最新国内外轴承钢发展现状及方向汇编
2024年轴承钢市场分析现状

2024年轴承钢市场分析现状引言轴承钢是用于制造轴承的重要原材料,广泛应用于机械设备、汽车、航空航天等领域。
随着工业化进程的发展和国内外市场需求的增长,轴承钢市场也得到了快速发展。
本文将对轴承钢市场的现状进行分析,并提出相应的观点和建议。
市场规模和增长趋势轴承钢市场的规模随着需求的增长而不断扩大。
目前,全球轴承钢市场规模已达到数十亿美元,预计未来几年仍将保持较快的增长速度。
主要推动轴承钢市场增长的因素包括:工业化程度的提高、机械设备制造业的发展和新兴市场的迅速增长等。
市场竞争格局轴承钢市场竞争激烈,主要企业包括国内外知名钢铁企业以及一些专业的轴承钢制造商。
在国内市场,一些大型钢铁企业通过自身资源优势和技术实力,占据着一定的市场份额。
同时,一些专业的轴承钢制造商通过技术创新和服务优势,也取得了不俗的市场地位。
市场需求分析轴承钢市场需求主要来自机械设备制造业、汽车行业和航空航天领域。
随着产业升级和经济发展,这些领域对轴承钢的需求持续增加。
特别是汽车行业,随着电动汽车和新能源汽车的推广,对高品质轴承钢的需求将进一步增加。
市场供应分析轴承钢的供应主要依赖于钢铁企业的生产。
国内外一些知名钢铁企业已经形成了一定的供应能力,并且在技术上具备一定的优势。
同时,一些专业的轴承钢制造商也在不断提高产能和技术水平,以满足市场需求。
技术发展趋势轴承钢技术在不断创新和改进中。
随着科技的进步,轴承钢的材料性能和制造工艺得到了极大的提升。
一些新的合金材料和复合材料正在被应用于轴承钢的制造中,以提高轴承的耐磨性和寿命。
市场挑战分析轴承钢市场也面临一些挑战。
首先,市场竞争激烈,企业需要不断提高技术水平和产品质量,才能在激烈竞争中占据一席之地。
其次,环保和能源消耗等问题也越来越受到社会关注,在生产过程中需要企业积极应对,并采取相应的措施。
发展趋势和建议未来,轴承钢市场将继续保持较快的增长。
面对市场竞争和挑战,企业应积极拥抱科技创新,加强与高校和科研院所的合作,提高产品质量和技术水平。
国内轴承钢的生产现状及发展

国内轴承钢的生产现状及发展
国内轴承钢的生产现状和发展情况:
1.生产现状:目前国内轴承钢的生产已经有了不小的发展,主要集中在柳钢、宝钢、太钢等大型钢铁企业,同时许多小型轴承钢生产企业也逐渐涌现。
2.产品品质:国内轴承钢的产品品质逐渐提高,各项技术指标均达到或超过国际标准。
3.市场需求:随着国家发展要求的日益提高,轴承钢在各行各业中的需求越来越大。
4.发展趋势:我国轴承钢生产企业在生产规模和产品质量上逐渐适应市场需求,不断引进新技术、新设备、新工艺,提高研制水平,从而使国内轴承钢产业逐步走向国际化,进一步拓展市场。
总之,国内轴承钢的生产现状正在逐步提高,发展前景也十分广阔。
同时,企业也需要加大研发力度,不断创新,加强技术储备,为我国轴承钢产业的转型升级做出更大的贡献。
轴承钢的生产现状与发展

轴承钢的生产现状与发展轴承钢,作为一种重要的特殊钢种,在现代工业中扮演着举足轻重的角色。
它主要用于制造各类轴承,而轴承则是机械设备中承担旋转支撑和减少摩擦的关键零部件。
随着工业技术的不断进步,对轴承钢的性能要求也日益提高,其生产技术和质量水平直接影响着整个机械制造业的发展。
