超純凈連鑄高碳鉻軸承鋼-編制說明

《超純凈連鑄高碳鉻軸承鋼》團體標準編制說明

(草案)

一、工作簡況

1、任務(wù)來源

本項目是依據(jù)中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會[2020]126號文“關(guān)于聯(lián)合下達《鋼鐵高質(zhì)量發(fā)展標

準引領(lǐng)》團體標準制定計劃的通知”下達的項目計劃，計劃編號為20200133，項目名稱為

《超純凈連鑄高碳鉻軸承鋼》。主要起草單位：江陰興澄特種鋼鐵有限公司、鋼鐵研究總院、

洛陽軸研科技股份有限公司、洛陽LYC軸承有限公司、瓦房店軸承集團有限責(zé)任公司、冶金

工業(yè)信息標準研究院，計劃完成時間為2021年6月。

2、主要工作過程

（1）2019年完成立項建議，向中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會申請項目立項。

（2）2020年9月，中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會（2020）126號文下達的“關(guān)于聯(lián)合下達《鋼鐵高質(zhì)

量發(fā)展標準引領(lǐng)性的》團體標準制定計劃的通知”，批準該項目。

（3）于2020年9月正式成立標準編制組，進行了起草標準的數(shù)據(jù)收集、情況調(diào)研、問題分

析等準備工作并對國內(nèi)外同類產(chǎn)品標準水平進行對比分析；

（4）2020年12月完成標準征求意見稿。

3、主要參加單位和工作組成員及其所做的工作

本標準主要起草人秉承實現(xiàn)“科學(xué)、合理、先進、實用”的國家標準編制原則。承擔(dān)的

標準研制工作為；

（1）收集、對比相關(guān)國內(nèi)外標準，確認為現(xiàn)行有效版本；

（2）對產(chǎn)品實物質(zhì)量（尺寸外形及其允許偏差、化學(xué)成分、力學(xué)性能和工藝性能）進行測

量、統(tǒng)計、對比和分析；

（3）收集下游行業(yè)對于超高強度橋梁纜索鋼絲用盤條關(guān)注的質(zhì)量指標要求；

（4）編寫本標準各稿和標準編制說明、標準水平對比分析、意見匯總及處理、實物質(zhì)量數(shù)

據(jù)的統(tǒng)計及分析；

（5）完成標準的報批稿；

（6）策劃標準宣貫工作，落實標準宣貫方式及人員，組織編寫宣貫材料。

二、標準編制原則

本文件在制定過程中，遵循“面向市場、服務(wù)產(chǎn)業(yè)、自主制定、適時推出、及時修訂、

1

不斷完善”的原則，注重標準制定與技術(shù)創(chuàng)新、試驗驗證、產(chǎn)業(yè)推進、應(yīng)用推廣相結(jié)合，本

著先進性、科學(xué)性、合理性和可操作性以及標準的目標、統(tǒng)一性、協(xié)調(diào)性、適用性、一致性

和規(guī)范性的原則來進行本標準的制定工作。

本標準在起草過程中主要按GB/T1.1-2020《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準化文件

的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的要求編寫。在確定本標準主要技術(shù)指標時，綜合考慮生產(chǎn)企業(yè)的能力

