轴承的结构特点和工作条件要求轴承材料必须具备高的硬度、耐磨性、接触疲劳强度、弹性极限、良好的冲击韧性、断裂韧性、尺寸稳定性、防锈性能和冷热加工性能。为保证这些性能要求,对轴承用钢提出了严格要求的冶金质量。轴承用钢的质量是所有合金钢中要求最严格、检验项目最多的钢种。世界公认,轴承钢的水平是衡量一个国家冶金水平的标志。最新的冶金技术一般首先在轴承用钢的开发和生产上应用。近30年来,工业发达国家在轴承用钢的技术开发和应用上取得了巨大进步,普通采用以炉外精炼和真空脱氚为代表的一系列先进技术,使轴承用钢的氧含量(质量分数,下同)达到(3~8)×10-6,非金属夹杂物细小、分散且含量极低,表面基本无脱碳,确保无裂纹,碳化物分布均匀,钢的接触疲劳寿命比30年前提高30倍。
西方各著名的轴承公司在20年前已全部采用真空脱气钢生产轴承,性能要求特别高的航空、航天和重要的军用轴承则普追采用电渣重熔(毯鼠)、真空感应、冶炼(VIM)、真空自耗冶炼(VAR)、双真空冶炼(VIM+ VAR)、多次真空自耗或真空感应加电渣重熔等多种方法来生产超纯轴承用钢。国外已经完成了高碳铬轴承钢、渗碳轴承钢、不锈轴承钢和高温轴承钢等四大类轴承用钢的开发与应用。关于国外轴承用钢技术的发展情况已另有专述(略)。这里仅就我国在轴承用钢技术上所取得的许多突破性的进展作一介绍。
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