目前,全球轴承钢的生产呈现出集中化的趋势。
少数几个国家和地区占据了主要的生产份额。
其中,日本、德国、瑞典等国家在轴承钢的生产技术和质量控制方面处于领先地位。
这些国家的企业拥有先进的生产设备、成熟的工艺流程和严格的质量检测体系,能够生产出高质量、高性能的轴承钢产品。
在我国,轴承钢的生产也取得了显著的成就。
经过多年的发展,我国已经成为世界上最大的轴承钢生产国之一。
国内的一些大型钢铁企业,如宝钢、兴澄特钢等,通过不断的技术创新和设备升级,其轴承钢产品在质量和性能方面已经接近国际先进水平。
然而,与国际领先水平相比,我国轴承钢生产仍存在一定的差距。
例如,在高端轴承钢市场,我国仍需要大量进口来满足国内需求。
从生产工艺来看,轴承钢的生产主要包括冶炼、精炼、连铸和轧制等环节。
冶炼环节是保证轴承钢质量的基础,目前广泛采用的是电炉或转炉冶炼。
精炼环节则是进一步去除钢中的杂质,提高钢的纯净度,常用的精炼方法有 LF 精炼、RH 精炼等。
连铸技术的应用,提高了生产效率和钢坯的质量,但在连铸过程中需要严格控制冷却速度和温度分布,以避免出现裂纹等缺陷。
轧制环节则通过控制轧制温度、变形量等参数,来优化轴承钢的组织和性能。
在质量控制方面,对轴承钢的化学成分、纯净度、碳化物分布、硬度等指标都有严格的要求。
化学成分的精确控制是保证轴承钢性能的关键,尤其是碳、铬等主要合金元素的含量。
纯净度直接影响轴承钢的疲劳寿命,因此需要尽可能减少钢中的夹杂物和气体含量。
碳化物的分布均匀性对于轴承钢的耐磨性和接触疲劳性能至关重要,通过合理的热处理工艺可以改善碳化物的分布。
随着工业的发展,轴承钢的发展趋势主要体现在以下几个方面:高性能化是轴承钢发展的重要方向之一。
轴承钢的生产现状与发展

轴承钢的生产现状与发展轴承钢,作为一种关键的特殊钢种,在现代工业中扮演着举足轻重的角色。
它主要用于制造各类滚动轴承的滚动体和套圈,其性能直接影响着轴承的精度、寿命和可靠性,进而关系到整个机械设备的运行效率和稳定性。
在当前的生产现状方面,全球轴承钢的生产呈现出集中化和专业化的趋势。
一些大型钢铁企业凭借先进的技术和设备,占据了较大的市场份额。
例如,瑞典的 SKF、日本的 NSK 等知名轴承制造商,都拥有自己的轴承钢生产基地,并且在技术研发和质量控制方面投入了大量的资源。
我国的轴承钢生产也取得了显著的成就。
随着国内钢铁产业的快速发展,许多钢铁企业纷纷加大了对轴承钢的研发和生产力度。
目前,我国已经成为世界上最大的轴承钢生产国之一。
一些企业通过引进先进的生产设备和技术,不断提高轴承钢的质量和性能,逐步缩小了与国际先进水平的差距。
在生产工艺方面,电炉炼钢和转炉炼钢是轴承钢生产的两种主要方式。
电炉炼钢具有成分控制精确、杂质含量低等优点,但成本相对较高。
转炉炼钢则具有生产效率高、成本低的优势,但在成分控制和杂质去除方面需要更高的技术水平。
为了提高轴承钢的质量,目前许多企业采用了“电炉+炉外精炼”或“转炉+炉外精炼”的生产工艺,通过精炼过程中的脱氧、脱硫、脱磷等操作,有效地降低了钢中的有害元素和夹杂物含量。
在质量控制方面,化学成分的均匀性、纯净度以及微观组织的均匀性是衡量轴承钢质量的关键指标。
为了确保化学成分的均匀性,生产过程中需要严格控制原材料的质量和配料比例,并通过精确的熔炼和浇注工艺来实现。
