現(xiàn)代軸承工業(yè)，作為最重要的基礎(chǔ)工業(yè)之一，是一個(gè)國(guó)家工業(yè)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。軸承關(guān)系國(guó)計(jì)民生，它是機(jī)械工業(yè)使用最廣泛、要求最嚴(yán)格的配套件和基礎(chǔ)件，也是各種機(jī)械依靠滾動(dòng)體的滾動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)旋轉(zhuǎn)的支承元件，被人們稱之為機(jī)械的關(guān)節(jié)。軸承成為現(xiàn)代機(jī)械車輛的主要支承型式，也是現(xiàn)代車輛中舉足輕重不可缺少的基礎(chǔ)零部件。

1.滾動(dòng)軸承材料必須具有的特性及常用材料種類 套圈和滾動(dòng)體材料必須具有的特性：接觸疲勞強(qiáng)度高；硬度高；純潔度高；耐磨性好；組織穩(wěn)定性好；機(jī)械加工性能好。因此滾動(dòng)體與內(nèi)外圈的材料要求有高的硬度和接觸疲勞強(qiáng)度、良好的耐磨性和沖擊韌性。常用的軸承材料（套圈和滾動(dòng)體），一般用強(qiáng)度高、耐磨性好的鉻錳高碳鋼制造，滾動(dòng)軸承的內(nèi)外圈和滾動(dòng)體一般用GCr15、GCr15SiMn、GCr6、GCr9等（G表示滾動(dòng)軸承鋼）高碳鉻或鉻錳軸承鋼和GSiMnU等無鉻軸承鋼制造，也有用滲碳軸承鋼20CrMo、20CrNiMo等軸承材料，是目前使用最廣泛的軸承材料。經(jīng)滲碳熱處理后，一般要求材料表面硬度應(yīng)不低于61HRC-65HRC之間，心部硬度一般為30-45HRC。韌性好，能夠承受較大沖擊負(fù)荷。工作表面要求磨削、拋光。 保持架在軸承中起等距離隔離滾動(dòng)體，引導(dǎo)并帶動(dòng)滾動(dòng)體旋轉(zhuǎn)的作用。它主要受到摩擦和拉伸的作用，并承受一定的沖擊，這就要求它具有一定的強(qiáng)韌性，良好的彈性和剛度，較小的摩擦系數(shù)及良好的耐磨性和導(dǎo)熱系數(shù)，并具有與滾動(dòng)體相近的熱膨脹系數(shù)。保持架根據(jù)要求選用較軟材料制造，常用低碳鋼板（如08#或10#鋼板）沖壓，沖壓后鉚接或焊接而成。實(shí)體保持架則選用HPb59-1黃銅合金、鋁合金、酚醛層壓布板或工程塑料等材料。高速軸承多采用有色金屬（如黃銅）或塑料保持架。目前我國(guó)常用的金屬材料保持架材料有0810、30、4045、ML15、ML20、65Mn、1 Cr18Ni9、1 Cr18Ni9Ti等。 軸承鋼分為高碳鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼、高碳鉻不銹軸承鋼和高溫.軸承鋼等四大類。滾動(dòng)軸承內(nèi)外套及滾動(dòng)體常用材料具體如下。 （1）高碳鉻軸承鋼。高碳鉻軸承鋼，在牌號(hào)頭部加符號(hào)“G”，但不標(biāo)明含碳量。鉻含量以千分之幾計(jì)，其他合金元素按合金結(jié)構(gòu)鋼的合金含量表示。目前國(guó)內(nèi)廣泛使用的G B/T18254-2002《高碳鉻軸承鋼》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，高碳鉻軸承鋼為GCrl5、GCr4、GCr15SiM n、GCr15SiMo、GCr18Mo五個(gè)鋼號(hào)。其中GCrl5和GCr15SiMn兩個(gè)鋼種在我國(guó)軸承行業(yè)的用量最大，約占軸承鋼總用量的80%以上。GCr15軸承鋼大量用于制造汽車、拖拉機(jī)、坦克、飛機(jī)等所使用的軸承以及機(jī)床使用的主軸軸承和鐵路車輛、礦山機(jī)械、電機(jī)軸承、通用機(jī)械用軸承。