和用戶的利益，尋求最大的經(jīng)濟、社會效益，充分體現(xiàn)了標準在技術(shù)上的先進性和合理性。

三、主要內(nèi)容說明

1、范圍

連鑄作為軸承鋼的主流生產(chǎn)方式，經(jīng)過近幾十年的高速發(fā)展，理論、工藝、裝備都發(fā)展

到很高的水平，在大部分領(lǐng)域，連鑄軸承鋼產(chǎn)品已經(jīng)完全取代電渣和模鑄產(chǎn)品；部分領(lǐng)域已

經(jīng)在實現(xiàn)逐步替代的過程。

本文件涉及的超純凈連鑄高碳鉻軸承鋼通過對超低氧鈦、非金屬夾雜物、均質(zhì)性等關(guān)鍵

指標的控制，從而具有長接觸疲勞壽命。因此，可應(yīng)用于交通、工業(yè)、能源、航空等高端裝

備用長壽命軸承的加工制造。

根據(jù)鋼材產(chǎn)品標準規(guī)范的要求，本文件規(guī)定了超純凈連鑄高碳鉻軸承鋼的訂貨內(nèi)容、尺

寸、外形、重量、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、包裝、標志和質(zhì)量證明書。

根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域軸承產(chǎn)品的需要，本標準確定所涉及的超純凈連鑄高碳鉻軸承鋼適用于制

