軸承鋼(gang)生產主要執(zhi)行GB/T18254-2002標(biao)準(zhun)和適應于(yu)(yu)精(jing)鍛(duan)軸承用戶要求(qiu)的萊鋼(gang)GCr15JD質(zhi)量協(xie)議(yi)，其中(zhong)GCr15JD協(xie)議(yi)質(zhi)量要求(qiu)嚴于(yu)(yu)GB/T18254-2002標(biao)準(zhun) ，GCr15JD要求(qiu)氧含量≤10ppm、中(zhong)心偏析級別≤1.0級、成分控制(zhi)、定尺和尺寸偏差等均嚴于(yu)(yu)GB/T18254-2002標(biao)準(zhun)。

軸(zhou)承在工作時承受著(zhu)極大(da)的(de)(de)壓力(li)和(he)(he)摩擦力(li)，所以(yi)要(yao)(yao)求(qiu)軸(zhou)承鋼(gang)(gang)有高(gao)而均(jun)勻的(de)(de)硬度和(he)(he)耐磨性(xing)，以(yi)及高(gao)的(de)(de)彈性(xing)極限。對軸(zhou)承鋼(gang)(gang)的(de)(de)化(hua)(hua)學成分(fen)的(de)(de)均(jun)勻性(xing)、非金屬夾雜(za)物的(de)(de)含量和(he)(he)分(fen)布(bu)、碳(tan)化(hua)(hua)物的(de)(de)分(fen)布(bu)等要(yao)(yao)求(qiu)都十分(fen)嚴格，是所有鋼(gang)(gang)鐵生產中(zhong)要(yao)(yao)求(qiu)最嚴格的(de)(de)鋼(gang)(gang)種之一。1976年國際(ji)標準(zhun)化(hua)(hua)組(zu)織ISO將(jiang)一些通用的(de)(de)軸(zhou)承鋼(gang)(gang)號(hao)納入國際(ji)標準(zhun)，將(jiang)軸(zhou)承鋼(gang)(gang)分(fen)為：全淬透(tou)型軸(zhou)承鋼(gang)(gang)、表面硬化(hua)(hua)型軸(zhou)承鋼(gang)(gang)、不銹軸(zhou)承鋼(gang)(gang)、高(gao)溫軸(zhou)承鋼(gang)(gang)等四類共17個鋼(gang)(gang)號(hao)。

有的國(guo)(guo)家增加一個類(lei)別為(wei)特(te)殊(shu)用途的軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)鋼(gang)(gang)(gang)或合金(jin)。我國(guo)(guo)已納入標準的軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)鋼(gang)(gang)(gang)分(fen)類(lei)方(fang)(fang)法與ISO相似，分(fen)別對應為(wei)高碳(tan)(tan)鉻軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)鋼(gang)(gang)(gang)、滲碳(tan)(tan)軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)鋼(gang)(gang)(gang)、不銹耐蝕軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)鋼(gang)(gang)(gang)、高溫(wen)軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)鋼(gang)(gang)(gang)四大類(lei)。近五十(shi)年(nian)來我國(guo)(guo)還在軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)鋼(gang)(gang)(gang)鋼(gang)(gang)(gang)種及其軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)用材料方(fang)(fang)面(mian)，如無(wu)鉻軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)鋼(gang)(gang)(gang)、中碳(tan)(tan)軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)鋼(gang)(gang)(gang)、特(te)殊(shu)用途軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)鋼(gang)(gang)(gang)及合金(jin)、金(jin)屬陶瓷等取得了很大的進展。

基本要求

根(gen)據(ju)以上對(dui)軸承用鋼的基本要(yao)求，對(dui)軸承用鋼的冶(ye)金質(zhi)量提(ti)出以下(xia)的基本要(yao)求；

①嚴格的化學成分要求。

一般軸承用(yong)鋼主要是高(gao)碳(tan)鉻軸承鋼，即含碳(tan)量1%左右(you)(you)，加入1．5%左右(you)(you)的(de)鉻，并含有少量的(de)錳、硅(gui)元素(su)的(de)過共析鋼。鉻可以改善熱處(chu)理(li)性能、提高(gao)淬(cui)透(tou)性、組織均勻性、回火穩(wen)定性，又可以提高(gao)鋼的(de)防銹(xiu)性能和(he)磨(mo)削(xue)性能。

但(dan)當鉻含量(liang)超過1．65%時，淬火后會(hui)增(zeng)加(jia)鋼中殘余奧氏體(ti)，降(jiang)低硬(ying)度和尺(chi)寸(cun)穩定(ding)性(xing)，增(zeng)加(jia)碳化物的(de)不均勻性(xing)，降(jiang)低鋼的(de)沖擊韌性(xing)和疲勞強度。為此，高碳鉻軸承(cheng)鋼中的(de)含鉻量(liang)一般控制(zhi)在(zai)1，65%以下。只有嚴格控制(zhi)軸承(cheng)鋼中的(de)化學(xue)成分，才能通過熱(re)處理工序獲(huo)得(de)滿(man)足軸承(cheng)性(xing)能的(de)組織(zhi)和硬(ying)度。