GCrI5SiMn和GCr15SiMo軸承軸承常用金屬材料鋼，因其淬透性良好，主要用來制造有效壁厚比較大的軸承：GCr15SiMn適用于制造有效壁厚在15～35mm范圍內(nèi)的軸承；GCr15SiMo適用于制造壁厚尺寸大于35mm的軸承。這些軸承多為大型或特大型軸承。GCr4軸承鋼是限制淬透性鋼，它經(jīng)過合適的熱處理工藝得到一定的硬化層深度，從而達(dá)到表面硬、心部軟的結(jié)果，具有較好的耐磨性，沖擊韌性、斷裂韌性及高接觸疲勞壽命，在俄羅斯等國(guó)被用于鐵路客車軸承和礦山、冶金機(jī)械等軸承。GCr18Mo是一種被廣泛用于貝氏體熱處理的軸承鋼，主要用于高速列車、礦山和冶金機(jī)械等軸承。 （2）滲碳軸承鋼。滲碳軸承鋼，采用合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)表示方法，另在牌號(hào)頭部加符號(hào)“G”。例如：“G20 CrNiMo”；高級(jí)優(yōu)質(zhì)滲碳軸承鋼，在牌號(hào)尾部加“A”；如“G20CrNiMoA”。滲碳軸承鋼實(shí)際上是優(yōu)質(zhì)低碳或低碳合金鋼，經(jīng)滲碳和熱處理淬回火后，表面硬度為58-62HRC，心部硬度為25-45HRC，表面耐磨，心部有良好的韌性。用滲碳鋼制造的軸承零件，既可以承受較大的沖擊負(fù)荷，又有較高的接觸疲勞壽命。特別適用于承受較大的沖擊負(fù)荷和尺寸較大的大型軸承零件以及高值下適用的軸承零件等。 （3）不銹軸承鋼。高碳鉻不銹軸承鋼采用不銹鋼牌號(hào)表示方法，牌號(hào)頭部不加符號(hào)“G”。例如：高碳鉻不銹軸承鋼“9Crl8”。不銹軸承鋼主要為在腐蝕介質(zhì)中使用，其常用的不銹軸承鋼為9Cr18、9Cr18Mo，已納入GB3086-1982高碳鉻不銹軸承鋼技術(shù)條件中。它們是馬氏體不銹軸承鋼，這類軸承鋼含有1%左右的C和18%左右的Cr，經(jīng)熱處理后具有較高的強(qiáng)度、硬度、耐磨性和接觸疲勞壽命，又有很好的抗大氣、海水、水蒸氣及酸的腐蝕能力。經(jīng)250-300℃回火后的硬度≥53HRC，所以，可以用其制造使用溫度相對(duì)較高的高耐腐蝕軸承零件。另外，用于制造軸承零件的不銹鋼還有Crl 3型、Cr17型、18-8型不銹鋼等，這些不銹鋼的碳含量相對(duì)較低，熱處理后的硬度、強(qiáng)度較低，用來制造在腐蝕介質(zhì)中工作負(fù)荷不大的軸承零件，如鋼球、滾針套、滾針、保持架等。 （4）是高溫軸承鋼。高溫軸承鋼，采用耐熱鋼的牌號(hào)表示方法，牌號(hào)頭部不加符號(hào)“G”例如：高溫軸承鋼“10Cr14Mo”。通常指工作溫度在150℃以上使用的軸承被稱為高溫軸承。高碳鉻軸承鋼最高實(shí)際使用溫度僅為170℃，其改型的凡個(gè)軸承鋼號(hào)的最高使用溫度也只有250℃。當(dāng)工作溫度超過170℃或250℃，軸承套圈和滾動(dòng)體的硬度往往降低到58HRC以下，這對(duì)軸承的耐磨性和使用壽命都有嚴(yán)重影響。因而，在高溫下工作的軸承除首先要求具有高的硬度外，還要根據(jù)不同用途不同類型的軸承對(duì)材料提出不同的要求。

2.陶瓷滾動(dòng)軸承 滾動(dòng)軸承過去通常用合金鋼制造，20世、紀(jì)90年代中期，陶瓷滾動(dòng)軸承已經(jīng)問世。國(guó)外已開發(fā)成功了在高溫條件下采用固體潤(rùn)滑劑的陶瓷滾動(dòng)軸承，也有利用液體或油脂潤(rùn)滑的特種鋼與陶瓷組合而成的滾動(dòng)軸承或全陶瓷滾動(dòng)軸承。陶瓷滾動(dòng)軸承的制造材料，主要采用氮化硅陶瓷。據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，現(xiàn)代陶瓷中一氮化硅和碳化硅都具有驚人的耐高溫性能。