軸承鋼的生產(chǎn)現(xiàn)狀與發(fā)展

1、軸承鋼的生產(chǎn)現(xiàn)狀與發(fā)展首鋼技術(shù)研究院1 前言滾動(dòng)軸承是重要的機(jī)械基礎(chǔ)件，在宇航、軍工、機(jī)械制造、鐵路運(yùn)輸以及汽車制造等行業(yè)中應(yīng)用十分廣泛。它在很大程度上決定了裝備的精度、性能、壽命與可靠性。軸承鋼是重要的特鋼品種，其純凈度和組織均勻性是影響軸承壽命的重要因素。含C%Cr的GCC5滾珠軸承鋼是專用鋼中質(zhì)量要求最為苛刻的鋼種，該鋼種是19世紀(jì)末發(fā)明的，100年來，成分基本沒變化，而質(zhì)量提高了很多，它是發(fā)達(dá)國家中在生產(chǎn)、科研方面投入人力、物力最多的鋼種，一向被認(rèn)為是高質(zhì)量鋼的代表。其冶煉方法，從3040年代傳統(tǒng)的酸性平爐、堿性平爐、堿性電弧爐單煉，60年代的鋼包滴流脫氣法和真空循環(huán)脫氣法（RH）精煉

2、，發(fā)展到今天的綜合爐外精煉工藝（LF+RH、LF+VD等），使鋼中氧含量及其它有害元素的含量大幅度降低，疲勞壽命猛增，例如瑞典SKF公司是世界公認(rèn)的軸承及軸承鋼生產(chǎn)“王國”，質(zhì)量居全球之冠，它們80年代創(chuàng)建的SKF-MR法（MR是熔煉加精煉的意思），使軸承鋼的氧含量達(dá)到10X106以下，日本山陽特殊鋼公司從60年代起經(jīng)過整整3040年的努力，到80年代末，最終形成了90tEAF-LF-RH-CC工藝生產(chǎn)軸承鋼，氧含量達(dá)到X10一6左右。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，中國目前不僅已經(jīng)成為軸承鋼生產(chǎn)大國，形成了幾條軸承鋼生產(chǎn)工藝路線，即EF+LF+VQEF+VADEF+吹僦或喂絲工藝路線等，年產(chǎn)軸承鋼80萬噸

3、左右（日本60萬噸、瑞典70萬噸），基本能滿足國內(nèi)市場(chǎng)的需求，并有少量出口；而且其內(nèi)部質(zhì)量也接近或達(dá)到國際水平，如氧含量降到了10X106左右。但是國產(chǎn)軸承鋼與瑞典SKF、日本山陽等先進(jìn)廠家相比還存在一定差距，主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：一是鋼中微量雜質(zhì)元素含量偏高；二是表面質(zhì)量差（包括尺寸精度、表面裂紋和脫碳等）；三是內(nèi)部質(zhì)量不穩(wěn)定，波動(dòng)范圍大。2 軸承的工作環(huán)境及對(duì)軸承鋼的性能要求工作環(huán)境軸承是由內(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)

4、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)15005000N/mm2；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。性能要求軸承的壽命和可靠性雖然與軸承的

5、設(shè)計(jì)、加工制造、潤滑條件、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。基于以上對(duì)軸承的工作條件和破損的分析，對(duì)軸承鋼的性能應(yīng)有如下要求：(1) 高的純凈度和高均勻性；(2) 足夠的抗壓強(qiáng)度和抗永久變形能力；(3) 優(yōu)良的接觸疲勞性能；(4) 高的耐磨性；(5) 良好的尺寸穩(wěn)定性；(6) 良好的工藝性能。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微量元素對(duì)軸承鋼質(zhì)量的影響“騎IMS年電箕中向任蝎 RH稅工利把酰工力楮Lt看護(hù)比懷饞4K氣下圖1氧含量與壽命的關(guān)系-r<3*會(huì)界圖2氧含量與疲勞壽命雜物的尺寸與分布對(duì)疲勞壽命影

6、響最大。瑞典SKF公司和日本山陽特殊鋼公司對(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。.等認(rèn)為疲勞壽命與氧含量的關(guān)系為L(zhǎng)10（相對(duì)壽命）=3720,即二次精煉鋼（氧含量為10X10-6）的疲勞壽命是大氣下熔煉鋼（氧含量為40X106）的10倍。上杉年一認(rèn)為：精煉鋼氧含量降到5X10-6,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),結(jié)果表明，當(dāng)精煉鋼中氧含量降到20X106時(shí)，疲勞壽命是電弧爐大氣下熔煉鋼（氧含量為30x106）的倍，15X106是倍，8X10是倍，接近電渣重熔鋼的水平（見圖2

7、）。軸承鋼中的氧含量與疲勞壽命之間的關(guān)系，國內(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康母叩停瑢?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。這些夾雜物有硫化物（A類）、氧化物（日C、D類）和氮化物。從這個(gè)意義上說，夾因此，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3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20X10-6的鋼材（LD+RHH疲勞極限相當(dāng)好，而

8、采用硅鈣處理的鋼材（EF+RH限管氧含量很低，510X106,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x10）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X10-6）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。硫峰公雄認(rèn)為：（0.21<O%0,003）S%（0.21JO%0.007）,硫?qū)π阅軟]有影響。關(guān)于硫?qū)ζ趬勖挠绊?，目前還存在著意見分歧，歸納起來有以下三種觀點(diǎn)02°：一種認(rèn)