②較高的(de)尺寸(cun)精度(du)(du)要求(qiu)，對(dui)于使用在高速鐓鍛(duan)機上(shang)鍛(duan)造(zao)的(de)熱軋退火棒料，應該對(dui)其(qi)尺寸(cun)精度(du)(du)有更高的(de)要求(qiu)。

滾動軸承用鋼(gang)要求鋼(gang)材尺寸(cun)精(jing)(jing)度(du)較高，這是因為(wei)大(da)部分軸承零(ling)件都要經過(guo)壓力成(cheng)(cheng)型(xing)。為(wei)了(le)節省材料和(he)提高勞動生產(chan)率，絕大(da)部分軸承套圈都是經過(guo)鍛造成(cheng)(cheng)型(xing)，鋼(gang)球是經過(guo)冷(leng)鐓(dui)或熱軋成(cheng)(cheng)型(xing)，小(xiao)尺寸(cun)的滾子也是經過(guo)冷(leng)鐓(dui)成(cheng)(cheng)型(xing)。如果鋼(gang)材的尺寸(cun)精(jing)(jing)度(du)不高，就無法(fa)精(jing)(jing)確地計(ji)算下(xia)料尺寸(cun)和(he)重(zhong)量，而不能保證軸承零(ling)件的產(chan)品質量，也容易造成(cheng)(cheng)設備和(he)模具(ju)的損(sun)壞。

③特別嚴(yan)格(ge)的(de)純潔度要求。

鋼(gang)(gang)的純(chun)潔(jie)度(du)是(shi)指鋼(gang)(gang)中所含非金(jin)(jin)屬(shu)夾(jia)(jia)(jia)雜物(wu)的多少(shao)，純(chun)潔(jie)度(du)越高，鋼(gang)(gang)中的非金(jin)(jin)屬(shu)夾(jia)(jia)(jia)雜物(wu)越少(shao)。軸(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)鋼(gang)(gang)中的氧化物(wu)、硅酸鹽等有害夾(jia)(jia)(jia)雜物(wu)是(shi)導致(zhi)軸(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)早期疲勞(lao)剝(bo)落、顯(xian)著降低(di)軸(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)壽(shou)命的主要原因。特別是(shi)脆性夾(jia)(jia)(jia)雜物(wu)危(wei)害最大，由于在(zai)加(jia)(jia)工過程中容(rong)易從金(jin)(jin)屬(shu)基體上剝(bo)落下(xia)來，嚴(yan)重影響軸(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)零件精(jing)加(jia)(jia)工后(hou)的表面質量。因此，為了提(ti)高軸(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)的使(shi)用壽(shou)命和可靠性，必須降低(di)軸(zhou)(zhou)(zhou)承(cheng)鋼(gang)(gang)中夾(jia)(jia)(jia)雜物(wu)的含量。

④嚴格(ge)的低倍組(zu)織(zhi)和顯微（高倍）組(zu)織(zhi)要求(qiu)。

軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)鋼的(de)低倍(bei)(bei)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)是指一般疏松、中(zhong)心疏松和(he)(he)偏析，顯微(wei)（高(gao)倍(bei)(bei)）組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)包括鋼的(de)退火(huo)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)、碳(tan)化(hua)物(wu)網狀(zhuang)、帶狀(zhuang)和(he)(he)液析等。碳(tan)化(hua)物(wu)液析硬而脆(cui)，它的(de)危害性(xing)(xing)與脆(cui)性(xing)(xing)夾雜(za)物(wu)相同(tong)。網狀(zhuang)碳(tan)化(hua)物(wu)降低鋼的(de)沖擊韌性(xing)(xing)，并(bing)使(shi)之組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)不均(jun)勻(yun)，在淬(cui)火(huo)時(shi)容易變形與開裂(lie)。帶狀(zhuang)碳(tan)化(hua)物(wu)影響退火(huo)和(he)(he)淬(cui)火(huo)回火(huo)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)以(yi)及接觸疲(pi)勞強度(du)。低、高(gao)倍(bei)(bei)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)的(de)優劣對(dui)滾動軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)的(de)性(xing)(xing)能和(he)(he)使(shi)用壽命有很大的(de)影響，所以(yi)，在軸(zhou)(zhou)承(cheng)(cheng)(cheng)材料標(biao)準(zhun)中(zhong)對(dui)低、高(gao)倍(bei)(bei)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)有著嚴格(ge)的(de)要求。

⑤特別(bie)嚴格(ge)的表面缺(que)陷和(he)內部缺(que)陷要求。

對軸承鋼而言，表(biao)面缺(que)陷(xian)(xian)包括裂紋、夾渣、毛(mao)刺、結疤、氧化皮等，內部缺(que)陷(xian)(xian)包括縮孔、氣泡、白點(dian)、嚴重的(de)疏松(song)和(he)偏析等。這些(xie)缺(que)陷(xian)(xian)對于軸承的(de)加工、軸承的(de)性能和(he)壽(shou)命有很大的(de)影響，在軸承材料標準中(zhong)明(ming)確規定不(bu)允許出現(xian)這些(xie)缺(que)陷(xian)(xian)。