氮化硅陶瓷在1400℃，碳化硅陶瓷在1700℃時(shí)，強(qiáng)度仍高達(dá)每平方厘米7000kg，而大多數(shù)金屬這時(shí)早已軟化或熔化成液體了。經(jīng)試用表明，陶瓷滾動(dòng)軸承具有以下優(yōu)點(diǎn)：由于陶瓷幾乎不怕腐蝕，陶瓷滾動(dòng)軸承適宜于在布滿腐蝕性介質(zhì)的惡劣條件下作業(yè)；陶瓷滾動(dòng)小球的密度比鋼低，重量更要輕得多，因此轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)對(duì)外圈的離心作用可降低40%，進(jìn)而使用壽命大大延長(zhǎng)；陶瓷受熱脹冷縮的影響比鋼小，因而在軸承的間隙一定時(shí)，可允許軸承在溫差變化較為劇烈的環(huán)境中工作；陶瓷的彈性模量比鋼高，受力時(shí)不易變形，因此有利于提高工作速度，并達(dá)到較高的精度。 按滾動(dòng)體的形狀分為陶瓷球軸承和陶瓷滾珠軸承兩個(gè)系列。按陶瓷材料在軸承零件上的應(yīng)用情況，陶瓷滾動(dòng)軸承可分為三類：第一類為滾動(dòng)體用陶瓷材料制成一，而內(nèi)外圈仍用軸承鋼制造；一二類為滾動(dòng)體和內(nèi)圈用陶瓷材料，而外圈用軸承鋼；第三類為滾動(dòng)體和內(nèi)外圈都用陶瓷材料制成。第一類和第二類叫做混合陶瓷軸承，第三類叫做全陶瓷軸承。 （1）陶瓷材料的物理性能。Si N的密度是軸承鋼的40%，硬度是軸承鋼硬度的2～3倍，高硬度提高了其抗磨損、抗黏結(jié)、抗剝蝕損壞能力；Si N的熱膨脹系數(shù)大約為軸承鋼的1/4，低的熱膨脹系數(shù)可以使軸承在高溫工作條件下變形減?。籗i N陶瓷的高溫性使其更適合于高溫工礦，在能使軸承鋼喪失原有硬度和強(qiáng)度的溫度下，Si N陶瓷的硬度和強(qiáng)度依然不會(huì)降低，高溫強(qiáng)度好；Si N陶瓷在極高溫度下具有良好的尺寸穩(wěn)定性，軸承鋼只有在進(jìn)行特殊熱處理后才能保證其高溫下的尺寸穩(wěn)定性。SiN陶瓷的耐腐蝕性能強(qiáng)，在水、酸和堿介質(zhì)的應(yīng)用領(lǐng)域，用陶瓷滾動(dòng)軸承可避免由于采用塑料、玻璃或不銹鋼滾動(dòng)體組成的軸承只能用于溫度不太高、負(fù)荷較小的場(chǎng)合。與其他軸承材料和陶瓷材料相比，其綜合性能明顯，是制作軸承的理想材料。 （2）混合陶瓷軸承?，F(xiàn)在工業(yè)上應(yīng)用的混合陶瓷軸承多為滾動(dòng)體，是陶瓷、內(nèi)外圈為軸承鋼的結(jié)構(gòu)?；旌咸沾奢S承的破壞與鋼軸承相似，表現(xiàn)為鋼套圈的破壞和陶瓷滾動(dòng)體的疲勞剝落。陶瓷滾動(dòng)體的破壞原因?yàn)椴牧媳旧淼娜毕?，如密度不均勻、氣孔、雜質(zhì)以及加工表面形成的微裂紋等。當(dāng)滾動(dòng)體和套圈溝道之間的接觸應(yīng)力相同時(shí)，混合陶瓷軸承可以達(dá)到甚至超過相同規(guī)格鋼軸承的壽命。在高速條件下，陶瓷球軸承則比鋼軸承的壽命長(zhǎng)3～6倍?；旌咸沾奢S承的轉(zhuǎn)速比高速鋼軸承轉(zhuǎn)速提高60%，軸承溫升降低35%～60%，剛度提高11%。由于陶瓷與鋼分子親和力很小，摩擦系數(shù)小，而且有一定的自潤(rùn)滑性能，運(yùn)轉(zhuǎn)性能好，因此混合陶瓷軸承可有效防止因油膜破壞引起的燒黏。高速旋轉(zhuǎn)的球軸承，球會(huì)產(chǎn)生很大的離心力，離心力造成球與外圈滾道的壓力甚至超過外載荷的作用，從而降低軸承壽命。此外，轉(zhuǎn)速過高將在球上作用一個(gè)很大的陀螺力矩，陀螺力矩使球與套圈產(chǎn)生滑動(dòng)，使摩擦力矩增大，保持架產(chǎn)生額外的應(yīng)力，引起大的溫升和保持架的破壞，離心力與陀螺力矩與滾動(dòng)體材料的密度成正比，而用于制造軸承的Si N陶瓷的密度只為鋼的40%，有利于實(shí)現(xiàn)高速。