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一,其含碳量ωc为1%左右,含铬量ωcr为0.5%-1.65%。国际上按照国际标准,将轴承钢分为六大类:高碳铬轴承钢、无铬轴承钢、渗碳轴承钢、不锈轴承钢、中高温轴承钢及防磁轴承钢。其中,高碳铬轴承钢GCr15产量目前已占到世界轴承钢生产总量的80%以上。而高碳铬轴承钢GCr15是世界上生产量最大的轴承钢,含碳Wc为1%左右,含铬量Wcr为1.5%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。
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。