9、為適當(dāng)提高鋼中硫化物含量有利于尸三罵6意A LD+RHI EF+RjkFOS)C EF+LFD EFmtafjFDS-SiCiJ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”來解釋之。這種14加 甘叟含量，叩世圖3不同煉鋼工藝的 GCN5鋼中總氧含量與彎曲疲勞極限的關(guān)系圖4硫化物阻止蝶形開裂萌發(fā)一例（只有單翼的蝶裂）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

10、化物夾雜較多的前提下。從本世紀(jì)70年代初期以來，許多研究結(jié)果都指出適當(dāng)提高鋼中MnS類硫化物的含量對(duì)滾珠軸承的接觸疲勞壽命至少是無害的，甚至是有益的。Tricot認(rèn)為蝶形裂紋源總是以氧化物夾雜為核心，他報(bào)道過一個(gè)只有單翼的蝶形裂紋源，另一翼之所以沒有形成，是因?yàn)樵撎幱辛蚧锇灿谘趸锷希ㄒ妶D4）°Eneke也持相似的觀點(diǎn)。他認(rèn)為:當(dāng)氧化物夾雜全部為硫化物包覆時(shí)，滾珠軸承的接觸疲勞壽命最長(zhǎng)。瑞典SKF公司曾經(jīng)是世界上最高質(zhì)量滾珠軸承鋼的生產(chǎn)者。當(dāng)時(shí)他們的產(chǎn)品主要是在酸性平爐中用硅還原法冶煉的。其氧含量約為2550X106,硫含量在噂上。和堿性電弧爐鋼比較，其特點(diǎn)之一90%J5 25

11、相夷*聊尺寸口 mfCCrISJ5 TiN的夾雜為硫化物和氧硫化物。按上述研究，這被認(rèn)為就是其壽命高的原因。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。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

12、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圖5夾雜物類型對(duì)軸承鋼的有害程度少。Cogne等指出18 :在這種條件下硫化平已可降到5X106,氧化物夾雜大大減物的破壞作用自然也就會(huì)顯現(xiàn)出來（見圖5）。Tardy等發(fā)現(xiàn)實(shí)際上有兩個(gè)影響因素：%O和%O/%S。%O/%S恒定，%O低者其接觸疲勞壽命高。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、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

13、液的澆鑄溫度更為密切。例如日本山陽特殊鋼公司已將鋼中的硫含量降到了很低的程度），但它的硫化物級(jí)別并不很低，平均為級(jí)?，F(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%）,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锏某叽绾头植迹蛊渥兊眉?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。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，鈣可部分替代硫化鎰中的鎰。富鈣硫化物的韌性很差，同氧化物相似，起產(chǎn)生裂紋的

14、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)根樨點(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：0.5RmSn1(1)1(1R)式中：Sn：疲勞極限，MN/m；Rm：材料的抗拉強(qiáng)度，MN/m；a:點(diǎn)狀?yuàn)A雜的周長(zhǎng)，u成R:點(diǎn)狀?yuàn)A雜的半徑，us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

15、Ca或Ca-Si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，在很多國家的軸承鋼標(biāo)準(zhǔn)中都規(guī)定(如瑞典SKR美國ASTMl準(zhǔn)等)，不能用Ca或CaSi脫氧。其它殘余元素關(guān)于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隩iN夾雜，其危害甚至比等粒度的剛玉更大(見圖5)0Cogne等和坪田等認(rèn)為Ti含量超過3050X10-6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)于殘余元素如碑、砌、鉛、狒和錫等對(duì)軸承鋼系研究表明14壽命的影響報(bào)導(dǎo)很少。

16、對(duì)于雜質(zhì)元素鋁、銅、鑰、鍥、銳與軸承疲勞壽命間的關(guān):為了獲得高疲勞壽命的軸承鋼，具雜質(zhì)元素的相對(duì)量必須符合下% Al述條件。%Cu%Mo%Ni%V。廣3.50.0150.0600.0200.0800.003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。鍥會(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，國外在標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)殘余元素有明確的規(guī)定，如SKFD33"SKF3熱軋球化退火鋼棒”標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定Tiw30PpmAs<%SnK%SbX。/%PbX%在80年代末90年代初，德國

17、FAGtt承公司、日本NTN和NSK等公司的軸承鋼交貨標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定Tiw30Ppm<15ppmSw%4夾雜物對(duì)軸承鋼質(zhì)量的影響夾雜物類型和數(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，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。脆性夾雜物（如Al203夾雜）一般沿軋制方向排列成串狀或點(diǎn)鏈狀；塑性夾雜物（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

18、性，在加工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)，這些夾雜圖D型和B型夾雜的彎曲疲勞強(qiáng)度的失效分布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6是含D類（點(diǎn)狀）和B類（Al2O3）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。與脆硬性夾雜物相比，塑性夾雜

19、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)，因而塑性夾雜物對(duì)疲勞壽命的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于脆硬性夾雜物。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）。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)，兩夾雜物過于靠近則兩應(yīng)力場(chǎng)就會(huì)疊加起來。形狀越尖銳或粒度越大越不利，因?yàn)閼?yīng)力集中系數(shù)較大。這種觀點(diǎn)不錯(cuò)，但再深入一步，還要看到夾雜的幾何性因子在某種