目前混合陶瓷軸承多用于高速精密機(jī)床主軸。 （3）全陶瓷軸承。所謂全陶瓷軸承就是滾動(dòng)體與內(nèi)外套圈均為陶瓷材料制造，同鋼軸承相比，全陶瓷軸承更耐腐蝕、耐高溫、耐磨以及具有高剛度等性能。在航空航天工業(yè)中，陶瓷滾動(dòng)軸承有極其優(yōu)良的高速性能。在高溫環(huán)境下，全陶瓷軸承能在800～1000℃條件下可靠的工作；在腐蝕性介質(zhì)中，全陶瓷軸承更能顯示出其獨(dú)特的優(yōu)越性，化學(xué)工業(yè)用的各種耐酸泵、真空泵、離心泵和渦輪分子泵都應(yīng)用了全陶瓷軸承。此外，電機(jī)工業(yè)和電力機(jī)車用全陶瓷軸承作絕緣軸承，航空航天飛行器采用全陶瓷軸承可減輕重量和提高飛行速度，醫(yī)療、食品等則利用全陶瓷軸承的干運(yùn)轉(zhuǎn)性能提高食品及藥品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

3.對(duì)軸承鋼的質(zhì)量要求 滾動(dòng)軸承要在拉伸、壓縮、彎形、剪切、交變等復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)和高應(yīng)力值之下，高速、長(zhǎng)時(shí)間地工作。因此在生產(chǎn)過程中，軸承鋼質(zhì)量控制檢驗(yàn)項(xiàng)目多，控制范圍又窄，生產(chǎn)工藝嚴(yán)格、復(fù)雜，要求有一定的工裝設(shè)備、檢驗(yàn)手段。為了保證軸承具有良好的性能和高的壽命，對(duì)軸承鋼的質(zhì)量要求如下： （1）化學(xué)成分?；瘜W(xué)成分是軸承鋼的最本質(zhì)的因素。鋼的物理、化學(xué)、機(jī)械性能和金相組織都是由化學(xué)成分決定的，改變了化學(xué)成分，就改變了鋼的基本性質(zhì)。因此，軸承鋼的化學(xué)成分必須符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的允許范圍。 （2）內(nèi)部質(zhì)量?？煞譃楹暧^質(zhì)量和微觀質(zhì)量。宏觀質(zhì)量要求軸承鋼材內(nèi)部不允許有白點(diǎn)、縮孔、夾渣、裂紋、過燒、皮下氣泡等缺陷。要求軸承鋼材的內(nèi)部偏析、疏松控制在一定范圍內(nèi)?？傊?，軸承鋼材的內(nèi)部要致密，不允許有肉眼可見的缺陷割裂鋼材的基體。微觀質(zhì)量要求軸承鋼材內(nèi)部組織要均勻，純凈度要高。 軸承鋼材的內(nèi)部組織是指碳化物帶狀、碳化物網(wǎng)狀、碳化物液析及退火組織。碳化物是軸承鋼的主要成分之一，是客觀存在的，如何使碳化物分布的均勻、分散、細(xì)小，是提高軸承鋼質(zhì)量的重要課題之一。軸承鋼主要生產(chǎn)廠家采用了高溫?cái)U(kuò)散處理，控制軋制新工藝和連續(xù)退火爐設(shè)備等。即使這樣，碳化物的分布仍不能達(dá)到理想的程度。因此，在標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定了它們的允許范圍和控制級(jí)別。 （3）軸承鋼材的純凈度。是指非金屬夾雜物對(duì)鋼的沾污程度。非金屬夾雜物破壞了基體的連續(xù)性，是造成軸承早期疲勞、剝落的主要原因之一。因此，要求軸承鋼中非金屬夾雜量越少越好。為了限制、控制非金屬夾雜物在鋼中的存在，在標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)它們進(jìn)行了嚴(yán)格的級(jí)別控制。生產(chǎn)廠家除了采用電爐冶煉加電渣重：熔外，還采用了電爐冶煉加爐外精煉、真空脫氧、吹氬處理、爐外噴粉處理等工藝，力圖使鋼中氧含量降低到20ppm以下。