在纯净度方面,减少钢中的氧、硫、磷等有害元素以及非金属夹杂物的含量至关重要。
这需要采用先进的精炼技术,如真空脱气、渣洗等,来去除钢中的气体和杂质。
微观组织的均匀性则主要通过控制轧制和热处理工艺来实现,以获得细小、均匀的珠光体组织。
然而,尽管我国轴承钢的生产取得了长足的进步,但与国际先进水平相比,仍存在一些不足之处。
例如,在高端轴承钢领域,我国产品的质量稳定性和一致性还有待提高。
2023年轴承钢行业市场分析现状

2023年轴承钢行业市场分析现状轴承钢是一种高品质的钢材,广泛用于机械设备、汽车和航空航天等领域。
随着工业化进程的加快和技术的进步,轴承钢市场的需求量不断增加,市场前景广阔。
本文将对轴承钢行业市场的现状进行分析。
一、市场规模扩大随着汽车、机械设备和航空航天等行业的快速发展,轴承钢的需求量不断增加,市场规模呈现出增长趋势。
据统计数据显示,近几年轴承钢行业市场规模平均年增长率超过10%,市场规模已达到数百亿元。
二、市场竞争加剧随着市场规模不断扩大,轴承钢生产企业数量也在增加,市场竞争日益激烈。
国内轴承钢市场主要由大型钢铁企业和专业生产厂家占据,这些企业在技术研发、生产工艺和产品品质上有一定的优势。
同时,国外轴承钢产品也在中国市场上有一定份额,国内企业面临来自国内外两方面的竞争压力。
三、产品结构优化随着技术的进步和市场需求的变化,轴承钢的产品结构也在发生变化。
传统的普通轴承钢已经不能满足高要求的应用场景,高精度、高耐磨、高强度和高温耐受性成为市场需求的新趋势。
企业需要加大对新材料、新工艺的研发力度,推动产品结构的优化和升级,以适应市场需求的变化。
四、品牌建设与市场营销在市场竞争激烈的环境下,品牌建设和市场营销对于企业的竞争力至关重要。
企业需要通过创新研发、产品质量保证以及市场推广等手段,提升品牌影响力,增加市场份额。
同时,加强与客户的合作,建立长期稳定的合作关系,提供个性化的产品和服务,可以有效提升企业在市场中的竞争力。
五、绿色发展与环保要求随着社会对环境保护和可持续发展的需求增加,轴承钢行业也面临着环保要求的提升。
企业需要加强资源节约和环境保护意识,推动绿色发展,减少环境污染和资源浪费。
同时,加强研究和开发低合金、低含碳和高强度的环保型轴承钢产品,提高产品竞争力。
六、国际市场拓展随着中国经济的快速发展,国内轴承钢市场已经基本饱和,市场增长空间有限。
为了寻求更大的发展机会,企业需要加大对国际市场的拓展,开拓海外市场。
轴承钢的生产现状和发展方向

轴承钢的生产现状和发展方向国内轴承钢的生产现状及发展1 轴承钢生产工艺装备近20年里 ,轴承钢生产工艺的现代化水平有了大幅度提高 ,电弧炉单炉容量已从20年前的10,20 t 扩大到50,100 t ,偏心炉底留钢留渣操作和LF2VD精炼工艺与连铸配合 ,轴承钢氧含量已由传统电弧炉大气下熔炼的(30,40) ×10- 6降到10 × 10- 6左右。
各特钢厂连轧机组的相继投产 ,辊底式连续退火炉的应用 ,使轴承钢的纯净度、轧材的尺寸精度、球化退火组织都已达到或接近国际先进实物水平。
2 轴承钢产量及品种结构2000年我国生产轴承钢 82 万 t ,钢材近 70万t ,2001年生产轴承钢 108万 t ,钢材 9314 万 t ,完全能满足国内轴承生产企业的需要 ,且呈供过于求的状态 ,图 1 为特钢协会会员单位轴承钢生产企业20年来高碳铬轴承钢材产量的增长情况。