20、程度上是由夾雜類型決定的，例如剛玉常呈點(diǎn)鏈狀分布或簇狀分布的碎屑。綜上所述，夾雜物對(duì)疲勞壽命的影響是一個(gè)復(fù)雜的課題，它包括夾雜物的數(shù)量、成份、形貌、尺寸和分布等的影響。有時(shí)甚至后者影響更大，因?yàn)橥ǔＲ粋€(gè)軸承件的破壞，往往是由許多夾雜物中的一個(gè)大型夾雜物所引起的；夾雜物的形狀多種多樣，有圓形和方形，有條狀、角狀和鏈狀等不規(guī)則形狀。一般認(rèn)為細(xì)條狀塑性夾雜物的危害小，尖棱狀硬脆性夾雜危害最大，因?yàn)樗菀讋潅饘倩w和引起應(yīng)力集中。同一個(gè)夾雜物，由于離開表面的距離不同，其影響程度也不一樣。一般認(rèn)為，裂紋出現(xiàn)在切應(yīng)力最大處（離表面約。夾雜物離開這個(gè)位置越遠(yuǎn)，其危害就越小。夾雜物粒度對(duì)軸承壽命的影響，也會(huì)

21、隨夾雜的位置不同而有所區(qū)別。因此為了改善軸承鋼的質(zhì)量，應(yīng)盡量將鋼的各類夾雜物（包括A、B、C、D類和氮化物）含量降低，尺寸變小，分布更均勻，最終達(dá)到提高軸承壽命的目的。5碳化物對(duì)軸承鋼質(zhì)量的影響碳化物對(duì)疲勞壽命的影響是十分明顯的。特別是隨著冶煉、澆鑄等技術(shù)的進(jìn)步，在鋼中氧含量及氧化物夾雜含量極低的情況下，碳化物的作用就顯得更為重要了。碳化物顆粒大小及分布的影響碳化物的顆粒大小、形狀、數(shù)量及分布狀況都影響疲勞壽命。軸承廠要求軸承鋼材中碳化物顆粒細(xì)小，形狀規(guī)則，而且分布均勻。當(dāng)存在粗顆粒碳化物時(shí)，鋼的淬硬值、壓壞值、轉(zhuǎn)動(dòng)疲勞壽命都要惡化。.梅雷廷恩和.修厄爾在測(cè)定疲勞壽命與碳化物顆粒大小與分布的關(guān)

22、系的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，碳化物細(xì)小，分布均勻，疲勞壽命較好（見圖7）。對(duì)于碳化物的不均勻性常用碳化物顆粒平均間距（MSP）來衡量，日本不二越鋼廠在研究軸承鋼的碳化物時(shí)，測(cè)定了MS*疲勞壽命的關(guān)系，并建立起碳化物顆粒平均距離（MSP肖疲勞壽命的回歸方程：Y=X106-X106X（8）式中：Y:疲勞壽命；X:碳化物顆粒平均距離，umi文獻(xiàn)4042報(bào)道用型號(hào)6305的滾動(dòng)軸承的內(nèi)外套圈作試樣4°,在承受徑向交變負(fù)荷的壽命試樣機(jī)上做了試驗(yàn)。結(jié)果表明，碳化物顆粒最大和最小兩者之間的平均壽命相差大約倍。用碳化物顆粒為的各種環(huán)形試樣作壽命試驗(yàn)，結(jié)論是：碳化物顆粒間平均距離的對(duì)數(shù)的倒數(shù)和疲勞壽命呈直線關(guān)系，

23、即碳化物顆粒越細(xì)小，壽命越高。大澤近藤也做了同樣的試驗(yàn)，得出結(jié)論：具有細(xì)球狀碳化物（平鮑承壽曲.百萬軸圖7細(xì)小或粗大球化退火組織的疲勞結(jié)果線A-細(xì)小球化組織的；線 B-粗大球化組織的均直徑材料壽命為粗顆粒碳化物（平均直徑材料的倍。也有人用平均 碳化物顆粒分別為和的細(xì)顆粒和粗顆粒碳化物的鋼，將馬氏體含碳量固定在%做推力片壽命試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明：細(xì)顆粒材料比粗顆粒材料顯著要好，平均壽命（L50）大約為：1,之所以粗顆粒碳化物比細(xì)顆粒碳化物壽命差，他們認(rèn)為：軸承鋼在淬火溫度下，奧氏體的含碳量不是充分均勻的。在碳化物附近的奧氏體和遠(yuǎn)離碳化物的奧氏體之間存在著碳的濃度差。碳化物顆粒越大，這種濃度差也越大

24、。而濃度高和濃度低的地方壽命都不好，這樣平均壽命自然也低。帶狀碳化物的影響帶狀碳化物是由枝晶偏析引起的。前蘇聯(lián)學(xué)者研究了帶狀碳化物對(duì)軸承鋼疲勞壽命的影響。他們將直徑為100mm勺GJ15SiMn棒料（中心區(qū)帶狀組織評(píng)級(jí)為級(jí)、邊緣為2級(jí)）在1150c擴(kuò)散退火15h,得到帶狀組織小于級(jí)的鋼棒；以未經(jīng)擴(kuò)散退火的直徑為100mm勺鋼棒改鍛為60mm在790c進(jìn)行球化退火；再將兩者一同加工成疲勞試樣進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果表明：擴(kuò)散退火使縱向和橫向試樣的接觸疲勞強(qiáng)度大大提高。如果把帶狀級(jí)試樣的壽命作為100%，則帶狀為級(jí)的縱向壽命為166%，橫向?yàn)?88%。網(wǎng)狀碳化物的影響網(wǎng)狀碳化物是在熱加工變形后的冷卻過程中形