（4）表面質(zhì)量。軸承零件的成型方法，目前有鍛造、車削和冷沖等。根據(jù)不同成型方法對(duì)鋼材表面質(zhì)量有不同程度的要求?？偟膩碚f，軸承鋼材表面不得有裂紋、折疊、拉裂、結(jié)疤和夾渣。對(duì)冷沖用的冷拉鋼材，除不允許上述缺陷外，表面要潔凈，不得有銹蝕、麻凹等缺陷。軸承鋼材表面不得有嚴(yán)重的脫碳現(xiàn)象，根據(jù)軸承零件成型工藝的不同要求，在標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)不同品種的鋼材表面脫碳層深度有不同的限制規(guī)定。 （5）尺寸允許公差。根據(jù)軸承零件成型工藝及鋼的生產(chǎn)工藝，在標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)軸承鋼材各種品種、規(guī)格的尺寸公差都進(jìn)行了規(guī)定。鍛造鋼材尺寸公差一般按GB908-72標(biāo)準(zhǔn)，熱軋鋼材尺寸公差按GB702-86，冷拉鋼材按GB905-82標(biāo)準(zhǔn)，冷拉鋼絲按YB 245-64標(biāo)準(zhǔn)。

4.軸承用鋼的冶金缺陷 （1）軸承用鋼的表面缺陷 1）裂紋。鋼錠的皮下氣泡，嚴(yán)重的非金屬夾雜物及鋼材在鍛、軋過程中，加熱溫度過高，鍛、軋后冷卻快；終軋、終鍛溫度過低等原因都有產(chǎn)生裂紋的可能性。 2）折疊。鋼材在鍛、軋過程中產(chǎn)生的飛邊、毛刺、皺折和尖銳棱角等，在繼續(xù)軋制時(shí)壓入金屬內(nèi)部，則形成折疊。 3）結(jié)疤。由于鋼錠表面的夾渣、凹坑，在鍛、軋過程中形成較薄、扁平的分層，稱之為結(jié)疤。 4）刮傷。因軋機(jī)導(dǎo)板上沾有金屬顆粒，導(dǎo)板安裝不當(dāng)?shù)仍?，使鋼材表面刻劃出溝槽，稱為刮傷或劃痕。 5）夾渣。爐渣和各種耐火材料，在鋼澆注過程中未浮在鋼錠頭部，而集聚在鋼錠表面，鋼錠修整時(shí)，又未清理掉，因此，在鋼材表面形成夾渣。 6）脫碳。鋼材在加熱過程中，表面要發(fā)生氧化作用，爐氣中的氧與鋼材表面的碳進(jìn)行氧化，形成氣體，使鋼材表面的碳量低于規(guī)定數(shù)值稱脫碳。脫碳對(duì)高碳軸承鋼來說是一個(gè)嚴(yán)重的缺陷，往往造成軸承零件表面脫碳，淬火后的硬度達(dá)不到技術(shù)要求。 （2）軸承鋼材的低倍缺陷。 1）縮孔。鋼液在澆注后的冷凝過程中，由于體積收縮而在鋼錠的中心部位形成孔洞，稱為縮孔。為了減少縮孔鋼材的危害，因此在鋼液澆注，結(jié)晶過程中要采用合理的工藝，使體積收縮而形成的孔洞移向鋼錠的頭部，在鋼錠開坯后，將縮孔部分切掉，但是，由于澆注、冷卻工藝不當(dāng)，如鋼錠頭部保溫不足，開坯后錠頭部位切除量少等，一使縮孔殘留在鋼材內(nèi)，低倍檢查時(shí)，就會(huì)顯示出來。 2）白點(diǎn)。經(jīng)酸洗后的鋼樣橫向截面中心或其附近區(qū)域呈現(xiàn)短小、不連續(xù)，一般呈輻射狀態(tài)分布的發(fā)絲狀明縫，或在鋼材的縱向斷口上出現(xiàn)表面光滑，形狀近似圓形或橢圓形的銀白色斑點(diǎn)，稱為白點(diǎn)。白點(diǎn)形成的原因，一是鋼中氫氣的存在，二是鋼材鍛造后在600～300℃沒有緩冷，氫氣未充分?jǐn)U散，產(chǎn)生組織應(yīng)力而開裂。有白點(diǎn)的鋼材或零件，其縱向、橫向機(jī)械性能都有顯著下降，故有白點(diǎn)的鋼材或零件沒有使用價(jià)值。 3）過燒。鋼錠或鋼坯在鍛造加熱時(shí)，溫度過高，表面層沿晶界處被氧氣侵入而產(chǎn)生氧化物。在晶界處和枝晶軸間的一些低熔點(diǎn)化合物發(fā)生熔化，以致在冷凝后形成裂紋或孔洞。這種現(xiàn)象稱為過燒。