⑥嚴格的碳化物不均勻性要(yao)求。

在(zai)軸(zhou)(zhou)承鋼中(zhong)，如果出現嚴重(zhong)的(de)(de)碳(tan)(tan)化物(wu)(wu)分(fen)布不(bu)(bu)均(jun)(jun)勻(yun)，則在(zai)熱(re)處理加工過程中(zhong)就容易造成(cheng)組織(zhi)和硬度的(de)(de)不(bu)(bu)均(jun)(jun)勻(yun)，鋼的(de)(de)組織(zhi)不(bu)(bu)均(jun)(jun)勻(yun)性(xing)對(dui)接觸疲勞強度有較(jiao)大(da)的(de)(de)影響(xiang)。另外(wai)，嚴重(zhong)的(de)(de)碳(tan)(tan)化物(wu)(wu)不(bu)(bu)均(jun)(jun)勻(yun)性(xing)還(huan)容易使軸(zhou)(zhou)承零件(jian)在(zai)淬火冷卻時產(chan)生裂(lie)紋，碳(tan)(tan)化物(wu)(wu)不(bu)(bu)均(jun)(jun)勻(yun)性(xing)還(huan)會導致軸(zhou)(zhou)承的(de)(de)壽命降低因此，在(zai)軸(zhou)(zhou)承材料(liao)標準中(zhong)，對(dui)不(bu)(bu)同規格的(de)(de)鋼材均(jun)(jun)有明確的(de)(de)特別要求。

⑦嚴格的表面脫(tuo)碳層深度要求。

在(zai)軸(zhou)承材(cai)料(liao)標準中對鋼(gang)材(cai)表面脫碳(tan)層有著嚴格的(de)(de)規(gui)定，如果表面脫碳(tan)層超出標準的(de)(de)規(gui)定范(fan)圍，且在(zai)熱處(chu)理前(qian)的(de)(de)加工過程(cheng)中又沒有將其全部(bu)清除掉，則(ze)在(zai)熱處(chu)理淬火過程(cheng)中就容易產生淬火裂(lie)紋，造成零(ling)件的(de)(de)報廢(fei)。

⑧其他要求。

在軸承鋼材(cai)料標準中還對軸承鋼的冶煉方法、氧含量(liang)、退火硬(ying)度、斷(duan)口、殘余(yu)元(yuan)素、火花檢驗、交貨(huo)狀(zhuang)態、標識等有嚴格的要求(qiu)。

性能要求

為了滿足以上對(dui)動軸(zhou)承的性能(neng)的要求(qiu)，對(dui)軸(zhou)承鋼材料(liao)提出了以下一些基本的性能(neng)要求(qiu)：

1）高的接觸疲勞強度，

2）熱處理后應具有高的(de)硬(ying)度或能滿足(zu)軸承使用性能要求(qiu)的(de)硬(ying)度，

3）高的耐磨性、低(di)的摩擦系數，

4）高的彈性極限，

5）良好的(de)沖(chong)擊韌(ren)(ren)性和(he)斷裂(lie)韌(ren)(ren)性，

6）良好的尺寸穩定(ding)性，

7）良好的防銹性能，

8）良好的冷、熱(re)加工(gong)性能。

制造要求

夾(jia)雜(za)物的含量(liang)和鋼中氧含量(liang)密切相關，氧含量(liang)越(yue)高，夾(jia)雜(za)物數量(liang)就越(yue)多，壽(shou)命就越(yue)短。

夾雜物和碳(tan)化物粒徑越大、分布越不均勻，使(shi)用(yong)(yong)壽命(ming)也越短，而它們的大小、分布狀(zhuang)況(kuang)與使(shi)用(yong)(yong)的冶(ye)煉(lian)工藝(yi)和冶(ye)煉(lian)質量(liang)密(mi)切相關，生產軸(zhou)承鋼(gang)的主要工藝(yi)是連鑄(zhu)以及電爐冶(ye)煉(lian)+電渣重(zhong)熔(rong)工藝(yi)冶(ye)煉(lian)，還有少量(liang)采用(yong)(yong)真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)感應+真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)自耗的雙(shuang)真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)或(huo)+多(duo)次真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)自耗等工藝(yi)來提高(gao)軸(zhou)承鋼(gang)的質量(liang)。

對軸(zhou)承鋼的(de)(de)冶煉質量要(yao)求(qiu)很(hen)高，需要(yao)嚴格控(kong)制硫(liu)、磷、氫等含(han)量以及非(fei)金屬夾(jia)雜物(wu)(wu)和(he)碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)的(de)(de)數量、大小和(he)分(fen)布(bu)(bu)狀況，因為非(fei)金屬夾(jia)雜物(wu)(wu)和(he)碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)的(de)(de)數量、大小和(he)分(fen)布(bu)(bu)狀況對軸(zhou)承鋼的(de)(de)使(shi)用(yong)壽命影響很(hen)大，往往軸(zhou)承的(de)(de)失效就是在大的(de)(de)夾(jia)雜或碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)周(zhou)圍(wei)產生(sheng)的(de)(de)微裂紋擴展而成。