25、成的，如果在800900c之間冷卻速度太慢，則溶解在奧氏體中的碳有足夠動(dòng)力和充分的時(shí)間擴(kuò)散到奧氏體晶粒的邊界上析出。最終在鋼中呈沿晶的網(wǎng)絡(luò)狀分布。關(guān)于網(wǎng)狀碳化物對(duì)性能的影響，研究的不多。.斯別克托爾研究發(fā)現(xiàn)，隨網(wǎng)狀級(jí)別的增加，接觸疲勞強(qiáng)度下降。冶鋼公司一組GC5鋼氧含量為14X10-6,碳化物網(wǎng)狀為級(jí)，與SKF一組相同牌號(hào)鋼氧含量為8X10-6,網(wǎng)狀為級(jí)的鋼材對(duì)比。大冶材的接觸疲勞壽命L10、L50分別為SKF的和倍。液析碳化物的影響液析碳化物與帶狀碳化物的起因相同，都起源于枝晶偏析。當(dāng)偏析嚴(yán)重達(dá)到共晶成分時(shí)，形成共晶碳化物。液析碳化物的影響與帶狀碳化物大體相當(dāng)。由于起因相同，減輕和消除的方法

26、也相同。殘余碳化物含量的影響用軸承鋼加工成軸承，必須在淬、回火狀態(tài)下使用，此時(shí)鋼具有混合組織，通常含有80%（體積比）的馬氏體，510%的殘余奧氏體和7%左右的未溶/碳化物殘余碳化物。殘余碳化物的含量同樣影響疲勞壽命。有的研究結(jié)果指出，殘余碳化物的含量為78%時(shí)，壽命最長(zhǎng)。但這種試驗(yàn)結(jié)果是用含碳量一定的鋼C）在不同溫度淬火條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得出的。由于淬火加熱溫度不同，殘余碳化物數(shù)量固然有變化，但同時(shí)馬氏體的含碳量也在變化，而馬氏體含碳量對(duì)疲勞壽命有顯著影響。因此，殘余碳化物含量為78%時(shí)是否壽命最高，這一結(jié)論還是一個(gè)問題。日本學(xué)者用其它成分和GCr15相同，而含碳量在%之間變化的鋼，對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)

27、的熱處理，使馬氏體中的含碳量保持一定，均為%，在這樣的條件下研究殘余碳化物含量對(duì)疲勞壽命的影響。結(jié)果表明，殘余碳化物含量由%減少到%，疲勞壽命提高。研究造成疲勞剝落區(qū)附近的顯微組織時(shí)發(fā)現(xiàn)，疲勞裂縫都是在碳化物和馬氏體的界面上傳播的。這是因?yàn)樘蓟锖婉R氏體交界處碳濃度高，易引起應(yīng)力集中，從而產(chǎn)生裂紋。殘余碳化物一旦增加，碳化物和馬氏體的界面增加，于是材料發(fā)生破裂的危險(xiǎn)也增加。由此可以推斷出，增加殘余碳化物會(huì)造成疲勞壽命降低。但完全不存在殘余碳化物也不行，從耐磨性角度考慮，為了防止晶粒粗大引起疲勞壽命降低，存在一定數(shù)量的殘余碳化物是必要的。6國外軸承鋼發(fā)展概況工藝及質(zhì)量水平發(fā)達(dá)國家對(duì)于軸承鋼的生產(chǎn)

28、及其科研極為重視，其中以瑞典、日本、德國等國表現(xiàn)突出。它們的軸承鋼生產(chǎn)狀況體現(xiàn)了當(dāng)今世界軸承鋼生產(chǎn)質(zhì)量的水平和方向。由于不斷采用新技術(shù)，軸承鋼的氧含量及其它有害元素含量不斷下降，疲勞壽命不斷提高。瑞典是世界軸承鋼及軸承的生產(chǎn)“王國”，歷史悠久，產(chǎn)品質(zhì)量居世界之冠。日本則大有后來居上之勢(shì)，經(jīng)過3040年的努力，加強(qiáng)科研，引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)及裝備，優(yōu)化工藝，使軸承鋼的質(zhì)量躍居世界先進(jìn)行列。通過近100年來的發(fā)展，軸承鋼的生產(chǎn)工藝經(jīng)過了幾次大的變化。其冶煉方法，從3040年代傳統(tǒng)的酸性平爐、堿性平爐、堿性電弧爐單煉，60年代的鋼包滴流脫氣（SLD）和真空循環(huán)脫氣法（RH）精煉，發(fā)展到今天的綜合冶煉工藝，生

