轴承钢,是钢铁行业里应用得最为广泛的一种,也是钢铁生产过程中要求最严格的钢种之一。使用轴承钢,可以有效地提高轴承的扭转性能、降低噪音和延迟使用寿命。

   由于其性能优越,所以国际上严格要求了其成分必须具有均匀的硬度、耐磨性和高的弹性极限但其成分里究竟应该包含多少碳量、多少含铬量,却是一门大大的学问。

   每一位冶金技术人员都应该懂得不同种类的轴承钢的成分构成,才能更顺利地冶炼出高质量的轴承钢。轴承钢,作为是所有钢铁生产中要求最严格的钢种之其含碳量ωc为1%左右,含铬量ucr为0.5%1.65%。

   高碳铬轴承钢GC15产量目前占到世界轴承钢生产总量80%以上。高碳铬轴承钢Gcr15是世界上生产量最大的轴承钢,含碳M为1%左右,含铬量Wr为15%左右。从1901年诞生至今100多年来,高碳铬轴承钢GCr15的主要成分基本上没有改变过。以至于轴承钢如果没有特殊的说明,那就是指GCr15。

   一般的轴承钢,主要都是高碳铬轴承钢,即含碳量1%左右,加入1.5%左右的铬,并含有少量的锰、硅元素的过共析钢。铬可以改善热处理性能、提高淬透性、组织均匀性、回火稳定性,又可以提高钢的防锈性能和磨削性能。但当铬含量超过1,65%时,淬火后会增加钢中残余奥氏体,降低硬度和尺寸稳定性,增加碳化物的不均匀性,降低钢的冲击韧性和疲劳强度。为此,高碳铬轴承钢中的含铬量一般控制在1,65%以下。只有严格控制轴承钢中的化学成分,才能通过热处理工序获得满足轴承性能的组织和硬度。

   轴承钢分类

   1.高碳轴承钢

   适用于内外套圈和滚动体,回火硬度为HRC61-64。牌号GCr15、GCr15SiMn等,要求钢中P、S含量不大于0.025%,并限制Ni、Cu等残余元素含量,钢中氧含量控制在(12 X 10-6)%之内。规定进行酸浸低倍组织检验;根据要求,进行淬火断口检验;规定进行非金属夹杂物、显微孔隙、显微组织、碳化物不均匀度、脱碳深度检验;供冷镦和冲压用钢还要进行顶锻检验。这类钢要用电炉冶炼,还要求进行真空脱气处理或其他精炼方法冶炼。这类钢适用于制造通用的轴承套圈和滚动体。

   2.渗碳轴承钢

   适用于有冲击和抗震要求的轴承。牌号G20CrMo、G20CrNiMo G20CrN12Mo等,属于低碳合金结构钢。对冶炼方法、化学成分、力学性能、低倍组织(酸浸低倍和塔形发纹)、高倍组织(非金属夹杂物、晶粒度、显微组织)规定严格的要求,并对部分钢材规定逐支进行超声波检验,进行末端淬透性检验。多制成棒材,用于农业及其他机械等部门。

   3.不锈轴承钢

   适用于有不锈和抗大气腐蚀的轴承以及精密微型轴承。牌号G95Cr18、G102Cr18Mo等,为高碳高铬马氏体型钢,对化学成分、硬度、低倍组织和高倍组织都作出严格规定,要求采用电弧炉并经电渣重熔(可采用非真空感应炉或真空感应炉冶炼并经电渣重熔)工艺生产。多用于腐蚀条件下工作的轴承。

   4.中高温轴承钢

   适用于工作温度>200℃的高温轴承。牌号G8Cr4M04V,规定采用非真空感应炉或真空感应炉冶炼并经电渣重熔方法生产,严格规定化学成分,特别是限制P、S含量,严格检验高、低倍组织和脱碳深度。多用于高温条件下工作的轴承。

   5.特殊轴承钢

   适用于有防磁和抗特殊介质腐蚀的轴承,如G52合金、G60合金以及自润滑石墨钢等。

   面对成分要求如此严格的轴承钢,其冶金过程中对质量的控制也极其严苛,要注意如下几点:

   (1）较高的尺寸精度

   (2）特别严格的纯洁度

   (3) 严格的低倍组织和显微(高倍)组织

   (4) 特别严格的表面缺陷和内部缺陷

   (5) 严格的碳化物不均匀性

   (6) 严格的表面脱碳层深度

   随着经济发展,中国各地的城市基础设施工程正进行得热火朝天,而精密的轴承等基础机械铸造业也飞速发展,造成对轴承的需求越来越多,未来的轴承钢市场前景一片光明。各大钢铁厂更要充分了解各大分类的轴承钢成分构成及其物理性能,在冶炼过程中要严格控制成分含量,同时注意对冶金质量的严格控制,使得冶炼出来的轴承钢符合国际标准,并可以满足快速增长的市场需求。