作高端軸承套圈和滾動體用熱軋圓鋼、盤條、冷拉圓鋼和鋼絲。

2、尺寸、外形、重量

2.1尺寸與允許偏差

2.1.1鋼材的直徑及允許偏差

本文件對熱軋圓鋼、冷拉圓鋼和圓盤條的直徑及允許偏差提出了較高的要求（見表1）。

表1鋼材的直徑及其允許偏差

鋼材種類直徑及其允許偏差

熱軋圓鋼GB/T702-2017中表1中第1組

冷拉圓鋼GB/T905-1994中h11級a

盤條GB/T14981-2009中C級精度a

鋼絲GB/T342-2017中9級～11級

a經(jīng)供需雙方協(xié)商并在合同中注明，也可按其他級別規(guī)定交貨

既保證產(chǎn)品具有較高質(zhì)量，又適合現(xiàn)有生產(chǎn)條件。

2.2長度

本文件規(guī)定的熱軋圓鋼、冷拉圓鋼、鋼絲長度要求，符合用戶使用及運輸要求。

2.3外形

2

2.3.1不圓度

本文件規(guī)定熱軋圓鋼、冷拉圓鋼、盤條、鋼絲的不圓度要求，滿足精密加工需求。

2.3.2彎曲度

由于現(xiàn)有加工設(shè)備自動化的程度越來越高，避免在下料過程中出現(xiàn)卡料的問題，因此對

原材料的彎曲度提出更高的要求。

熱軋圓鋼、冷拉圓鋼和鋼絲按不同規(guī)格提出了不同的每米彎曲度要求。公稱直徑≤100mm

的熱軋圓鋼自動下料比例多，GB/T18254-2016無法滿足要求，因此指標提升；公稱直徑＞

100-200mm的熱軋圓鋼，同GB/T18254-2016；公稱直徑＞200mm的熱軋圓鋼，以鋸切為主，

根據(jù)實際使用對彎曲度要求沒那么嚴格，按3.5進行控制。

冷拉圓鋼、鋼絲以采用冷鐓工藝主要制作鋼球和滾動體，彎曲度大時對下料重量會有影

響，同時會影響表面加工精度。因此在GB/T18254-2016的基礎(chǔ)上加嚴了指標要求。

2.3.3端頭形狀

本文件規(guī)定鋼材的端頭形狀要求，確保后道加工工序順暢。

3、技術(shù)要求

3.1牌號及化學(xué)成分

3.1.1牌號

本文件規(guī)定了高碳鉻軸承鋼牌號為GCr15、GCr15SiMn和GCr18Mo，占市場需求90%以上。

目前我國高碳鉻軸承鋼的年產(chǎn)量近400萬噸。隨著我國高端制造業(yè)的發(fā)展，對于超純凈高碳

鉻軸承鋼的需求量不斷提高，預(yù)計到2035年的需求量將達到100萬噸以上，且主要以連鑄

方式生產(chǎn)。

3.1.2化學(xué)成分

本標準涉及高碳鉻軸承鋼的殘余及有害元素含量控制，對鋼中C、O、Ca、Ti、Al、Cu

等元素加嚴控制，以獲得超潔凈度要求。見表2。

表2殘余及有害元素對比

化學(xué)成分（質(zhì)量分數(shù)），%

標準牌號

COCaTiAlCu

0.93～≤

GCr15≤0.0005≤0.0005≤0.0010≤0.040

1.050.020

本文件

GCr15SiMn、0.93～≤

≤0.0005≤0.0005≤0.0015≤0.040

GCr18Mo1.050.020

3

GB/TGCr15、

0.95～≤

18254-2016GCr15SiMn、≤0.0006≤0.0010≤0.0015≤0.050

1.050.025

（特級優(yōu)質(zhì)鋼）GCr18Mo

3.2制造方法

為獲得超高純凈度，獲得長接觸疲勞壽命。本文件規(guī)定鋼由鐵水預(yù)處理+真空脫氣處理

+連鑄生產(chǎn)。

3.3低倍組織

本文件按GB/T18254特級優(yōu)質(zhì)鋼的要求規(guī)定。

3.4宏觀夾雜物

針對GB/T18254特級優(yōu)質(zhì)鋼采取的發(fā)藍斷口宏觀夾雜物，我們采用國際高標準軸承鋼

通用的超聲波檢測方法。本文件夾雜物的檢出效率更高，規(guī)定宏觀夾雜物的測試體積為

5.0dm3，純凈度總指數(shù)不大于3mm/dm3，單個夾雜物信號長度不大于5mm，該技術(shù)指標達到

了國際的先進水平。

3.5微觀夾雜物

超純凈軸承鋼要求具有極低的夾雜物含量，極小的顆粒尺寸及均勻的分布。本文件在

GB/T18254-2016特級優(yōu)質(zhì)鋼要求的基礎(chǔ)上，加嚴了A、B類夾雜物的限制級別，從傳統(tǒng)研

究來說，A類夾雜物是幾類夾雜中對疲勞性能影響最小的，但是對超高周疲勞來講的話，需

要對這類硫化物的形狀和數(shù)量進行控制。

同時規(guī)定每個試樣各類夾雜物的最大級別應(yīng)不超過規(guī)定的要求，這與GB/T18254-2016

中平均值的概念完全不同，極大的提高了鋼材的潔凈度要求。

由于氮化鈦的形狀和硬度比較特殊，特別是對全淬透性軸承鋼的接觸疲勞壽命十分不利，

因此在GB/T18254-2016特級優(yōu)質(zhì)鋼的基礎(chǔ)上，增加了兩個牌號GCr18Mo、GCr15SiMn的氮

化鈦評級要求。

3.6脫碳層

本標準中公稱直徑150mm以下的熱軋圓鋼、圓盤條的脫碳層按按照GB/T18254-2016

標準的相關(guān)規(guī)定制定；

由于現(xiàn)在連鑄軸承鋼的規(guī)格越來越大，應(yīng)用在工業(yè)、風(fēng)電等領(lǐng)域，對鋼材的表面脫碳也

有嚴格要求，便于客戶對大規(guī)格材的使用需求，省去對脫碳指標的協(xié)商環(huán)節(jié)，本標準對公稱

直徑大于150mm的材料的脫碳進行了約束，可供客戶直接采用。

鋼絲的脫碳層根據(jù)高端用戶的使用要求制定。

3.7顯微組織

本標準參照GB/T18254-2016特級優(yōu)質(zhì)鋼制定鋼材的顯微組織要求，滿足用戶要求。

4

3.8碳化物不均勻性

本標準參考GB/T18254-2016特級優(yōu)質(zhì)鋼規(guī)定了鋼材的碳化物網(wǎng)狀、帶狀要求。

針對碳化物帶狀、碳化物顆粒聚集程度不同，對軸承的疲勞使用壽命影響也不一樣，碳

化物顆粒越離散，影響越小。因此，本標準規(guī)定了以100倍視場為基準，參考500倍，如

500倍下碳化物松散、顆粒小，可適當(dāng)減輕半級進行評級。

碳化物液析作為大尺寸的碳化物，它的存在有害影響遠遠大于帶狀，隨著冶煉裝備和工

藝進步，軸承鋼的碳化物液析是完全可以控制的，因此本標準在GB/T18254-2016特級優(yōu)質(zhì)

