，低熔點(diǎn)的硫化物粘附在氧化物表面上，形成硫化物包圍氧化物的共生夾雜，它能夠松弛拉應(yīng)力，并能夠進(jìn)行協(xié)調(diào)變形， 從而減少氧化物的有害作用， 但是這種理論是建立在鋼中氧化物夾雜較多的前提下。 但必須看到，這些觀點(diǎn)只在有限的條件下才值得重視。 一方面，是因?yàn)榱蚧锇惭趸锊⒎莾H靠控制氧硫比就專業(yè)文檔供參考，如有幫助請(qǐng)下載。一定能實(shí)現(xiàn)。 凝固速率也會(huì)影響硫化物在氧化物上析出的過程。 在熱加工和熱處理溫度下，已形成的硫化物“膜”有可能部分再次溶于鋼的基體。由于硫化物和氧化物變形抗力的差異，熱加工時(shí)“膜”還可能被擠掉，這些因素對(duì)高硫軸承鋼壽命測(cè)定值分散度大看來是有影響的。

38、 另一方面，所謂用硫化物包覆氧化物可提高滾珠軸承的壽命只是相對(duì)的。 即硫化物的危害性相對(duì)于氧化物的較小一些。 然而不可否認(rèn)它也是雜質(zhì)， 同樣也會(huì)破壞鋼基體組織的連續(xù)性與均勻性。 隨著酸性平爐的逐漸淘汰及爐外精煉技術(shù)的廣泛應(yīng)用， 現(xiàn)在滾珠軸承鋼的含氧量水平已可降到 5106 ，氧化物夾雜大大減少。 Cogne 等指出 18 ：在這種條件下硫化物的破壞作用自然也就會(huì)顯現(xiàn)出來 ( 見圖 3) 。 Tardy 等發(fā)現(xiàn)實(shí)際但值得注意：硫與氧相似，它也只能代表鋼中硫化物夾雜的數(shù)量， 不能代表其尺寸和分布。 這是由于鋼中硫化物含量較低， 絕不意味著大顆粒夾雜物完全消失， 因?yàn)殇撛谀踢^程中，夾雜物存在著聚集

39、、長(zhǎng)大的條件。特別是硫化物夾雜，由于它容易產(chǎn)生偏析，其尺寸的大小與鋼錠的重量、 鋼液的澆鑄溫度更為密切。 例如日本山陽(yáng)特殊鋼公司已將鋼中的硫含量降到了很低的程度 (0.002 ) ，但它的硫化物級(jí)別并不很低，平均為 1.34 級(jí)。現(xiàn)在有些特殊用鋼，為了有利于切削加工，要求鋼中含有一定數(shù)量的硫 (0.020.06 ) ，同時(shí)要求其硫化物細(xì)小分散，級(jí)別要低。因?yàn)橐纳其撝辛蚧锏某叽绾头植?，使其變得?xì)小分散， 必須注意凝固條件， 應(yīng)盡量將澆鑄溫度降低，以減少硫化物偏析。上有兩個(gè)影響因素： %O和%O/%S 。%O/%S恒定， %O低者其接觸疲勞壽命高。圖 3 夾雜物類型對(duì)軸承鋼的有害程度3.2.3

40、鈣鈣在軸承鋼中主要是以鋁酸鈣、硅鋁酸鈣、硫化鈣等形式存在。這種夾雜物與其它夾雜物不同，熱加工時(shí)既不變形，也不會(huì)破碎。 在球狀?yuàn)A雜兩側(cè)經(jīng)?？梢钥吹健翱籽ā?，此處較易造成應(yīng)力裂紋。在氧含量很低的軸承鋼中，鈣可部分替代硫化錳中的錳。富鈣硫化物的韌性很差，同氧化物相似，起產(chǎn)生裂紋的作用。含 CaO的點(diǎn)狀?yuàn)A雜物經(jīng)常是軸承鋼產(chǎn)生裂紋的源泉， 佩特爾森 (Peterson) 根椐點(diǎn)狀?yuàn)A雜就是裂紋的假設(shè)。提出了下列疲勞極限與夾雜尺寸的關(guān)系式：專業(yè)文檔供參考，如有幫助請(qǐng)下載。0 . 5 R mS N11 ( 1)R22(1) 式中： SN：疲勞極限， MN/m R m：材料的抗拉強(qiáng)度， MN/m； a ： 點(diǎn)狀

41、夾雜的周長(zhǎng)， um； R ：點(diǎn)狀?yuàn)A雜的半徑， um。利用上式所作的預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)結(jié)果基本吻合，由此證明點(diǎn)狀?yuàn)A雜的確是軸承疲勞壽命降低的直接原因， 夾雜尺寸愈大，疲勞壽命愈短。對(duì)有些鋼種而言， 為了提高鋼材的機(jī)械加工性能， 并改善非金屬夾雜物的形態(tài)與分布，在冶煉過程中有意向鋼中加鈣。但對(duì)軸承鋼而言，殘留鈣不是有意添加的，而是來源于與鋼水接觸的熔渣和爐襯。軸承鋼如果采用Ca 或CaSi 脫氧，鋼中必將產(chǎn)生危害性極大的D 類球狀?yuàn)A雜物，使其疲勞壽命大幅度降低。因此，在很多國(guó)家的軸承鋼標(biāo)準(zhǔn)中都規(guī)定( 如瑞典 SKF、美國(guó) ASTM標(biāo)準(zhǔn)等 ) ，不能用 Ca或 Ca Si 脫氧。3.2.4其它殘余元素關(guān)于