表1列出了1985 年至 2001 年我国高碳铬轴承钢材品种结构的变化情况[1 ]。
从表 1 中可以看出 ,虽然我国轴承钢产量已翻了几番 ,但品种结构却几乎没什么变化。
我国高碳铬轴承钢的棒材比重很大 ,丝、板带很小 ,管材更小。
由于品种结构的严重不合理 ,使得我国轴承钢材的利用率与先进的工业国家相比差距很大 ,日本、瑞典、德国在上世纪70年代末期高碳铬轴承钢的利用率已达到60 %多 ,而我国现在是40 %左右。
3 我国轴承钢质量状况轴承钢质量的高低,一般从3个方面衡量 ,一是纯净度 ,即钢中夹杂物的含量;二是碳化物不均匀性;三是钢材的表面质量 ,包括尺寸精度 ,表面裂纹及脱碳。
3. 1 轴承钢的纯净度我国轴承钢主要生产企业 ,近年多已相继建成投产超高功率电弧炉 ,采用先进的偏心炉底出钢技术 ,进行二次精炼 ,使钢中氧含量降到10 ×10- 6左右 ,个别最低氧含量可降到(4,5) ×10- 6。
二次精炼比也达到100 %(表 2) 。
国内外轴承钢发展现状方向

国内外轴承钢发展现状方向随着工业化进程的不断推进,轴承作为重要的机械零件在工业生产中起着至关重要的作用。
而轴承的性能和质量直接受制于轴承钢的发展水平。
本文将从国内外轴承钢的现状和发展方向两方面进行阐述。
国内轴承钢的现状:国内轴承钢生产起步较晚,起步于20世纪70年代。
截止目前,国内已经形成了一定的轴承钢生产体系,同时也取得了一定的成果。
目前,国内轴承钢的主要生产厂家有宝钢、首钢、鞍钢、太钢等。
这些厂家在生产技术和设备方面已经相对成熟,而且能够按照市场需求生产符合国标和行业标准的轴承钢。
国外轴承钢的现状:国外轴承钢的发展较早,现在主要生产厂家有瑞典的SKF、德国的FAG、美国的NSK等。
这些厂家在技术研发和产品质量方面都处于较为领先的地位。
他们不仅在钢种的选择和炼钢工艺上有一定的突破,同时也能够制备出一些特殊用途的轴承钢。
他们的产品不仅在国际市场上占据一定的份额,同时也在国内市场上有一定的竞争力。
1.钢种优化:轴承钢的性能直接取决于钢种的选择。
未来,轴承钢的发展方向将是从优质低合金钢向特殊用途钢的研发方向转变。
例如,为了适应高速旋转的需求,需要研发出高硬度、高强度、高耐磨的轴承钢;为了适应高温环境的需求,需要研发出耐高温的轴承钢。
2.精细化生产:轴承钢的生产需要精密控制各种工艺参数才能获得优质的产品。
未来,随着科技的进步,轴承钢的生产将越来越趋向于自动化、智能化。
通过更精细的控制参数,可以获得更好的产品品质和更高的生产效率。
3.加工工艺改进:轴承钢的加工工艺对最终产品的性能和质量有着重要的影响。
未来,需要通过改进加工工艺,降低产品表面的残余应力,提高产品的耐磨性和承载能力。
4.环保工艺研究:随着环保意识的增强,轴承钢的生产也需要考虑环境影响。
未来,需要研究和开发更环保的生产工艺,降低废气、废水和固体废弃物的排放。
总之,国内外轴承钢的发展都面临着新的机遇和挑战。
未来的发展方向是优化钢种、精细化生产、改进加工工艺和研究环保工艺。
国内外轴承钢的现状与发展趋势

国内外轴承钢的现状与发展趋势随着机械工业的不断发展,轴承钢在其中的地位越来越重要。
作为一种高精度、高要求的特殊钢种,轴承钢广泛应用于各种轴承、齿轮、传动轴等关键部位,直接影响着机械设备的性能和使用寿命。
