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哈尔滨轴承|国内外轴承钢钢种系列发展状况

2021-08-03

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一个国家冶金水平的标志。随着科学技术迅猛发展,轴承钢使用条件日益恶劣,对轴承提出了非常苛刻的要求。由于轴承的工作环境、使用条件不同,除了大量生产高碳铬轴承钢外,还发展了渗碳轴承钢、中碳轴承钢、不锈轴承钢、高温轴承钢等系列钢种。
高碳铬轴承钢是轴承钢的代表钢种,各国对之都有专用的技术标准。例如, ISO/FDIS683-17中纳标的高碳铬轴承钢钢种有: 100Cr6、100CrMnSi4-1、100CrMnSi6-4、100CrMnSi6-6、100CrMo7、100CrMo7-3、100CrMo7-4、100CrMnMoSi8-4-6。美国的ASTM A295的高碳铬轴承钢包括:52100、5195、UNSK19526、1070M、5160。此外,美国对高淬透性的高碳铬轴承钢,有专用标准
ASTM A485,其包括的钢种有: Grade1~Grade4、100CrMnSi4-4、100CrMnSi6-4、100CrMnSi6-6、100CrMo7、100CrMo7-3、100CrMo7-4、100CrMnMoSi8-4-6。
中国的高碳铬轴承钢(GB/T18254-2002)包括的钢种有: GCr15、GCr15SiMn、GCr4、GCr15SiMo、GCr18Mo。
渗碳轴承钢的表面经渗碳处理后具有高硬度和高耐磨性,而心部仍有良好的韧性,能承担较大的冲击。这类钢的最高使用温度也一般在200℃以下。这类钢在美国的产量约占轴承钢总产量的30%,在中国仅占3%左右。ISO/FDIS683-17中纳标的渗碳轴承钢钢种有20Cr3、20Cr4、20MnCr4-2、17MnCr5、19MnCr5、15CrMo4、20CrMo4、20MnCrMo4-2、20NiCrMo2、20NiCrMo7、18CrNiMo7-6、16NiCrMo16-5。
美国的ASTM A534的渗碳钢标准中,除了覆盖ISO/FDIS683-17的所有钢种外,还包括:4118H、4320H、4620H、4720H、4817H、4820H、5120H、8617H、8620H和9310H。
中国的渗碳轴承钢标准GB/T3203-82中的钢种有: G20CrMo、G20CrNiMo、G20CrNi2Mo、G20Cr2Ni4、G10CrNi3Mo、G20Cr2Mn2Mo。G20CrMo钢经渗碳、淬回火后,表层具有较高硬度和耐磨性,达到轴承材料基本要求。心部硬度较抵,有较好的韧性,适用于制作受冲击负荷的零部件。另外还具有较高的热强性。它与美国的4118H相近似。G20CrNiMo钢经渗碳或碳氮共渗后具有明显优于GCr15钢的接触疲劳寿命,表面耐磨性与GCr15钢相近。心部有足够的韧性。该钢具有良好的淬透性。它是制作耐冲击负荷轴承的良好钢种,它与美国的8620H相近。G20CrNi2Mo钢具有中等表面硬化性,它比G20CrNiMo钢具有更好的淬透性和高的综合力学性能。适用于制作铁路火车的滚动轴承套圈,还可制作汽车的齿轮。它与美国的4320H相近。G20Cr2Ni4钢渗碳后表面具有相当高的硬度、耐磨性和接触疲劳强度,同时心部韧性良好,能耐强烈的冲击负荷。但对白点形成敏感,有回火脆性。适合制作耐冲击负荷的大型轴承。G10CrNi3Mo是一种合金含量相对高的、高淬透性的表面渗碳钢。因其含碳量较低,心部硬度不高于32~38HRC。它与美国的9310H相近。
G20Cr2Mn2Mo钢的强度、塑性、韧性及工艺性能与G20Cr2Ni4钢相似,其渗碳速度快,易达饱和,渗碳表面易形成粗大碳化物。用于制造高冲击负荷下工作的特大型和大中型轴承零件。
中碳轴承钢的开发主要为适应轮毂和齿轮等部位具有多种功能的轴承部件或特大型轴承。适用于制作掘进、起重、大型机床等重型设备上用的特大尺寸轴承,一般转速不高,但承受较大的轴向、径向载荷及弯曲应力等。其热加工、冷加工性能较好,与渗碳、碳氮共渗相比较,工艺也较简单,且同样达到表面硬化效果,因此,近年来发展较快。ISO/FDIS683-17中纳标的中碳轴承钢钢种有: C56E2 (相当于S55C或SAE1055)、56Mn4、70Mn4 (相当于SAE1070)、43CrMo4 (相当于SCM440或SAE4142)。美国中碳轴承钢标准ASTM A866 (2001)中,除了C56E2和56Mn4之外,还有: 1030、1040、1050、1541、1552、4130、4140、4150、5140、5150、6150和43CrMo4。这些中碳轴承钢淬回火处理后具有高的屈强比,较高弹性极限和耐磨性能,良好的抗疲劳和抗多次冲击性能。中国没有专用的中碳轴承钢。常借用于中碳轴承的中碳合金钢钢种有: 55、50MnA、70Mn、37CrA、65Mn、50CrVA或50CrNi、55SiMo

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