鋼的基礎(chǔ)上對碳化物液析加嚴控制，見表3。

表3碳化物液析的合格級別

公稱直徑/mm合格級別/級，不大于

GB/T18254-2016

GB/T

本標準本標準GB/T18254-2016附錄A中評級圖

18254-2016

≤300.5

≤600

＞30～601.0

第9級別圖

＞60～1500.51.5

＞1501.0-

3.9顯微孔隙

對于這三類鋼牌，公稱直徑不大于120mm的鋼材，存在滾動體用途，由于加工過程變形

量小，因此不允許有顯微孔隙；公稱直徑大于120mm的鋼材主要是套圈用途，在鍛造碾環(huán)過

程中的壓縮比會焊合顯微孔隙。因此本標準規(guī)定公稱直徑不大于120mm鋼材不應(yīng)有顯微孔隙，

公稱直徑大于120mm鋼材，中心外部不得有超過GB/T18254-2016第10評級圖的顯微孔隙

存在。

3.10超聲檢測

與GB/T18254-2016特級鋼相比，本標準規(guī)定鋼材進行100%超聲波檢測，要求直徑不

大于100mm鋼材應(yīng)符合AA級，直徑100~150mm鋼材應(yīng)符合A級。直徑大于150mm的鋼材，

其超聲檢測的合格級別由供需雙方協(xié)商。

3.11表面質(zhì)量

本標準參照GB/T18254-2016標準制定鋼材的表面質(zhì)量要求，以滿足高端用戶的使用。

特別是供壓力加工用的鋼材表面有害缺陷清除深度和寬度都進行了規(guī)定，避免在鍛造和穿管

出現(xiàn)表面折疊等缺陷。

3.12接觸疲勞壽命

接觸疲勞壽命是軸承鋼最關(guān)鍵的綜合性能指標，與鋼材的潔凈度、均質(zhì)性都有關(guān)系，目

前國內(nèi)外都把疲勞壽命作為軸承鋼評價的必須指標之一，通過接觸疲勞壽命測試，可有效評

5

價鋼材的整體質(zhì)量。因此本標準依據(jù)JB/T10510測試方法，規(guī)定鋼材在4.5GPa的載荷下，

額定壽命L10不小于1.2×107次。

四、主要試驗(或驗證)情況

本標準是針對交通、工業(yè)、能源、航空等長接觸疲勞壽命性能的軸承套圈和滾動體用高

碳鉻軸承鋼，結(jié)合我國先進連鑄軸承鋼生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和國內(nèi)外高端客戶的使用數(shù)據(jù)而

制定完成的。本標準各項技術(shù)指標符合高端制造實際使用需求，該標準的實施有利于提高我

國的連鑄軸承鋼生產(chǎn)技術(shù)水平與世界接軌，擴大中國連鑄軸承鋼的國際市場影響力。

五、與國家和行業(yè)有關(guān)的現(xiàn)行的方針、政策、法律、法規(guī)和強制性標準的關(guān)系

本標準與國家相關(guān)技術(shù)標準和法規(guī)保持一致，沒有沖突。

六、對該標準作為強制性標準或推薦性標準的建議，標準水平評定的建議和理由

本標準為推薦性標準。推薦性標準一經(jīng)接受并采用，或各方商定同意納入經(jīng)濟合同中，

就成為各方必須共同遵守的技術(shù)依據(jù)，具有法律上的約束性。

七、貫徹標準的要求和措施建議（包括組織措施、技術(shù)措施、過渡辦法等內(nèi)容）

本標準應(yīng)由中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會牽頭，在主管單位和技術(shù)歸口單位的支持下大力推進標準

