滾動軸承鋼

滾動軸承鋼（rolling bearing steel）是用於製造滾動軸承的滾動體和內外套圈的鋼，通常在淬火狀態下使用。滾動軸承在工作中需承受很高的交變載荷，滾動體與內外圈之間的接觸應力大，同時又工作在潤滑劑介質中。因此，滾動軸承鋼具有高的抗壓強度和抗疲勞強度，有一定的韌性、塑性、耐磨性和耐蝕性，鋼的內部組織、成分均勻，熱處理後有良好的尺寸穩定性。常用的滾動軸承鋼是含碳0.95%～1.10%、含鉻0.40%～1.60%的高碳低鉻軸承鋼，如GCr6、GCr9、GCr15等。

為了滿足軸承在不同工作情況下的使用要求，還發展了特殊用途的軸承鋼，如製造軋鋼機軸承用的耐衝擊滲碳軸承鋼、航空發動機軸承用的高溫軸承鋼和在腐蝕介質中工作的不銹軸承鋼等。

現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。在軸承製造工業中應用面廣、使用量大的是高碳鉻軸承鋼。

高的純潔度和良好的均勻組織是軸承鋼的主要質量指標，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不同使用條件，規定了合格級別。

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量的淬火未溶碳化物，以提高鋼的耐磨性。而適當降低鋼中的含碳量，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不同的用途來確定，通常控制在0.8～1.2%範圍內。

鉻是形成碳化物的主要元素。高碳鉻鋼在各種熱處理狀態下都形成M3C型碳化物（M表示金屬）。鉻可提高鋼的力學性能、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定的MnS，硫化物常能包圍氧化物，形成以氧化物為核心的複合夾雜物，減輕氧化物對鋼的危害作用。

軸承鋼一般用鹼性電爐冶鍊，也可加爐外真空脫氣處理或鋼包真空精鍊。軸承鋼的鑄錠工藝和錠型設計對非金屬夾雜物和碳化物在鋼中的分佈都有很大影響。軸承鋼容易產生白點，所以鋼錠和鋼坯都要緩冷。航空用優質軸承鋼需用電渣重熔或真空自耗重熔等特殊方法冶鍊。

軸承鋼錠一般要在1200～1250℃高溫下進行長時間擴散退火，以改善碳化物偏析。熱加工時要控制爐內氣氛，鋼坯加熱溫度不宜過高，保溫時間不宜過長，以免發生嚴重脫碳。終軋（鍛）溫度通常在800～900℃之間，過高易出現粗大網狀碳化物，過低易形成軋（鍛）裂紋。軋（鍛）材成品應快冷至650℃，以防止滲碳體在晶界上呈網狀析出，有條件時可採用控制軋制工藝。

為了取得良好的切削性和淬火前的預組織，冷加工用軸承鋼材要進行完全的球化退火。退火溫度一般為780～800℃，退火時要防止脫碳。如果軋制鋼材存在過粗的網狀滲碳體，則退火前需先進行正火處理。鉻軸承鋼通常在830～860℃之間加熱，油淬，150～180℃回火。精密軸承的組織中，應儘可能降低殘餘奧氏體量或使殘餘奧氏體在使用過程中保持穩定，因此常需在淬火後進行-80℃（或更低溫度）冷處理和在120～140℃下進行長時間的穩定化處理。