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轴承钢介绍以及我国轴承钢的选用
来源:上海进口轴承公司    发布于:2011-09-19 09:14:06    文字:【】【】【
摘要:在中国经过多年的试验,已初步确定Cr4Mo4 V为首选的高沮轴承钢。该钢可以在316℃下长期工作.具有较好的高温硬度和高温尺寸稳定性,具有良好的耐磨性能和接触疲劳性能。该钢以前主要采用电渣工艺进行冶炼,其钢中氧含量可达到30X 10」左右.20世纪9。年代以来,为适应需求.采用真空感应+真空自耗(双真空)炉工艺进行冶炼,其钢中氧含量降到lox 1o以下,因此其非金属夹杂物明显减少,钢的纯沽度得到大幅度的提高,其常温和高温接触疲劳寿命得到明显的提高.Cr4 Mo4 V属于钥系高速钥,其钢中的大尺寸碳化物减少,因此其碳化物不均匀性优于钨系高速钢,通过电渣或真空自耗过程中的水冷结晶器强制冷却快速凝固,使钢的均匀性,尤其是碳化物的均匀性得到改善。Cr4Mo4V高温轴承钢目前在中国已被比较广泛地应用,取得了比较满意的效果。

  (1)介绍:轴承钢(bearing steel)最具代表性的钢种是高碳铬轴承钢〔典型钢种为GCr15),是欧美国家在20世纪初发明的,1913年美国New Departur。公司首先将其纳人标准。随着科学技术的不断进步,高碳铬轴承钢的基本成分虽未改变,但其冶金质量发生了本质的改变,其纯沽度、均匀性和使用寿命得到了大幅度的提高。防着科学技术发展的需求,除高碳铬轴承钥以外,特殊用途的轴承锅.如高沮、不锈、耐蚀和无磁等轴承材料也得到迅速的发展,并形成了相应的系列。
  (2)轴承钢的种类国际标准化组织ISO将轴承钢分为:全淬透性轴承钢、表面硬化轴承钢、不锈轴承钢、高沮轴承钢等四大类共17个钢号。中国已纳人标准的轴承钢分类方法,与IS〕相似,分为高碳铬轴承钥、渗碳轴承钢、不锈耐蚀轴承钢和高温轴承钢四大类。此外未纳人标准的还有中碳轴承钢、无铬轴承钢、无磁轴承钢、金属陶瓷等。
  ①高碳铬轴承钢。高碳铬轴承钢的最具代表性的钢种GCr15(相当于美国的SAE52100),其主要化学成分为含C1.0%, Cr1.5%。由于该钢种合金元索Cr含量不高,价格便宜,且具有高的抗疲劳性能、高的延展性、良好的耐磨性、合适的弹性和韧性,有一定的防锈性能以及良好的冷热加工性能,因此在世界上得到广泛的应用。该钢种在世界各国轴承钢总产It中占80%以上。随着轴承尺寸的增大,对钢的淬透性提出了更高的要求,因此许多国家通过提高铬轴承钢中的Si, Mn含量,或在钢中加人少量的LL。来提高其锌透性,形成了铬锰、铭锰相或铭硅相高淬透性轴承钢。还有将钢中的Cr含量降到0.4%左右,以减少其淬透性,井且通过中频感应加热淬火,可以获得表面硬度高,而心部硬度低、冲击韧性好的低淬透性轴承钢如GCr4。我国新制定的高碳铬轴承钢国家标准GB/T 18254-2000中将我国最新的研究成果体现其中,所制定的牌号和化学成分见表轴承套圈壁厚妻35mm,滚动体直径)70mm的大型和特大型重载轴承可选用表6.4-48所示的GCr] 5SiM。或GCr18 Mo制造。GCr] 5轴承钢常沮下的物理性能见表②渗碳轴承钢。汽车、铁路车辆、轧钢机等使用的轴承多承受高冲击负荷,并且承受强烈冲击,这就要求轴承既具有高的耐磨性、抗疲劳性,又要有良好的冲击韧性。因此采用低碳合金钢进行渗碳热处理的工艺进行制造,以期得到高硬度、抗磨损的表面和高韧性、抗冲击的心部,使轴承强而韧以适应工作条件。采用低碳合金钢进行表面渗碳处理,其表面层处于压应力状态,并且其表层组织为隐晶或细晶马氏体及均匀分布的细小顺拉碳化物,这些对轴承零件的疲劳强度和使用寿命非常有利。渗碳层断口呈瓷状,心部应呈纤维状断口。中国常用的渗碳轴承钢的钢号和应用范围见表③不锈耐蚀轴承钢。不锈耐蚀轴承钢主要用于海水、河水、海洋性气候以及耐硝酸等介质的条件下的轴承.国内外常用不锈钢的钢号和用途见表6.4-51.    我国主要使用的不锈粕承钢的钢号是9Cr18和9Cr18Mo (440C). 9Cr18和9Crl8Mo属于高碳高铭马氏体不锈耐蚀轴承钢,经淬一回火以后具有高的硬度、高的耐磨性和较好的接触疲劳性能。由于9Cr18和9Cr18M。中具有较高的碳和铬.因此易形成大预粒的碳化物,影响使用性能,因此,近期许多国家都大力开发新型的不锈轴承钢,降低钢中的碳和铬的含量,日本和美国等西方国家正大力推广碳含量为 0.65%,铬含址为13.0%的中碳型新型不锈耐蚀轴承钢。这种新型不锈耐蚀轴承钢的硬度可达HRC58以上,碳化物尺寸控制在I0拜 m以下,并且碳化物可均匀分布在墓体中,其接触疲劳额定寿命L,。值较9Cr18M。可提高100%.目前这种新型不锈耐蚀轴承钢被应用在要求低噪声、高精度以及航天和航空领域中。
  ④高温轴承钢。用高碳铬轴承钢制造的轴承,其工作温度只限于250℃以下,超过此温度,钢的硬度急剧下降到HRC58以下.满足不了使用要求.航空发动机使用的涡轮喷气发动机,随着转速的提高和推力的加大,其工作温度可达380℃以上,推力达22000kg, DN值达到3. 5 X 10.因此必须利用高温轴承钢来制造.高温轴承钢的制造和使用是从第二次世界大战后开始的,其主要钢种有前苏联及东欧等国主要采用钨系高沮轴承钢,如P18, P9, 311347,P18K10;美国等西方国家主要采用铭系高温轴承钥,如M2, M50, 14-4、M325, W1)65等。
  在中国经过多年的试验,已初步确定Cr4Mo4 V为首选的高沮轴承钢。该钢可以在316℃下长期工作.具有较好的高温硬度和高温尺寸稳定性,具有良好的耐磨性能和接触疲劳性能。该钢以前主要采用电渣工艺进行冶炼,其钢中氧含量可达到30X 10」左右.20世纪9。年代以来,为适应需求.采用真空感应+真空自耗(双真空)炉工艺进行冶炼,其钢中氧含量降到lox 1o以下,因此其非金属夹杂物明显减少,钢的纯沽度得到大幅度的提高,其常温和高温接触疲劳寿命得到明显的提高.Cr4 Mo4 V属于钥系高速钥,其钢中的大尺寸碳化物减少,因此其碳化物不均匀性优于钨系高速钢,通过电渣或真空自耗过程中的水冷结晶器强制冷却快速凝固,使钢的均匀性,尤其是碳化物的均匀性得到改善。Cr4Mo4V高温轴承钢目前在中国已被比较广泛地应用,取得了比较满意的效果。
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