29、產(chǎn)工藝復(fù)雜，設(shè)備較多，但歸納起來只有三種：一是電爐流程：即電爐一二次精煉一連鑄或模鑄一軋制；二是轉(zhuǎn)爐流程：高爐一鐵水預(yù)處理轉(zhuǎn)爐二次精煉連鑄軋制；三是特種冶金：真空感應(yīng)熔煉（VIM）、電渣重熔（ESR）等-軋制或鍛造。一般生產(chǎn)普通用途軸承鋼采用電爐流程或轉(zhuǎn)爐流程；對(duì)特殊用途軸承鋼（如航空軸承等），則采用特種冶金流程生產(chǎn)。表12列出了世界典型軸承鋼生產(chǎn)廠的生產(chǎn)工藝及質(zhì)量。下面以瑞典SKF公司、日本山陽特殊鋼公司和德國克虜伯鋼公司為例說明軸承鋼生產(chǎn)工藝的發(fā)展及現(xiàn)狀。表1世界各主要軸承鋼生產(chǎn)廠的生產(chǎn)工藝及鋼中微量含量元素國家廠名生產(chǎn)工藝X10-6TiX10-6Al%S%P%瑞典SKFEAF-除渣-AS

30、EA-SKF-IC日本山陽90tEAF-傾動(dòng)式出鋼-LF-RH-IC90tEAF-傾動(dòng)式出鋼-LF-RH-CC90tEAF-偏心爐底出鋼1415一-LF-RH-IC日本神戶鐵水預(yù)處理-轉(zhuǎn)爐吹煉-倒包除渣-ASEA-SKF-CC（立彎式大截面坯）15日本愛知80tEAF-真空除渣-LF-RH-CC15日本和歌山轉(zhuǎn)爐-CC轉(zhuǎn)爐-RH-CC2212一一一一一日本高周波EF-ASEA-SKFEF-ASEA-SKF吹A(chǔ)r209德國高爐-140t轉(zhuǎn)爐TBM-RH限絲-IC高爐-140t轉(zhuǎn)爐TBM-RH限絲-IC一一一一一一一一瑞典軸承鋼的生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀SKF公司是世界上著名的跨國集團(tuán)公司，經(jīng)營項(xiàng)目很多，主要

31、包括：機(jī)械設(shè)備、軸承、鋼材等。其中SKF軸承公司是世界上最大的軸承公司，它有Hofors和Hellefors兩個(gè)煉鋼廠，是歐洲軸承鋼的主要生產(chǎn)廠家，年生產(chǎn)直接還原鐵50000t,鋼錠700000t（幾乎全是軸承鋼）。60年代以前，軸承鋼采用酸性平爐生產(chǎn)，完全不存在點(diǎn)狀（D型）氧化物夾雜，有著極其一致的純凈度，因而具有良好的耐疲勞性能。但是由于酸性平爐不能去除磷和硫，對(duì)原材料要求極為苛刻，生產(chǎn)效率低，在激烈的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制中很難滿足需要。表2非金屬夾雜物評(píng)級(jí)廠名非金屬夾雜物分類評(píng)級(jí)ABCD細(xì)粗細(xì)粗細(xì)粗細(xì)粗SKF100tEAF-ASEA-SKF-IC00000山陽90tEAF-TST-LF-RH-CC9

32、0tEAF-EPT-LF-RH-CC000000EAF-RH-ICTBM假爐）-RH-ICTBM-RH-CCTBM-RH+Ca1000因此，60-70年代，采用堿性電弧爐配合DH脫氣處理，但由于沒有加熱手段，DH脫氣鋼質(zhì)量分散性較大，氧含量波動(dòng)在25X106左右。在此期間（60年代中期）SKF公司與ASEA電氣圖8 SKF公司軸承鋼生產(chǎn)工藝和鋼中氧含量的變化公司共同開發(fā)了ASEA-SKF桶爐真空精煉法，又稱SKFMR法。SKFMR法是SKF熔煉加精煉的意思，是一種兩步煉鋼法。由一個(gè)在氧化條件下快速熔煉的SKF雙殼爐體和一個(gè)在還原條件下精煉的ASEA-SKF桶爐所組成，雙殼爐體是帶有兩個(gè)爐殼的電

33、弧爐，它有兩個(gè)可以旋轉(zhuǎn)的爐頂，共用一套電極升降裝置、一套電源。這種雙殼爐體的目的是為了盡可能利用變壓器的最大功率。在一個(gè)殼體內(nèi)熔煉的同時(shí)，在另一殼體內(nèi)進(jìn)行其它操作，包括出鋼、補(bǔ)爐、裝料及廢鋼預(yù)熱。在出鋼至ASEA_SKF鋼包之前，在雙殼爐體內(nèi)將磷的含量降至允許值以下。ASEA-SKF桶爐則由一個(gè)鋼包和鋼包車、一個(gè)帶電極的爐頂和一個(gè)真空爐頂組成，并配備電磁攪拌器，可在桶內(nèi)進(jìn)行諸如除渣-電磁攪拌-加熱-脫氧-合金化-脫硫-脫碳（也可在真空下）-真空脫氣-澆鑄（模鑄，也可以連鑄）等不同的冶煉工序。這意味著除了脫磷以外，熔煉以后的所有正常的精煉工序都可以在桶爐內(nèi)完成。到70年代中期，采用雙殼爐與桶爐配