鋼材過燒后，再鍛時(shí)將引起開裂，強(qiáng)度和沖擊韌性都大大降低，故不能使用。 4）氣泡。鋼在液體狀態(tài)溶解氣體的能力比固態(tài)時(shí)大，鋼液在冷凝過程中，氣體從鋼液中逸出，如來不及排出，則形成氣孔。此外，鋼錠模烘烤不良，會(huì)在鋼模表面存在水分或氣體，以及鋼錠模內(nèi)表面涂料不良，形成大量氣體，這些水分或氣體來不及排出鋼液，則形成皮下氣泡。氣泡的存在大大地降低了鋼材的強(qiáng)度。 5）偏析。在鋼液冷凝過程中，由于鋼中各種化學(xué)成分碳、鉻、鎢、磷等元素結(jié)晶、擴(kuò)散速度不同而形成的化學(xué)成分不均勻現(xiàn)象稱為偏析。偏析的存在會(huì)給以后的變形加工造成困難，硫的偏析易產(chǎn)生熱脆，磷的偏析易產(chǎn)生冷脆。偏析的存在易引起金屬疲勞斷裂。 6）疏松。鋼液在冷凝過程中，由于體積收縮而引起的細(xì)小孔隙稱為疏松。分散分布的細(xì)小孔隙稱為一般疏松。分布在鋼材中心部位的細(xì)小孔隙稱為中心疏松。疏松降低了鋼材的致密度，使機(jī)械性能顯著下降，降低軸承的使用壽命。 （3）非金屬夾雜物。鋼在冶煉、澆鑄過程中，由于鋼液內(nèi)各成分之間、鋼液與爐襯之間接觸所引起的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物、脫氧產(chǎn)物，以及爐壁、出鋼槽、鋼水包等材料被落而進(jìn)入鋼液。這些進(jìn)入鋼液而未排出的非鋼液物質(zhì)稱為非金屬夾雜物。非金屬夾雜物在軸承鋼中的存在，是降低軸承使用壽命的主要原因之一。（4）碳化物不均勻性。高碳軸承鋼碳量較高，并含有一定數(shù)量的碳化物形成元素（如鉻）。在鋼液冷凝過程中，這些元素又易發(fā)生成分偏析，而引起鋼材中碳化物分布的不均勻性。

5.軸承鋼材的質(zhì)量檢驗(yàn)（1）鋼材表面質(zhì)量的外觀檢查。鋼材表面質(zhì)量通常用肉眼檢查，退火及未退火的熱思鋼材，必要時(shí)可用風(fēng)動(dòng)或電動(dòng)手提砂輪磨成螺旋頫進(jìn)行檢查。冷拉退火條鋼和鋼管可用細(xì)的平銼刀在整根材料上銼成三到四處圓周光面，用肉眼檢查。鋼絲盤料通常也用肉眼檢查，此外，也可采用酸洗檢查，即在盤料的兩端各取250mm長(zhǎng)，按低倍酸洗工藝酸洗后肉眼檢查其表面。 （2）鋼材尺寸檢查。退火和不退火的熱軋圓鋼，用讀數(shù)值為0.1 mm的游標(biāo)卡尺或卡規(guī)進(jìn)行尺寸檢查。冷拉條鋼和鋼絲用分度值為0.01 mm千分尺進(jìn)行檢查。熱軋和冷拉鋼管的外徑尺寸和壁厚差分別用讀數(shù)值為0.1 mm的游標(biāo)卡尺和分度值為0.01 mm千分尺檢查。冷軋鋼板和鋼帶的厚度用千分尺檢查。鋼材的長(zhǎng)度、寬度用鋼直尺檢查。各種鋼材（除盤料外）的彎曲度可用雙直尺或塞尺檢查。（3）鑒別鋼種檢查。鑒別鋼種一般用手提看譜鏡和火花鑒別法進(jìn)行檢查。手提看譜鏡是一種半定量的光譜儀器，能夠半定量地檢查出鋼中的主要合金元素，如鉻、錳、鎳、鉬、鎢、釩等。光譜檢查可以查明被檢鋼材的鋼號(hào)及有無混鋼種情況?；鸹z查是根據(jù)火花特征判斷被檢鋼材的鋼號(hào)。 （4）硬度檢查。對(duì)于冷拉退火條鋼和熱軋退火鋼材要進(jìn)行布氏硬度檢查。布氏硬度試驗(yàn)方法按GB231-84標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行。 （5）斷口檢查。直徑30mm以下的冷拉退火及熱軋退火鋼材應(yīng)進(jìn)行斷口檢查。在鋼材一端切一缺口用錘擊斷或用壓力機(jī)截取斷口試樣。用肉眼檢查斷面上、是否有縮孔、白點(diǎn)、裂紋，過燒等缺陷。（6）低倍組織檢查。直徑大于30mm的退火鋼材和不退火鋼材一般都檢查低倍組織。即在鋼材的一端用鋸床（退火材）和砂輪切割機(jī)（不退火材）切取厚度為12～15mm的圓片試樣，試樣被檢的一面用磨床磨平。