42、滾珠軸承鋼中的有害元素，除了氧、硫、鈣之外，近來鈦與氮也備受關(guān)注，因?yàn)樗?TiN 夾雜，其危害甚至比等粒度的剛玉更大 ( 見圖 5) 。Cogne等和坪田等認(rèn)為 Ti 含量超過 3050 10 6 時(shí)疲勞壽命開始下降。關(guān)于軸承鋼中氮和鈦形成氮化鈦夾雜的條件以及如何控制氮化鈦的尺寸和分布還沒有文獻(xiàn)報(bào)道，有待今后研究。由于沒有可靠的檢測(cè)方法，對(duì)于殘余元素如砷、鉍、鉛、銻和錫等對(duì)軸承鋼壽命的影響報(bào)導(dǎo)很少。對(duì)于雜質(zhì)元素鋁、銅、鉬、鎳、釩與軸承疲勞壽命間的關(guān)系研究表明 14 ：為了獲得高疲勞壽命的軸承鋼，其雜質(zhì)元素的相對(duì)量必須符合下述條件。% Al % Cu% Mo % Ni %V 0.0150.0

43、600.0200.0803.50.003滾珠軸承鋼有白點(diǎn)敏感性， 鋼中氫增加會(huì)導(dǎo)致疲勞壽命下降。 磷會(huì)促進(jìn)加熱時(shí)晶粒的長(zhǎng)大，使鋼脆性增加而強(qiáng)度降低， 易于在淬火時(shí)開裂。 鎳會(huì)降低滾珠軸承淬火層的硬度。銅會(huì)引起失效。由于殘余元素的有害作用， 為了提高軸承鋼質(zhì)量， 國(guó)外在標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)殘余元素有明確的規(guī)定，如 SKF D33“SKF3熱軋球化退火鋼棒”標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定 Ti 30ppm；As0.04%；Sn0.04%；Sb0.03%；Pb0.002%；T.O 0.0015%。在 80 年代末 90 年代初，德國(guó) FAG軸承公司、日本 NTN和 NSK等公司的軸承鋼交貨標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 Ti 30ppm、T.O 15p

44、pm、S 0.008%。3.2.5夾雜物1）夾雜物類型和數(shù)量對(duì)疲勞壽命的影響鋼中的非金屬夾雜物， 破壞了金屬的連續(xù)性和均勻性。 在交變應(yīng)力的作用下，專業(yè)文檔供參考，如有幫助請(qǐng)下載。易于引起應(yīng)力集中，成為疲勞裂紋源，降低鋼的疲勞壽命。 但是不同的夾雜物類型、形態(tài)、數(shù)量、尺寸和分布，對(duì)鋼的疲勞壽命影響是不相同的。不同類型的夾雜物在軋制時(shí)表現(xiàn)為不同的形狀。脆性?shī)A雜物( 如 Al 2 O3 夾雜 ) 一般沿軋制方向排列成串狀或點(diǎn)鏈狀； 塑性?shī)A雜物 ( 如硫化物 ) 呈連續(xù)性分布； 點(diǎn)狀 ( 或球狀 ) 夾雜物在熱加工時(shí)不變形；即不同類型的夾雜物，具有不同的熱應(yīng)力變形能力。 硬脆夾雜物不具有塑性，在加工

45、和使用過程中難以變形，構(gòu)成應(yīng)力集中， 使疲勞裂紋萌生期縮短，影響了疲勞性能的提高。 有時(shí)在變形時(shí)， 這些夾雜物還能將鋼的基體劃傷。顯微觀察表明， 在點(diǎn)狀不變形夾雜物的周圍， 常常發(fā)現(xiàn)有喇叭形的空洞和裂紋。這種空洞引起“劃傷”往往就是疲勞破壞的“胚芽”，因此點(diǎn)狀?yuàn)A雜物危害極大。大量的試驗(yàn)工作證實(shí)了脆硬夾雜物的危害性。圖4 是含 D類( 點(diǎn)狀 ) 和 B類 (Al 2O3) 夾雜物鋼的彎曲旋轉(zhuǎn)疲勞性能與失效率的關(guān)系。從圖中可以看出，D 類夾雜物比 B 類夾雜物的危害大得多。 氮化鈦夾雜物也是一種具有規(guī)則外形的硬而脆的夾雜物，氮化鈦夾雜甚至比氧化物更為有害。與脆硬性?shī)A雜物相比，塑性?shī)A雜在熱變形時(shí)，能夠與基體協(xié)調(diào)一致的變形， 不會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的局部應(yīng)力集中， 使疲勞裂紋萌生期延長(zhǎng)，因而塑性?shī)A雜物對(duì)疲勞壽命的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于脆硬性?shī)A雜物。以上說明，非金屬夾雜物對(duì)軸承鋼性能的有害影響因素，歸納起來，可以分為兩個(gè)方面。首先是夾雜物的種類和數(shù)量，其次是它們的幾何性因子 ( 粒度、形狀、分布等 ) 。2）夾雜物尺寸和分布對(duì)疲勞壽命的影響關(guān)于夾雜物的幾何性因子對(duì)滾珠軸承接觸疲勞壽命的影響， 歷來試驗(yàn)結(jié)果和理論分析是一致的。分布越均勻越好。 因?yàn)槊總€(gè)夾雜物周圍都有應(yīng)力場(chǎng)， 兩夾雜物過于