本文将概述国内外轴承钢的现状及发展趋势。
在国外,轴承钢的生产已经形成了完整的体系,从原材料制备到生产加工、热处理、质量检测等环节都具备较高的技术和设备水平。
例如,瑞典斯堪纳(Skaner)和德国葛利兹(Gritsch)等公司,其轴承钢的生产规模大、质量稳定,产品广泛应用于各种机械设备中。
相比之下,国内轴承钢产业起步较晚,生产技术和设备水平相对落后。
虽然国内轴承钢产量逐年增加,但产品质量和稳定性仍需进一步提高。
国内轴承钢生产成本较高,主要是由于原材料和能源价格的上涨以及技术水平的限制。
随着政策、经济、技术等多方面因素的影响,国内外轴承钢的发展趋势呈现以下特点:产品质量和稳定性不断提高。
为了满足机械设备的高精度、高要求,轴承钢的生产将更加注重原材料的选取、生产工艺的优化以及热处理技术的提升。
通过引进先进的生产设备和工艺技术,提高轴承钢产品的质量和稳定性。
生产成本降低。
为了提高轴承钢的市场竞争力,降低生产成本成为关键。
通过提高生产设备的利用率、优化原材料的采购渠道以及强化生产管理等措施,降低轴承钢的生产成本。
多元化的应用领域。
随着机械工业的发展,轴承钢的应用领域将越来越广泛。
除了传统的轴承、齿轮、传动轴等部位,轴承钢还将应用于航空航天、高速列车、石油化工等领域。
这些领域对轴承钢的性能和质量要求更高,将进一步促进轴承钢技术的发展。
环保和节能。
随着全球环保意识的提高,轴承钢的生产将更加注重环保和节能。
采用绿色生产工艺、降低能源消耗、减少废弃物排放等措施,实现轴承钢生产的可持续发展。
轴承钢作为机械工业的关键材料,其生产技术和产品质量直接关系到机械设备的性能和使用寿命。
目前,国外轴承钢的生产已经具备较高的技术和设备水平,而国内轴承钢产业仍有较大的发展空间。
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国内外轴承钢发展现状及方向一、轴承钢对组织结构及性能基本要求轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两类,用于确定旋转轴与其他零件相对运动位置,起支承或导向作用的零部件,它是由内、外套圈、滚动体(滚珠、滚柱或滚针)和保持器四部分组成,合称为轴承四大件。
轴承工作条件十分复杂,不仅要承受各类高的交变应力,还要承受各种瞬时冲击力的作用,使轴承极易产生疲劳裂纹和摩擦破坏,严重的情况下出现轴承套圈的断裂破坏。
轴承主要破坏形式主要有两种,即最常见接触疲劳破坏和占次要地位的磨损破坏。
由于要承受高接触应力(一般高达1500-5000N/mm2)、多次循环接触疲劳应力以及滑动磨损的工作环境,要求轴承有高抗塑性变形,抗摩擦磨损,高旋转精度及尺寸精度,高尺寸稳定性、长使用寿命和高可靠性;对于在特殊条件下工作的轴承,还有耐冲击、高Dn值(轴承直径与转速的成绩)、耐高温低温,防腐蚀和抗磁等性能。
轴承钢是制造轴承的主要材料,轴承钢品质最高,性能要求苛刻,而且量大面广,其种类繁多,但基本上可分为高碳铬轴承钢、渗碳轴承钢、中碳轴承钢、不锈轴承钢、高温轴承钢及无磁轴承钢等系列钢种。
(1)高碳铬轴承钢:高碳铬轴承钢是轴承钢的代表钢种:GCr15、GCr15SiMn、GCr4、GCr15SiMo、GCr18Mo 等。