34、合，即電弧爐初煉，真空脫氣（包括真空碳脫氧），電磁攪拌然后再進(jìn)行鋼包電弧加熱，氧含量降到20X106左右。70年代中到80年代初，SKF公司對(duì)工藝再一次進(jìn)行改革。改革的重點(diǎn)是針對(duì)脫氧制度和操作順序，上個(gè)階段主要是采用真空碳脫氧，它是將初煉鋼液放入精煉鋼包，不加鋁脫氧，在真空下進(jìn)行電磁攪拌，利用鋼液中的碳含量在真空下脫氧，精煉結(jié)束前加鋁補(bǔ)充脫氧，然后加熱將鋼液調(diào)整到澆鑄要求溫度。經(jīng)過研究，SKF公司發(fā)現(xiàn)，真空碳脫氧工藝時(shí)間長(zhǎng)，效率不高。于是他們著手進(jìn)行將初煉鋼液先用鋁沉淀脫氧，再在非真空下進(jìn)行電磁攪拌去除夾雜的試驗(yàn)工作，為了比較真空脫氣和非真空精煉的SKIMR鋼的純凈度，他們對(duì)SKF3鋼（相當(dāng)于

35、我國GCr15）進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。結(jié)果表明，在桶爐內(nèi)事先用鋁沉淀脫氧比真空碳脫氧獲得更一致的氧含量和夾雜物含量，因此，SKF公司自80年代以來，SKF3鋼一般情況都用非真空精煉，這是SKF工藝的一大顯著特點(diǎn)。圖8是SKF公司從60年代中期酸性平爐工藝過渡到堿性電弧爐的各個(gè)階段SKF3鋼氧含量的變化。從圖8中可以看出，由于脫氧制度的改進(jìn)，即由真空下的碳脫氧制度改為在非真空下事先用鋁沉淀脫氧，然后進(jìn)行強(qiáng)烈的電磁攪拌精煉，氧含量由20X106左右降到10X106左右。在80年代中后期，SKF公司還進(jìn)行過電磁攪拌與僦氣攪拌對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果表明電磁攪拌工藝的氧含量保持在12X106,僦氣攪拌的氧含量在15

36、X10-6之間，因此，他們認(rèn)為電磁攪拌方式優(yōu)于僦氣攪拌方式。到目前為止，SKF公司軸承鋼生產(chǎn)工藝采用以下模式：BEA堿性電弧爐）一除渣一加Al脫氧合金化加熱脫硫真空或非真空下電磁攪拌吹氬攪拌鋼錠模鑄（下注錠）。所謂優(yōu)化工藝，那就是由原來的真空碳脫氧制度改為鋁脫氧加電磁攪拌和吹氬攪拌，使脫氧產(chǎn)物（主要是A12O3及其它夾雜物）充分上浮，80年代中后期以來，SKF公司生產(chǎn)的高碳銘軸承鋼氧含量已基本上穩(wěn)定在10X106以下。研究SKF公司軸承鋼生產(chǎn)工藝的演變，發(fā)現(xiàn)它有一個(gè)并非鮮為人知的特點(diǎn)，那就是SKF工藝是由酸性平爐過渡到今天的堿性電弧爐加上爐外精煉。而堿性電弧爐，經(jīng)爐外精煉與酸性平爐冶煉的軸承鋼

37、一樣完全不出現(xiàn)含CaO的球狀不變形夾雜物，這是SKF工藝的最大特點(diǎn)（見表23）。日本軸承鋼生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀從60年代以來，特別是近十幾年以來，日本各個(gè)軸承鋼生產(chǎn)廠家廣泛采用新工藝、新技術(shù)和新裝備，軸承鋼質(zhì)量已躋身于世界先進(jìn)水平。近十年來日本軸承鋼的產(chǎn)量一直保持在600,000t左右，成為軸承鋼生產(chǎn)大國。山陽軸承鋼的質(zhì)量居日本之首，氧含量達(dá)到X10-6,下面就其生產(chǎn)工藝和質(zhì)量水平作一簡(jiǎn)介。日本山陽特殊鋼公司是世界上著名的特殊鋼生產(chǎn)廠家之一，以生產(chǎn)軸承鋼鋼管著稱。1939年日本政府指定山陽為軸承鋼專業(yè)廠，1959年改稱為山陽特殊鋼公司。通過幾十年的發(fā)展，山陽特殊鋼公司現(xiàn)在年產(chǎn)粗鋼978,000t，軋材

38、696,000t（月產(chǎn)棒材40,000t，鋼管13,000t，線材1,000t），冶煉設(shè)備包括一臺(tái)90tUHPEAF，兩臺(tái)30tEAF,一臺(tái)35tRH,一臺(tái)90tRH,一臺(tái)90tLF爐，以及VAR和ESR裝置，一臺(tái)3流370X470mM直連鑄機(jī)（800,000t/y）。隨著爐外精煉技術(shù)的發(fā)展，山陽特殊鋼公司從60年代中期開始，對(duì)鋼的生產(chǎn)進(jìn)行了幾次大的技術(shù)改造。第一階段：1964年采用60噸電弧爐鋼包脫氣處理，鋼包置于真空室內(nèi)，真空度為67Pa,高堿度渣下吹僦?jǐn)嚢?，這個(gè)方法對(duì)提高鋼的純潔度不十分明顯，氧含量在25X10-6以上，且不穩(wěn)定。表3SKF公司SKH鋼的氧含量及夾雜物評(píng)級(jí)n氧含量X10-

