制造轴承的钢材一般常用的有哪些种？

    国产轴承质量远远落后日、欧、美。在欧洲，瑞典名列头名，德国出类拔萃，美国轴承也是市场宠儿，日本轴承在世界范围内口碑销量俱佳，世界前十的销售额的企业日本就有五家，实力可怕。相比较传统强国而言，我国产轴承难以望其项背。不禁要问，同样是轴承，怎么差距那么大呢?我们首先要从轴承的材质轴承钢谈起。轴承钢牌号表示方法：轴承钢分为高碳铬轴承钢、渗碳轴承钢、中碳铬轴承钢、耐磨蚀轴承钢和高温轴承钢等五大类.洛阳森奥轴承为您详细讲解一下这些钢材的特点及性能。
    1．高碳铬轴承钢
    硬度是轴承质量的重要质量之一，对接触疲惫强度、耐磨性、弹性极限都有间接的影响。轴承钢在运用状况下的硬度个别要到达HRC61~65，能力使轴承取得较高的接触疲惫强度和耐磨性能。我国已生产高碳铬不锈轴承钢，主要钢号有9Cr18；渗碳轴承钢，主要钢号有G20CrMo；铬轴承钢，主要钢号有GCr15。
    2．渗碳轴承钢
    渗碳钢是轴承工业最早采用的钢种，当前又正在发展。渗碳轴承钢用来制造在有冲击负荷或振动条件下工作的轴承元件，例如汽车、机车车辆、建筑机械，轧钢机和农业机械等的轴承元件。对这种钢材的要求为：渗碳表面层可以硬化到具有和高碳铬钢相同的硬度和疲劳强度，芯部控制在HRG35—40的硬度范围内，并具有足够的韧性和良好的综合机械强度，表面保留压应力状态。达到此要求的钢材，所制轴承耐冲击，表面不易开裂，即使表面硬化层发生微裂纹，也不易向内层扩展。
    渗碳轴承钢的热处理工艺复杂，容易产生脆性、软点、硬度不均等废品，因而成本较高。
    为了确保渗碳轴承的强度，渗碳元件的表面硬度，表层向内层的硬度分布以及芯部硬度，三者都很重要。渗碳浓度要控制适中，含碳量愈高寿命愈长，但要在残余奥氏体含量的允许范围内，因为含碳量高，残余奥氏体含量也高厂．轴承尺寸稳定性差。另外，为了改善淬透性，不宜过多加入某一种元素，宜微量地加入多种合金元素。
    3．中碳轴承钢
    在承受更大冲击而渗碳钢也不能适应的场合下，常采用中碳锰钢、铬钢等制造轴承零件，多为低速大型硬度要求不太高的元件以及各种尺寸的螺旋滚子等。
    新近开发的某些中碳钢品种如GCr15可应用于大中小型各种尺寸轴承元件的制造，这是一种可望广泛应用的有发展前途的钢种。它的化学成分和GCrl5大体相同，只是含碳量较低，其特点是能显着改善钢中碳化物的不均向性，获得均匀细小的球化退火组织，微裂纹难于萌生和扩展，使得疲劳强度和压碎强度高于GCr15，由于含碳量少，位错马氏体的比例增加，对材料缺陷的敏感性就降低，其淬火硬度可以较高，含铬量又与GCr15相同，所以它的耐磨性，防锈性、回火稳定性，淬透性以及多种机械特性与GCr15相当，而对于振动和冲击负荷的耐力，则高于GCrl5，同时这种钢的工艺性能较好，钢的生产和轴承制造成本有所降低，轴承的使用寿命也有所增加，因此可以在很大范围内与GCrl5相竞争。
    4．高温轴承钢
    （１）对高温下工作的轴承钢材的要求
    现代技术如核动力系统、喷气式发动机以及燃气轮机等的工作温度常达数百度以至数千度，，显然普通的轴承钢材无法应用。必须使用高温轴承钢或其他耐高温材料。
    通常认为超过120℃的温度条件，便算是高温工作条件，此时普通轴承钢会发生组织变化和屈服强度降低，精度逐步丧失；而当轴承工作温度超过轴承材料回火温度时，其硬度就明显下降，工作温度超过180℃时硬度就急剧下降，很快出现早期疲劳和磨损。
    保证轴承在高温下运转精度和使用寿命的中心环节是保证轴承在高温下具有足够的硬度和尺寸与形状的稳定程度，因此对于高温轴承钢提出如下要求：
    1)高温下硬度不低于HRC50～56；金相组织稳定；2)高温尺寸稳定性良好，温度膨胀系数小，没有显着的组织变化，抗蠕变性好，残余应力小；3)抗氧化性好，生成的氧化膜与基体结合牢固，而且耐磨性和疲劳强度好，耐热震性好，能经受较快的温度变化，导热性要好；4)作为轴承钢所应有的其他材料特性。
    （２）高温轴承的常用钢材在180℃以下的低负荷场合，可将常用轴承钢进行高温回火(160～300℃)使用，如果硬度不合要求，可改用亚高温轴承钢GCrSiWV，这种钢的工作温度在250℃左右。在300℃左右的温度下可采用Cr4Mo4V，在538℃以下可采用W6Cr4Mo5V2，超过此温度则使用钴基、铬基或钼基合金制造轴承，而当温度超过810℃时可用碳化钛、碳化钨等金属陶瓷材料，更高温度时可使用氧化锆等陶瓷材料，用这类材料制成的轴承所能承受的最高工作温度可达1650℃。