經(jīng)熱酸洗后用肉眼檢查偏析、疏松程度有無縮孔、白點(diǎn)裂紋、過燒等缺陷。熱酸洗用50%的工業(yè)鹽酸水溶液，加熱到70±5℃，酸洗時(shí)間為30～40min，試樣取出后用堿水沖洗，然后用80℃熱清水沖洗凈。 （7）化學(xué)成分分析。化學(xué)成分一般按爐號(hào)取樣分析。鋼號(hào)的各種元素成分分析方法按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行?；瘜W(xué)分析方法比較慢，不適用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，由于光譜科學(xué)的發(fā)展，目前，在生產(chǎn)廠一般采用光譜分析方法來分析檢驗(yàn)鋼材的化學(xué)成分。 （8）高倍組織檢查。高倍組織用金相顯微鏡進(jìn)行檢查，檢驗(yàn)的項(xiàng)目有：退火組織（放大500倍）脫碳層深度（放大100倍），在鋼材的橫截面上檢查。碳化物液析、碳化物帶狀、非金屬夾雜物（放大100倍）在鋼材的縱向截面上檢查，但為了減少試樣數(shù)量，網(wǎng)狀可與帶狀、液析用同一試樣在縱向截面上檢查，有疑問時(shí)，以橫向截面檢驗(yàn)結(jié)果為準(zhǔn)。 （9）拉力檢驗(yàn)。鋼絲和鋼板要進(jìn)行拉力檢驗(yàn)，鋼絲拉力檢驗(yàn)，在鋼絲的一端截取長(zhǎng)250mm的試樣，在拉力試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行拉力試驗(yàn)。鋼板根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定截取和制備試樣，在拉力機(jī)上進(jìn)行拉力試驗(yàn)。拉力試驗(yàn)方法按GB228-76標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行。 軸承鋼材的檢驗(yàn)數(shù)量：軸承鋼鋼材的檢查以批或爐次作為檢驗(yàn)單位。每批鋼材必須由同一鋼種，同一冶煉爐號(hào)，同一熱處理爐次，同一尺寸的鋼材組成。軸承鋼材的檢查數(shù)量根據(jù)鋼材的訂貨技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，供貨狀態(tài)而定。目前，我國(guó)高碳鉻軸承鋼棒、條、絲有三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。棒、條鋼材用YJ284和YB9-68，鋼絲標(biāo)準(zhǔn)為YB 245-64。

6.軸承鋼的新技術(shù)與開發(fā) 軸承鋼主要用于制造滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)體和套圈。由于軸承應(yīng)具備長(zhǎng)壽命、高精度、低發(fā)熱量、高速性、高剛性、低噪聲、高耐磨性等特性，因此要求軸承鋼應(yīng)具備：高硬度、均勻硬度、高彈性極限、高接觸疲勞強(qiáng)度、必須的韌性、一定的淬透性、在大氣的潤(rùn)滑劑中的耐腐蝕性能。為了達(dá)到上述性能要求，對(duì)軸承鋼的化學(xué)成分均勻性、非金屬夾雜物含量和類型、碳化物粒度和分布、脫碳等要求嚴(yán)格。軸承鋼總體上向高質(zhì)量、高性能和多品種方向發(fā)展。軸承用鋼按特性及應(yīng)用環(huán)境劃分為：高碳鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼、高溫軸承鋼、不銹軸承鋼及專用的特種軸承材料。為適應(yīng)高溫、高速、高負(fù)荷、耐蝕、抗輻射的要求，需要研制一系列具有特殊性能的新型軸承鋼。