機械工程材料:滾動軸承鋼
2014-11-10
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?????? 製造各類滾動軸承套圈和滾動體的鋼。軸承轉(zhuǎn)動時承受很高的交變應(yīng)力﹐除要求材料有較高的抗壓強度﹑接觸疲勞強度和耐磨性外﹐還要有一定的韌性﹑耐蝕性﹑良好的尺寸穩(wěn)定性和工藝性。
高碳鉻軸承鋼於1901年首先出現(xiàn)於歐洲。1913年美國將其列為標準鋼種。70多年來﹐各國發(fā)展出許多提高軸承鋼純潔度和改善碳化物不均勻性的新工藝﹐真空脫氣﹑爐外精煉等技術(shù)已廣泛應(yīng)用於軸承鋼生產(chǎn)﹐并以軸承鋼管材製造套圈﹐進一步提高了鋼材利用率和軸承壽命。中國於1951年開始生產(chǎn)軸承鋼。
類別﹑性能﹑用途 現(xiàn)代的滾動軸承鋼可分為高碳鉻軸承鋼﹑滲碳鉻軸承用鋼﹑不銹軸承用鋼和高溫軸承用鋼四大類(見表 軸承鋼典型鋼種的特性和用途 )。在軸承製造工業(yè)中應(yīng)用面廣﹑使用量大的是高碳鉻軸承鋼。
合金元素作用 高的純潔度和良好的均勻組織是軸承鋼的主要質(zhì)量指標﹐因此對軸承鋼中的非金屬夾雜物和碳化物不均勻性等﹐都在鋼材標準中根據(jù)不同使用條件﹐規(guī)定了合格級別。
碳 是軸承鋼中主要強化元素。軸承鋼含碳量一般較高﹐使用狀態(tài)主要以隱晶針和細晶針狀馬氏體為基體﹐在組織中保留一定數(shù)量的淬火未溶碳化物﹐以提高鋼的耐磨性。而適當(dāng)降低鋼中的含碳量﹐可增加合金元素在基體中的溶解度﹐雖減少淬火未溶碳化物數(shù)量﹐但提高鋼的淬透性和接觸疲勞強度﹔反之﹐增加含碳量則有利於鋼的耐磨性。因此軸承鋼中的含碳量根據(jù)不同的用途來確定﹐通?？刂圃?.8～1.2％范圍內(nèi)。
鉻 是形成碳化物的主要元素。高碳鉻鋼在各種熱處理狀態(tài)下都形成MC型碳化物(M表示金屬)。鉻可提高鋼的力學(xué)性能﹑淬透性和組織均勻性。還能增加鋼的耐蝕能力。鋼中含鉻量一般都不超過2.0％﹐鉬能取代鋼中的鉻﹐在增加鋼的淬透性上﹐鉬比鉻強﹐所以已發(fā)展了高淬透性的含鉬高碳鉻軸承鋼。
硅﹑錳 在軸承鋼中能提高淬透性。利用硅﹑錳的典型鋼號為 GCr15SiMn。錳還可和鋼中的硫生成穩(wěn)定的MnS﹐硫化物常能包圍氧化物﹐形成以氧化物為核心的復(fù)合夾雜物﹐減輕氧化物對鋼的危害作用。
生產(chǎn)工藝 軸承鋼一般用鹼性電爐冶煉﹐也可加爐外真空脫氣處理或鋼包真空精煉。軸承鋼的鑄錠工藝和錠型設(shè)計對非金屬夾雜物和碳化物在鋼中的分布都有很大影響。軸承鋼容易產(chǎn)生白點﹐所以鋼錠和鋼坯都要緩冷。航空用優(yōu)質(zhì)軸承鋼需用電渣重熔或真空自耗重熔等特殊方法冶煉。