    5．耐腐蚀轴承钢
    几种高温轴承钢的寿命对比在普通轴承钢已不能胜任的腐蚀性介质环境中，就要用耐腐蚀轴承钢来制造轴承及其零件，例如在接触水或水蒸气的水力机械中，在接触酸和碱的化工机械中，在接触海水的舰艇船舶中；仪器仪表中的轴承也常用耐腐蚀钢制造，因为轴承稍有锈蚀便会影响到它们的计量精度和反应灵敏度；食品工业中的轴承有时也用耐腐蚀钢制造，因为它希望轴承能耐腐蚀，不致有腐蚀物质而引起食物污染。耐腐蚀轴承钢可分为两大类：一类是马氏体系不锈钢用于要求硬度较高的场合；一类是奥氏体系不锈钢，用于要求有更好耐腐蚀性的场合。前者常添加相当数量的钼来取代部分铬，以改善耐海水腐蚀的性能，后者的硬度较低，负荷承载能力和使用寿命不及前者。
    许多耐腐蚀钢也能耐高温，两种钢材常常通用，但二者的目标却不相同，高温用钢材重点要求高温硬度和高温尺寸与形状精度的稳定性，而耐腐蚀钢重点要求化学稳定性。现代技术要求轴承在高温、高腐蚀性、无润滑的条件下运转，例如新式原子锅炉中的轴承要在钠溶液中运转，上述高温轴承钢都不能适应，这时需用特殊非铁合金或陶瓷材料制造轴承了。
    （１）对高温下工作的轴承钢材的要求
    现代技术如核动力系统、喷气式发动机以及燃气轮机等的工作温度常达数百度以至数千度，，显然普通的轴承钢材无法应用。必须使用高温轴承钢或其他耐高温材料。
    通常认为超过120℃的温度条件，便算是高温工作条件，此时普通轴承钢会发生组织变化和屈服强度降低，精度逐步丧失；而当轴承工作温度超过轴承材料回火温度时，其硬度就明显下降，工作温度超过180℃时硬度就急剧下降，很快出现早期疲劳和磨损。
    保证轴承在高温下运转精度和使用寿命的中心环节是保证轴承在高温下具有足够的硬度和尺寸与形状的稳定程度，因此对于高温轴承钢提出如下要求：
    1)高温下硬度不低于HRC50～56；金相组织稳定；2)高温尺寸稳定性良好，温度膨胀系数小，没有显着的组织变化，抗蠕变性好，残余应力小；3)抗氧化性好，生成的氧化膜与基体结合牢固，而且耐磨性和疲劳强度好，耐热震性好，能经受较快的温度变化，导热性要好；4)作为轴承钢所应有的其他材料特性。
    （２）高温轴承的常用钢材在180℃以下的低负荷场合，可将常用轴承钢进行高温回火(160～300℃)使用，如果硬度不合要求，可改用亚高温轴承钢GCrSiWV，这种钢的工作温度在250℃左右。在300℃左右的温度下可采用Cr4Mo4V，在538℃以下可采用W6Cr4Mo5V2，超过此温度则使用钴基、铬基或钼基合金制造轴承，而当温度超过81℃时可用碳化钛、碳化钨等金属陶瓷材料，更高温度时可使用氧化锆等陶瓷材料，用这类材料制成的轴承所能承受的最高工作温度可达1650℃。
    有专家专门针对国内外轴承钢的材质和接触疲劳寿命进行了对比，国产钢材疲劳寿命的稳定性普遍不如国外钢材好。原因主要是国内外轴承钢冶金质量的差别，冶金质量是影响其接触疲劳寿命高低的关键。
    国外自70年代以来，由于冶炼轴承钢采用真空脱气处理，因此，钢中气体如氧、氢的含量对钢的质量的影响就显得很重要。特别在氧含量对钢的污染度和疲劳寿命的影响方面，做了大量的研究工作，这些研究表明，轴承钢氧含量越低，纯洁度和额定疲劳寿命越高。目前，国外在真空脱气处理基础上进一步采取措施，生产极低氧(含氧量在10PPM以下)轴承钢，其寿命比真空脱气钢有更明显的提高。
    国内钢材中硫化物夹杂总量明显比国外钢材低，国外钢材中，又以SKF材硫化物总量最高。关于轴承钢中硫化物夹杂对疲劳寿命的影响作用，国内外的一些试验提出“无害”或“有益”的论点;也有的试验研究工作认为，在氧化物夹杂少的情况下，多量的硫化物夹杂对钢的疲劳寿命是不利的。
    此外，经分析，国内钢材中非金属夹杂物颗粒较大，分布集中;而国外钢材中的夹杂物非常细小、分散。在夹杂物形态上两者也是有明显区别的。
    近年来,国内外轴承钢产量和品种不断有所增加。但就其质量而言,决定轴承钢疲劳寿命大小的关键因素是钢中氧含量的高低,氧含量越低,轴承寿命越高。因此,世界各国都在努力寻找合理的轴承钢精炼工艺以及相应的脱氧制度以获得较低的轴承钢氧含量。