该类钢是轴承钢的主体,占到我国轴承钢总量的90%以上(美国不到70%,欧洲不到50%)。
我国高碳铬轴承钢的冶金水平、热处理水平及表面处理水平与国外相比尚有较大差距;(2)渗碳轴承钢: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。
品种有G20CrMo、G20CrNiMo、G20CrNi2Mo、G20Cr2Ni4、G10CrNi3Mo、G20Cr2Mn2Mo等。
美国的渗碳轴承钢占轴承钢总量的30%,而我国仅占3%,有待于进一步发展,渗碳轴承钢的品质不足成为我国高铁、机床与冶金轴承国产化的制约因素;(3)中碳轴承钢: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,50CrNi、50CrNiL、42CrMo、65Mn2、70Mn2等。
目前我国没有专用中碳轴承钢,需要规范化和新型钢种研发;(4)高铬不锈承钢:马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢、沉淀硬化型不锈钢等。
为满足轴承的硬度要求,多采用马氏体不锈钢,9Cr18和9Cr18Mo。
主要应用于化工、石油、造船、食品工业等部门。
该类钢中的夹杂物与碳化物控制水平仍然需要进一步提高;(5)中高温轴承钢:具有高的高温硬度(大于58HRC)、尺寸稳定性、耐高温氧化性、低的热膨胀性和高的抗蠕变强度。
M50(8Cr4Mo4V)和M50NiL是含Mo的高温不锈钢和BG42钢,工作温度在315℃;CSS-42L,可以使用到500℃以上;X30钢是一种高氮(0.42%)的超高强不锈钢,耐蚀性能比M50高出几十倍。
主要应用于航空、航天工业的喷气发动机、燃汽轮机和宇航飞行器的制造领域。
我国高温轴承钢与国外差距很大,限制了航空发动机的发展;(6)无磁轴承合金:高强度和高硬度(GH05或G60)以及X52合金等。
最近美国NASA正在研发具有低密度、低模量、耐高温、耐腐蚀的金属间化合物轴承合金Ni60Ti40(我们定名为GNiTi40),其密度仅仅6.7g/cm3,弹性模量只有95GPa,耐蚀性能与陶瓷材料相当。
未来这种轴承合金有望在航空航天等军事领域得到推广应用,有可能是一种划时代的轴承合金材料。
总的来说我国的高碳铬轴承钢的韧性差、渗碳轴承钢的成本高、中碳轴承钢品种少、不锈轴承钢均匀度差,第二代高温轴承钢批量稳定性不足和第三代高温轴承钢的研发落后。
轴承钢的几个品种从实质上也代表了轴承钢的整体发展趋势。
自从一个世纪前高硬度高耐磨类型的全淬透性高碳铬轴承钢,到现代的渗碳轴承钢和中碳轴承钢,轴承钢的发展实质上是在保证轴承耐磨性的基础上向着提高韧性的方向发展。
对于目前应用量最大的高碳铬轴承钢,其耐磨性最高,但是该类型轴承钢的韧性很差,其无缺口冲击韧劲仅仅约几十个焦耳,而其U型缺口韧性仅仅有几个焦耳。
为了提高轴承的可靠性,出现了渗碳轴承钢和中碳轴承钢,在表面渗碳和表面处理的条件下大幅度提高了轴承的可靠性。
总体来讲,轴承钢总体发展趋势是在高洁净度炼钢平台的基础上,实现低成本、高性能、稳定化和新型化。
民用轴承钢的发展从有Cr到低Cr甚至无Cr发展,降低成本;从高碳向渗碳发展,降低二次碳化物,提高寿命和可靠性;从普通向耐蚀发展,提高耐蚀性及其特殊用途;从低合金到高合金发展,拓展轴承钢使用范围。
