摘 要: 按搜集的近一二十年來很多和很新的資料加以比較詳細(xì)綜述，闡明軸承鋼的主要類型; GCr15 鋼的球化退火; GCr15 鋼的淬火回火組織結(jié)構(gòu); GCr15 鋼的貝氏體轉(zhuǎn)變; 殘余奧氏體,、納米貝氏體和納米析出相; 淬火-分配 QP 處理; 光學(xué)顯微鏡下出現(xiàn)黑,、白的腐蝕區(qū)分析; 第 2、第 3 代軸承鋼的組織轉(zhuǎn)變與性能; 軸承鋼的純凈度和非金屬夾雜物以及雙真空冶煉技術(shù); 航空軸承用鋼的雙重( 復(fù) 合) 硬化處理等,。試著為我國軸承鋼研究方面的突破性進(jìn)展作出努力,。

關(guān)鍵詞: 軸承鋼; 熱處理; 貝氏體轉(zhuǎn)變; 雙重硬化處理; 顯微組織

軸承按牛津英語辭典定義為能使一部分部件在盡可能很小的摩擦條件下相對于接觸的另一部分部件作轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)的一種機(jī)械零件［1］。同時(shí)具有傳遞載荷和使裝配部件能夠精確定位的功能,。軸承能承受靜態(tài)載荷和循環(huán)載荷在困難環(huán)境下可靠運(yùn)行,，十分明顯，軸承承受著嚴(yán)酷的接觸疲勞負(fù)荷,。軸承主要由滾動(dòng)體( 球,，滾柱，滾針等) 和套圈組成,。顯然,，制造軸承滾動(dòng)體和套圈的鋼為軸承鋼。這類鋼應(yīng)該具有一定的淬透性和淬硬性,，均勻的硬度分布,，很高的耐磨性能，高的拉伸或壓縮強(qiáng)度,、接觸疲勞強(qiáng)度,、塑性和韌度，并具有一定的耐腐蝕性能,。當(dāng)然對耐腐蝕場合使用的軸承材料還應(yīng)具有高的耐腐蝕性能,。

軸承的應(yīng)用已滲透入國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，如機(jī)械工程,、冶金工程,、航空航天工程,、交通運(yùn)輸工程、軍事工程,、海洋工程,、發(fā)電行業(yè),、核電行業(yè),、輕紡工業(yè)等。其中軸承在航空航天事業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用一直在譜寫著最艷麗的篇章,，與此同時(shí),，航空航天事業(yè)的發(fā)展又極大地促進(jìn)軸承和軸承鋼的發(fā)展。

我國自改革開放以來,，國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入高速發(fā)展軌道,，取得的成就令全世界矚目。我國軸承和軸承鋼制造,，研究和發(fā)展以及生產(chǎn)軸承鋼的質(zhì)量的提高正在邁入世界制造大國和向制造強(qiáng)國發(fā)展的地位,。按李昭昆等［2］和張立峰等［3］，我國軸承的行業(yè)銷售額達(dá)到 2000 多億元的經(jīng)濟(jì)規(guī)模,，并以每年 12% ～ 15% 的增速增長,，其中高速、精密和重載等高端軸承的增長速度更快; 我國 2015 年生產(chǎn)的軸承鋼粗鋼產(chǎn)量已達(dá) 258 萬噸,。同時(shí),，一些生產(chǎn) GCr15( 52100， 100Cr6) 軸承鋼的骨干企業(yè),，如興澄特鋼,、寶鋼特鋼和北滿特鋼等已前后通過 SKF、FAG,、NSK 和 Timken等世界著名軸承企業(yè)的認(rèn)證,，已成為它們的材料供應(yīng)商。但是我國生產(chǎn)的軸承存在集中于中低端軸承和小中型軸承上,，表現(xiàn)出“低端軸承過?！币约啊案叨溯S承明顯匱缺”和“依賴進(jìn)口”的弊病。特別在航空航天,，高速鐵路,，高速精密機(jī)床等工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用的軸承，相應(yīng)的使用壽命,、運(yùn)行精度和可靠性,、DN 值和承載能力等方面與先進(jìn)國家的高端軸承相比存在著較大差距，成為制約我國高端裝備制造和戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸［2 － 3］,。在高水準(zhǔn)軸承鋼生產(chǎn)上,，我國和瑞典、日本,、德國,、美國等發(fā)達(dá)國家之間存在更大差距,，美國已經(jīng)開展了航空發(fā)動(dòng)機(jī)第三代軸承,、齒輪鋼的研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用,，以連鑄軸承鋼為代表的日本山陽( Sanyo) 和以模鑄軸承鋼為代表的瑞典 Ovako ( 2018 年 6 月被新日鐵 Nippon Steel 收購) 達(dá)到了軸承鋼生產(chǎn)工藝以及質(zhì)量的最高水平，它們生產(chǎn)的超高純軸承鋼 EP( extra purified) 和 IQ 軸承鋼( identical quality) 贏得了很高的聲譽(yù)［2］,。為此，我國必須在高端軸承和軸承鋼的研究,、試驗(yàn)和生產(chǎn)上取得突破性的進(jìn)展,。