39、6夾雜物分類（ASTME45D法）數(shù)據(jù)來源ABCD細(xì)粗細(xì)粗細(xì)粗細(xì)粗68一一00000000002,4390000000000進(jìn)口SKF3鋼質(zhì)量檢驗(yàn)證書2000000000000實(shí)測(cè)SKF3鋼材第二階段：1968年從聯(lián)邦德國引進(jìn)RH裝置與60tEAF配合，真空度13Pa,軸承鋼氧含量比鋼包坑脫氣處理大大降低，達(dá)到15X10-6左右。第三階段：1982年電弧爐容量擴(kuò)大到90t,LF爐與RH配合，使得目標(biāo)溫度、澆鑄時(shí)間有可能進(jìn)行控制，大大提高了軸承鋼的純凈度，在模鑄條件下氧含量達(dá)到X10-6,加上大截面垂直連鑄機(jī)的采用，可使夾雜物充分上浮，以及全程保護(hù)澆鑄措施（見圖9）,使軸承鋼的氧含量進(jìn)一步降低，

40、達(dá)到X10-6（連鑄與模鑄相比氧含量降低X10-6）。表4山陽公司SU&鋼的氧含量及夾雜物評(píng)級(jí)n氧含量X10-6夾雜物分類（ASTME45Dt）數(shù)據(jù)來源ABCD細(xì)粗細(xì)粗細(xì)粗細(xì)粗550.00傾動(dòng)式出鋼6,2170000偏心爐低出鋼6,21340000000000進(jìn)口山陽SUJ2鋼材質(zhì)量檢驗(yàn)證書80000000000實(shí)測(cè)SUJ2鋼材圖9日本山陽全程保護(hù)澆注示意圖圖10山陽軸承鋼氧含量的變化第四階段：1986年將電弧爐傾動(dòng)式出鋼改造成偏心爐底出鋼，軸承鋼氧含量由X10-6進(jìn)一步降低到X10-6（偏心底出鋼與傾動(dòng)式出鋼相比，氧含量降低了X10-6）。圖10顯示了日本山陽軸承鋼生產(chǎn)工藝和鋼中氧含

41、量的變化。近期從日本訪問歸來的人講，山陽特殊鋼公司的電弧爐已擴(kuò)大到150t,該公司爐外精煉工藝模式可以描繪成：90tUHP（150tUHP）-EBT出鋼-LF-RH-CC（三流370X470mm）,表4是該公司軸承鋼的質(zhì)量水平。德國軸承鋼生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀德國是歐洲主要軸承鋼生產(chǎn)國之一，緊次于瑞典，克虜伯和蒂森是德國兩家典型的軸承鋼生產(chǎn)廠，下面以克虜伯為例說明德國軸承鋼生產(chǎn)工藝的演變過程?？颂敳摴維irgen廠有100tUHP電弧爐三座，全部鋼液經(jīng)連鑄機(jī)鑄成265mm<135mm坯，年產(chǎn)特殊鋼800,000t,其中可熱處理鋼35%表面硬化鋼30%彈簧鋼15%冷、熱鍛造鋼8%軸承鋼7%其它如

42、工具鋼5%克虜伯鋼公司對(duì)煉鋼和精煉工藝作過三次改造。第一次改造（1978年），為100tUHP電弧爐配備VD鋼包脫氣站，爐子無渣出鋼后，在包中進(jìn)行脫氣和成分調(diào)整，由連鑄機(jī)拉坯，這個(gè)階段沒有鋼包加熱裝置，為了補(bǔ)償脫氣過程中的溫度損失，要求出鋼溫度高于1750C,其工藝為：100tUHPEAF無渣出鋼-VD-CCo第二次改造（1983年），主要增加了鋼包加熱裝置-LF爐，降低了出鋼溫度（加熱裝置的建設(shè)利用了退役電弧爐的爐蓋、電極和變壓器，投資費(fèi)用不大）。同時(shí)還添置了喂線設(shè)備，操作順序?yàn)椋?00tUHPEAF-無渣出鋼-VD-LF加熱-喂線-CC。第三次改造（1986年），第三次改造的特點(diǎn)是設(shè)備的現(xiàn)

43、代化，工序合理化。1986年新設(shè)計(jì)一臺(tái)LF爐，同時(shí)用RH脫氣裝置取代VDVQRH都與電爐合金加料系統(tǒng)相連，合金可以在控制的加料速度下無阻斷地連續(xù)加入鋼包。出鋼時(shí)隨鋼流加鋁脫氧，然后在RH脫氣過程中進(jìn)行微調(diào)，最后喂線處理，再用氬氣弱攪拌改善清潔度，精煉操作順序與第二階段相比也有所改變：135tUHPEAF-無渣出鋼-LF爐加熱-RH脫氣-FT（喂線終處理）-CC。國外軸承鋼生產(chǎn)工藝特點(diǎn)（1） 爐子大型化由電爐或轉(zhuǎn)爐提供粗鋼水，爐子容量大，減少了與耐火材料之間的接觸，大大提高了生產(chǎn)率，降低了生產(chǎn)成本。（2） 除渣為了冶煉出氧含量很低的鋼，必須把帶有氧化反應(yīng)的熔煉過程與精煉過程分開進(jìn)行，國外普遍采用