的實施，提高該領(lǐng)域產(chǎn)品水平。

建議相關(guān)部門組織對標準進行宣傳，使相關(guān)人員對標準充分理解，提高市場對標準的認

知度和認可度，從而提高標準的應(yīng)用效果。

本標準項目組將繼續(xù)進行標準的研究、推廣和應(yīng)用咨詢工作。

八、廢止有關(guān)標準的建議

無

九、其它應(yīng)予說明的事項

無

江陰興澄特種鋼鐵有限公司

《超純凈連鑄高碳鉻軸承鋼》團體標準項目組

2020年12月25日

6

《超純凈連鑄高碳鉻軸承鋼》團體標準編制說明

(草案)

一、工作簡況

1、任務(wù)來源

本項目是依據(jù)中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會[2020]126號文“關(guān)于聯(lián)合下達《鋼鐵高質(zhì)量發(fā)展標

準引領(lǐng)》團體標準制定計劃的通知”下達的項目計劃，計劃編號為20200133，項目名稱為

《超純凈連鑄高碳鉻軸承鋼》。主要起草單位：江陰興澄特種鋼鐵有限公司、鋼鐵研究總院、

洛陽軸研科技股份有限公司、洛陽LYC軸承有限公司、瓦房店軸承集團有限責(zé)任公司、冶金

工業(yè)信息標準研究院，計劃完成時間為2021年6月。

2、主要工作過程

（1）2019年完成立項建議，向中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會申請項目立項。

（2）2020年9月，中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會（2020）126號文下達的“關(guān)于聯(lián)合下達《鋼鐵高質(zhì)

量發(fā)展標準引領(lǐng)性的》團體標準制定計劃的通知”，批準該項目。

（3）于2020年9月正式成立標準編制組，進行了起草標準的數(shù)據(jù)收集、情況調(diào)研、問題分

析等準備工作并對國內(nèi)外同類產(chǎn)品標準水平進行對比分析；

（4）2020年12月完成標準征求意見稿。

3、主要參加單位和工作組成員及其所做的工作

本標準主要起草人秉承實現(xiàn)“科學(xué)、合理、先進、實用”的國家標準編制原則。承擔(dān)的

標準研制工作為；

（1）收集、對比相關(guān)國內(nèi)外標準，確認為現(xiàn)行有效版本；

（2）對產(chǎn)品實物質(zhì)量（尺寸外形及其允許偏差、化學(xué)成分、力學(xué)性能和工藝性能）進行測

量、統(tǒng)計、對比和分析；

（3）收集下游行業(yè)對于超高強度橋梁纜索鋼絲用盤條關(guān)注的質(zhì)量指標要求；

（4）編寫本標準各稿和標準編制說明、標準水平對比分析、意見匯總及處理、實物質(zhì)量數(shù)

據(jù)的統(tǒng)計及分析；

（5）完成標準的報批稿；

（6）策劃標準宣貫工作，落實標準宣貫方式及人員，組織編寫宣貫材料。

二、標準編制原則

本文件在制定過程中，遵循“面向市場、服務(wù)產(chǎn)業(yè)、自主制定、適時推出、及時修訂、

1

不斷完善”的原則，注重標準制定與技術(shù)創(chuàng)新、試驗驗證、產(chǎn)業(yè)推進、應(yīng)用推廣相結(jié)合，本

著先進性、科學(xué)性、合理性和可操作性以及標準的目標、統(tǒng)一性、協(xié)調(diào)性、適用性、一致性

和規(guī)范性的原則來進行本標準的制定工作。

本標準在起草過程中主要按GB/T1.1-2020《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準化文件

的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的要求編寫。在確定本標準主要技術(shù)指標時，綜合考慮生產(chǎn)企業(yè)的能力

和用戶的利益，尋求最大的經(jīng)濟、社會效益，充分體現(xiàn)了標準在技術(shù)上的先進性和合理性。

三、主要內(nèi)容說明

1、范圍

連鑄作為軸承鋼的