高品質(zhì)、高精度,、高性能,、長壽命軸承以及軸承鋼的研究,、生產(chǎn)和發(fā)展是一個(gè)宏大的系統(tǒng)工程,，涉及軸承鋼材料成分設(shè)計(jì),、冶煉,、鑄造、軋制,、熱處理,、精密機(jī)械加工,、制造裝備,、潤滑和檢測等許多領(lǐng)域，其中軸承鋼及其熱處理作為軸承材料的基礎(chǔ)將占據(jù)極重要地位,。本文將搜集的近一二十年來很多和很新的資料加以綜述,，試著為軸承鋼研究方面的突破性進(jìn)展作出努力,。

1 軸承鋼的主要類型

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 ISO 的軸承鋼現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)為 ISO 683—17: 2014( E) ,，它為熱處理鋼,、合金鋼和易切削鋼 ( Heat-Treated steels,，alloy steels and free-cutting steels) 的第 17 部分,，名稱為球和滾動(dòng)體軸承鋼( Ball and roller bearing steels) ［4］,。該標(biāo)準(zhǔn)將軸承鋼分為全淬透軸承鋼,、表面淬硬軸承鋼、感應(yīng)淬硬軸承鋼和不銹軸承鋼以及高溫軸承鋼五類,。這五類鋼的鋼號和主要化學(xué)成分列于表 1?，F(xiàn)在英國,、法國和德國的軸承鋼現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)全部與 ISO 683—17: 2014 相等同,。它們分別為: BS EN ISO 683—17: 2014; NF-A35-565- 17-2015 或 NF-EN ISO 683-17—2015 和 DIN EN ISO 683—17: 2015。

美國軸承鋼的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)將軸承鋼分為高碳抗磨軸承鋼 ASTM A295 /A295M － 14［5］,，高淬透性抗磨軸承鋼 ASTM A485 － 17［6］,，滲碳抗磨軸承鋼 ASTM A534 － 17［7］,，不銹抗磨軸承鋼 ASTM A756 － 17［8］和中碳抗磨軸承鋼 ASTM A866 － 14［9］?，F(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中的鋼牌號比以前對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的作了一些修改,，并適當(dāng)補(bǔ)充了 ISO 標(biāo)準(zhǔn)中的牌號,，現(xiàn)在全部整理如表 2，表中對相應(yīng)的主要技術(shù)特點(diǎn)也作了說明,。

我國軸承鋼現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)［10 － 20］比原先對應(yīng)的作了修正,，特別是高碳鉻軸承鋼和滲碳軸承鋼已經(jīng)采用2016 年的標(biāo)準(zhǔn)［11 － 12］。為了突出改動(dòng)部分和相應(yīng)的主要技術(shù)特點(diǎn),，全部整理如表 3,。為了方便比較，表中還加入一些應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī),、鐵路和汽車等的軸承相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容［14 － 19］,，它們與相對應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)有一定不同。我國的中碳耐沖擊軸承鋼國家標(biāo)準(zhǔn)尚未制定,，因而對應(yīng)鋼種的成分尚不能正確標(biāo)出,，但其軸承零件的熱處理技術(shù)條件［20］JB /T 已有現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。

文章來源：熱處理技術(shù)與裝備期刊