為了降低軸承鋼的氧含量，發(fā)展了真空冶煉、電渣重熔、電子束重熔等軸承鋼的冶煉技術(shù)。而大批量軸承鋼的冶煉由電弧爐熔煉，發(fā)展成各種類型初煉爐加爐外精煉。20世紀(jì)90年代以來，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和工業(yè)技術(shù)進(jìn)步，軸承的應(yīng)用范圍擴(kuò)大；而國(guó)際貿(mào)易的發(fā)展，又推動(dòng)了軸承鋼標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際化和新技術(shù)、新工藝及新裝備的開發(fā)和應(yīng)用，效率高、質(zhì)量高、成本低的配套技術(shù)和工藝裝備應(yīng)運(yùn)而生。日本和德國(guó)等均建成了高潔凈度、高質(zhì)量的軸承鋼生產(chǎn)線，使鋼的產(chǎn)量迅速增加，鋼的質(zhì)量和疲勞壽命大幅度提高。日本和瑞典生產(chǎn)的軸承鋼的氧含量降到10ppm以下。 軸承的接觸疲勞壽命對(duì)鋼組織的均勻性非常敏感。提高潔凈度（減少鋼中的雜質(zhì)元素和夾雜物含量），幾促使鋼中的非金屬夾雜物和碳化物細(xì)小均勻分布，可以提高一軸承鋼的接觸疲勞壽命。軸承鋼使用狀態(tài)下的組織應(yīng)是回火馬氏體基體上均勻分布著細(xì)小的碳化物顆粒，這樣的組織可以賦予軸承鋼所需要的性能。高碳軸承鋼中的主要合金元素有碳、鉻、硅、錳、釩等。 如何獲得球化組織是軸承鋼生產(chǎn)中的重要問題，控軋控冷是先進(jìn)軸承鋼的重要生產(chǎn)工藝。通過控軋或軋后快冷消除了網(wǎng)狀碳化物，獲得合適的預(yù)備組織，可以縮短軸承鋼球化退火時(shí)間，細(xì)化碳化物，提高疲勞壽命。近年來，俄羅斯和日本采用低溫控軋（800℃~850℃以下），軋后采用空冷加短時(shí)間退火，或完全取消球化退火工藝，就可得到合格的軸承鋼組織。軸承鋼的650℃溫加工也是新型技術(shù)。共析鋼或高碳鋼熱加工前若具有細(xì)晶粒組織或在加工過程能形成細(xì)晶粒，則在（0.4~0.6）熔化溫度范圍內(nèi)，在一定應(yīng)變速率下，呈現(xiàn)出超塑性。美國(guó)海軍研究院（NSP）對(duì)52100鋼進(jìn)行了650℃溫加工試驗(yàn)表明，在650℃下真應(yīng)變2.5不發(fā)生斷裂。因此，有可能以650℃溫加工來代替高溫加工并與球化退火工藝結(jié)合起來，這對(duì)簡(jiǎn)化設(shè)備和工序、節(jié)約能源、提高質(zhì)量有重要意義。 今后軸承鋼主要向高潔凈度和性能多樣化兩個(gè)方向發(fā)展。提高軸承鋼的潔凈度，特別是降低鋼中的氧含量，可以明顯延長(zhǎng)軸承的壽命。氧含量由28ppm降低到5ppm，疲勞壽命可以延長(zhǎng)1個(gè)數(shù)量級(jí)。為了延長(zhǎng)軸承鋼的壽命，人們多年來一直致力于開發(fā)應(yīng)用精煉技術(shù)來降低鋼中的氧含量。通過不懈的努力，軸承鋼中的最低氧含量已從20世紀(jì)60年代的28ppm降低到90年代的5ppm。目前，我國(guó)可以將軸承鋼中的最低氧含量控制在lOppm左右。軸承使用環(huán)境的變化要求軸承鋼必須具備性能的多樣化。如設(shè)備轉(zhuǎn)速的提高，需要準(zhǔn)高溫用（200℃以下）軸承鋼（通常采用在SUJ2鋼的基礎(chǔ)上提高Si含量、添加V和Nb的方法來達(dá)到抗軟化和穩(wěn)定尺寸的目的）；腐蝕應(yīng)用場(chǎng)合，需要開發(fā)不銹軸承鋼；為了簡(jiǎn)化工藝，應(yīng)該開發(fā)高頻淬火軸承鋼和短時(shí)滲碳軸承鋼。

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