濟南博大軸承介紹國內(nèi)外軸承鋼鋼種系列發(fā)展狀況

軸承用鋼的質(zhì)量是所有合金鋼中要求嚴格、檢驗項目多的鋼種。世界公認軸承鋼的水平是一個國家冶金水平的標志。隨著科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，軸承鋼使用條件日益惡劣，對軸承提出了苛刻的要求。由于軸承的工作環(huán)境、使用條件不同,除了大量生產(chǎn)高碳鉻軸承鋼外,還發(fā)展了滲碳軸承鋼、中碳軸承鋼、不銹軸承鋼、高溫軸承鋼等系列鋼種。
高碳鉻軸承鋼是軸承鋼的代表鋼種,各國對之都有專用的技術(shù)標準。例如, ISO/FDIS683-17中納標的高碳鉻軸承鋼鋼種有: 100Cr6、100CrMnSi4-1、100CrMnSi6-4、100CrMnSi6-6、100CrMo7、100CrMo7-3、100CrMo7-4、100CrMnMoSi8-4-6。美國的ASTM A295的高碳鉻軸承鋼包括:52100、5195、UNSK19526、1070M、5160。此外,美國對高淬透性的高碳鉻軸承鋼,有專用標準
ASTM A485,其包括的鋼種有: Grade1~Grade4、100CrMnSi4-4、100CrMnSi6-4、100CrMnSi6-6、100CrMo7、100CrMo7-3、100CrMo7-4、100CrMnMoSi8-4-6。
中國的高碳鉻軸承鋼(GB/T18254-2002)包括的鋼種有: GCr15、GCr15SiMn、GCr4、GCr15SiMo、GCr18Mo。
滲碳軸承鋼的表面經(jīng)滲碳處理后具有高硬度和高耐磨性,而心部仍有良好的韌性,能承擔(dān)較大的沖擊。這類鋼的使用溫度也一般在200℃以下。這類鋼在美國的產(chǎn)量約占軸承鋼總產(chǎn)量的30%,在中國僅占3%左右。ISO/FDIS683-17中納標的滲碳軸承鋼鋼種有20Cr3、20Cr4、20MnCr4-2、17MnCr5、19MnCr5、15CrMo4、20CrMo4、20MnCrMo4-2、20NiCrMo2、20NiCrMo7、18CrNiMo7-6、16NiCrMo16-5。
美國的ASTM A534的滲碳鋼標準中,除了覆蓋ISO/FDIS683-17的所有鋼種外,還包括:4118H、4320H、4620H、4720H、4817H、4820H、5120H、8617H、8620H和9310H。
中國的滲碳軸承鋼標準GB/T3203-82中的鋼種有: G20CrMo、G20CrNiMo、G20CrNi2Mo、G20Cr2Ni4、G10CrNi3Mo、G20Cr2Mn2Mo。G20CrMo鋼經(jīng)滲碳、淬回火后,表層具有較高硬度和耐磨性,達到軸承材料基本要求。心部硬度較抵,有較好的韌性,適用于制作受沖擊負荷的零部件。另外還具有較高的熱強性。它與美國的4118H相近似。G20CrNiMo鋼經(jīng)滲碳或碳氮共滲后具有明顯優(yōu)于GCr15鋼的接觸疲勞壽命,表面耐磨性與GCr15鋼相近。心部有足夠的韌性。該鋼具有良好的淬透性。它是制作耐沖擊負荷軸承的良好鋼種,它與美國的8620H相近。G20CrNi2Mo鋼具有中等表面硬化性,它比G20CrNiMo鋼具有更好的淬透性和高的綜合力學(xué)性能。適用于制作鐵路火車的滾動軸承套圈,還可制作汽車的齒輪。它與美國的4320H相近。G20Cr2Ni4鋼滲碳后表面具有相當(dāng)高的硬度、耐磨性和接觸疲勞強度,同時心部韌性良好,能耐強烈的沖擊負荷。但對白點形成敏感,有回火脆性。適合制作耐沖擊負荷的大型軸承。G10CrNi3Mo是一種合金含量相對高的、高淬透性的表面滲碳鋼。因其含碳量較低,心部硬度不高于32~38HRC。它與美國的9310H相近。
G20Cr2Mn2Mo鋼的強度、塑性、韌性及工藝性能與G20Cr2Ni4鋼相似,其滲碳速度快,易達飽和,滲碳表面易形成粗大碳化物。用于制造高沖擊負荷下工作的特大型和大中型軸承零件。