44、無渣出鋼（如EBT）、真空吸渣和換鋼包除渣等技術(shù)將氧化渣徹底排除。山陽特殊公司采用無渣出鋼后，氧含量降低X1060（3）Al脫氧由于動(dòng)力學(xué)的原因，在精煉過程中，真空下碳脫氧速度很慢，并且效果差，如果只采用真空碳脫氧工藝生產(chǎn)，鋼中氧含量高達(dá)20X10-6以上。因此，為了提高鋼的純凈度，必須在精煉前預(yù)先采用鋁沉淀脫氧。（4） 高堿度渣精煉國外軸承鋼普遍采用高堿度渣精煉，一般將堿度（CaO/SiO2）控制在46之間（見表。（5） 攪拌鋼液、鋼包加熱為了改善精煉過程中物理化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)條件，對(duì)鋼液進(jìn)行攪拌必不可少，在各種爐外精煉裝置中，為了加強(qiáng)脫氧和去除夾雜，廣泛使用吹氬攪拌和電磁感應(yīng)攪拌（當(dāng)然也包

45、括RH的循環(huán)攪拌）方法。電磁感應(yīng)攪拌比吹僦?jǐn)嚢杷牡哪芰扛?，能較快地使鋼液均勻化，特別是包壁附近得到了很好攪拌，鋁脫氧產(chǎn)物的絕大部分被吸收到耐火材料上，少部分進(jìn)入渣中。感應(yīng)攪拌除了設(shè)備昂貴外，對(duì)于促進(jìn)鋼渣反應(yīng)也不那么有效。鋼包吹氬攪拌設(shè)備簡(jiǎn)單，能夠達(dá)到有效的攪拌并能促進(jìn)鋼渣反應(yīng)及真空下的金屬精煉，但在包底，特別是在包壁附近沒有攪拌，這是吹僦?jǐn)嚢璧牟蛔阒??？傊疄榱吮ＷC長(zhǎng)時(shí)間充分?jǐn)嚢瑁a(bǔ)償其溫降，精煉爐必須具備加熱功能。表5山陽和SKF公司精煉爐渣的化學(xué)成分()廠名CaOSiO2Al2QMgOCaF2CaO/SiO2山陽SKF5055103050（6） 連鑄連鑄工藝始于50年代，但是對(duì)高碳銘軸

46、承鋼來說，由于碳含量較高以及對(duì)鋼的夾雜物和碳化物要求較為苛刻，生產(chǎn)的鑄坯容易產(chǎn)生偏析、縮孔和裂紋等缺陷，所以在特殊鋼連鑄中軸承鋼較為困難，發(fā)展也較慢。最近十幾年來，隨著鋼水二次精煉、保護(hù)澆注、電磁攪拌和二次冷卻技術(shù)的發(fā)展。連鑄軸承鋼技術(shù)也相應(yīng)得到了發(fā)展。日本和德國的一些特殊鋼公司在70年代末，80年代初期開始采用連鑄機(jī)生產(chǎn)軸承鋼。如山陽特殊鋼公司于1982年建成連鑄機(jī)，并用于軸承鋼生產(chǎn)，由于采用了全密封澆注，氧含量比模鑄低X10%但也有人認(rèn)為連鑄軸承鋼材不適用于制造滾動(dòng)體。例如，瑞典SKF公司Ovako廠1991年投產(chǎn)的新車間仍沿用模鑄生產(chǎn)軸承鋼，美國Timken公司1985年投產(chǎn)的新車間，就

47、沒有采用連鑄，估計(jì)軸承鋼的生產(chǎn)以后會(huì)越來越多地采用連鑄。1986和1991年在ASTM舉辦的軸承鋼國際會(huì)議上，很多廠家就主張連鑄?？傊S承鋼連鑄仍然是一個(gè)有爭(zhēng)議的課題。到目前為止，還沒有一篇文章報(bào)道，徹底解決了軸承鋼連鑄坯的中心碳偏析問題。（7） 內(nèi)軸承鋼的生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀中國的軸承鋼生產(chǎn)從50年代開始起步，通過40余年的發(fā)展，近幾年來在產(chǎn)量上均達(dá)到年產(chǎn)600,000t以上，基本上滿足了國內(nèi)軸承行業(yè)的需求。特別是通過近十幾年來積極采用國際標(biāo)準(zhǔn)，不斷更新工藝裝備及工藝技術(shù)，在質(zhì)量上有了新的飛躍，品種結(jié)構(gòu)上也有一定的改善，尤其是在提高鋼的純潔度和改善鋼的碳化物均勻性方面取得了不少進(jìn)步，目前我國爐外精煉軸承鋼已占軸承鋼總產(chǎn)量的60%±,大冶特殊鋼股份有限公司與上鋼五廠80年代末已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了100喊外精煉。工藝我國軸承鋼的生產(chǎn)，長(zhǎng)期采用1030t小容量電弧爐單煉，氧含量多在30X106左右，Al2O夾雜及點(diǎn)狀?yuàn)A雜物含量很高；1967年引進(jìn)RH裝置對(duì)100t堿性平爐鋼液進(jìn)行脫氣處理，氧含量降到20X106左右；80年代初開始大力推進(jìn)爐外精煉技術(shù)，相繼建立了EA斗LFV、EA斗VADEAF+吹僦或喂絲等，85年又投產(chǎn)兩座50t高功率電弧爐和一臺(tái)60tVAD