中碳軸承鋼的開發(fā)主要為適應(yīng)輪轂和齒輪等部位具有多種功能的軸承部件或特大型軸承。適用于制作掘進、起重、大型機床等重型設(shè)備上用的特大尺寸軸承，一般轉(zhuǎn)速不高，但承受較大的軸向、徑向載荷及彎曲應(yīng)力等。其熱加工、冷加工性能較好,與滲碳、碳氮共滲相比較,工藝也較簡單,且同樣達到表面硬化效果,因此,近年來發(fā)展較快。ISO/FDIS683-17中納標的中碳軸承鋼鋼種有: C56E2 (相當(dāng)于S55C或SAE1055)、56Mn4、70Mn4 (相當(dāng)于SAE1070)、43CrMo4 (相當(dāng)于SCM440或SAE4142)。美國中碳軸承鋼標準ASTM A866 (2001)中,除了C56E2和56Mn4之外,還有: 1030、1040、1050、1541、1552、4130、4140、4150、5140、5150、6150和43CrMo4。這些中碳軸承鋼淬回火處理后具有高的屈強比,較高彈性極限和耐磨性能,良好的抗疲勞和抗多次沖擊性能。中國沒有專用的中碳軸承鋼。常借用于中碳軸承的中碳合金鋼鋼種有: 55、50MnA、70Mn、37CrA、65Mn、50CrVA或50CrNi、55SiMoVA、50SiMo、50CrNiMo或SAE8660。
不銹軸承鋼主要為適應(yīng)化工、石油、造船、食品工業(yè)等的需要而發(fā)展起來的,用于制造在腐蝕環(huán)境下工作的軸承及某些部件,也可用于制造低摩擦、低扭矩儀器、儀表的微型精密軸承。不銹軸承鋼主要有:中、高碳馬氏體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、沉淀硬化型不銹鋼等。為滿足軸承的硬度要求,多采用馬氏體不銹鋼。
ISO/FDIS683-17中納標的不銹軸承鋼鋼種有: X47Cr14、X65Cr14、X108CrMo17 (相當(dāng)于ASTM440C)、X90CrMoV18-1。美國標準ASTM A756中的不銹軸承鋼有:440C和440CMOD。中國不銹軸承鋼標準GB3086中的鋼種為9Cr18 (相當(dāng)ASTM440C)和9Cr18Mo。
隨著航空、航天工業(yè)的發(fā)展,噴氣發(fā)動機、燃汽輪機和宇航飛行器的制造的要求越來越高,軸承的工作溫度越來越高,甚至高于300℃。這樣,高溫軸承鋼應(yīng)運而生。高溫軸承鋼應(yīng)具有高的高溫硬度(大于50HRC)、尺寸穩(wěn)定性、耐高溫氧化性、低的熱膨脹性和高的抗蠕變強度。其中前兩項為選擇高溫軸承鋼材料的主要指標。高溫軸承鋼可分為:高溫不銹軸承鋼、高溫高速工具鋼、高溫滲碳軸承鋼。ISO/FDIS683-17中納標的高溫軸承鋼鋼種有:80MoCrV42-16、X82WmoCrV6-5-4、X75WCrV18-4-1。美國的高速工具鋼標準ASTM A600(1999)中的T1、M2、M50等鋼種可作為高溫軸承鋼使用。中國高溫軸承鋼的標準GB3086中的鋼種為: 8Cr4Mo4V和10Cr14Mo4。8Cr4Mo4V是一種含Mo的高溫不銹鋼,在ASTMA600標準中相當(dāng)于M50,也是各國廣泛使用的一種高溫軸承鋼,具有較好的高溫硬度和高溫尺寸穩(wěn)定性,并且有高的高溫接觸疲勞性能。可以制造工作溫度在315℃以下使用的軸承。主要用于飛機、艦艇發(fā)動機軸承、冶金、化工和原子能工業(yè)中高溫設(shè)備軸承。10Cr14Mo4鋼是9Cr18Mo的改進鋼種，其增加了Mo量,減少了Cr量,使其高溫硬度和耐磨性提高,使用溫度可達480℃。中國高溫軸承鋼系中的高速工具鋼的鋼種有Cr4Mo4V和W18Cr4V。前者相當(dāng)于美國的M50,因綜合性能好和合金元素含量低而廣泛使用,它在耐磨性、高溫硬度和抗氧化性等方面與10Cr14Mo4相當(dāng),作為中級高溫軸承材料可以制造工作溫度在315℃以下使用的軸承。后者相當(dāng)于ASTMA600中的T1,適用于更高溫度和更好的高溫硬度下工作的軸承。中國高溫軸承鋼系中還沒有合適的滲碳高溫鋼。

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