军用轴承钢从高碳到渗碳,低温到高温,从普通到不锈,从无氮到高氮,从无合金化走向微合金化的方向发展。
目前国内轴承钢产量约400万吨,其中高碳轴承钢占到90%以上,而中碳全淬透性轴承钢和渗碳轴承钢的比例仅仅占3%左右的水平,远远落后于国外中碳及渗碳轴承钢30-50%的水平。
由于碳含量的降低,中碳及渗碳轴承钢的韧性要远远高于高碳轴承钢,所以国外中碳及渗碳轴承钢的高比例可能与使用环境与使用条件对轴承钢的较高的韧性要求有关。
目前国内外应用最多的中碳轴承钢为表面感应淬火的42CrMo。
但日本三阳已经成功开发了具有耐蚀、耐温和长寿命的SHX 中碳轴承钢(40CrNiMo),通过渗碳和渗氮热处理,得到长寿命的轴承,应用在高速电机和精密机床等高端装备领域。
另外,SKF也在开发能够应用与轨道交通的中碳低成本轴承钢来取代现有的渗碳轴承钢G20Cr2Ni4,达到降低生产成本和长寿命的目的。
所以国内未来需要加大中碳及渗碳轴承钢的研发,着力提高轴承钢的韧性,提高轴承钢使用的可靠性。
但目前国内外对韧性对轴承钢性能的影响还没有深入系统研究,有必要开展轴承钢韧性对轴承钢接触疲劳寿命、耐磨性能和可靠性等关键性能的研究,提升人们对轴承钢韧性对轴承钢使用性能的影响认识,促进我国轴承钢的快速发展。
二. 国内外轴承钢代表性生产企业及其质量水平影响以上六大类轴承钢组织结构与性能的因素主要有四个,一是轴承钢中的夹杂物含量、形态、分布和大小;二是轴承钢中的碳化物含量、形态、分布和大小;三是轴承钢中的中心疏松缩孔和中心偏析;四是轴承钢产品性能的一致性,需要通过窄成分区间控制和生产工艺的自动化控制。
为了实现对轴承钢夹杂物、碳化物、成分偏析与产品性能的一致性,需要提高轴承钢的原料与钢液的纯净度、铸态及轧态组织的均匀度、降低轴承钢的成分偏析以及轴承钢的窄成分区间控制。
轴承钢的夹杂物水平直接决定于原料的纯净度以及冶炼过程中氧含量的控制。
在70年代以前,国内外主要是使用无脱气冶炼,钢中的氧含量高达30-40ppm;70年代到90年代以脱气钢为主,钢中氧含量已经降到15ppm;90年代后期由于三脱工艺与真空脱气技术的联合应用,钢中的氧含量可以降到10ppm以下。
到了21世纪的今天,国外发达国家钢中氧含量已经可以降低到5ppm以下,钢中的夹杂物含量得到大幅度降低,分布更加均匀,尺寸更加细小。
随着钢的高纯净度冶炼平台(分电炉与转炉两个系统)的完善和轴承钢纯净度的提高,轴承钢中的夹杂物水平得到很大改善,以至于钢中碳化物的含量、分布、大小成为制约轴承钢质量的主要因素。
因此在高纯度冶炼平台下控制碳化物的水平显得越来越重要。
影响碳化物的两个化学成分因素,一是碳含量的影响,从渗碳轴承钢、中碳轴承钢到高碳轴承钢分别属于亚共析钢、近共析钢和过共析钢的范畴,因而碳含量的变化直接影响了钢中碳化物的含量、形态、分布;二是合金元素的影响,从低合金到高合金,不仅改变了钢的共析点和碳化物的类型,影响了碳化物含量、形态和分布,更重要的是影响了钢中元素的偏析行为,加大了轴承钢化学成分的不均匀性。
从这个意义来讲,轴承钢中碳化物的工艺控制难度随着碳含量的提高和合金元素含量的增加而增加。
对过共析轴承钢,以高碳轴承钢GCr15为例,轴承钢的冶炼质量要求很高,不仅要严格控制硫、磷、氢等含量,而且要对非金属夹杂物和碳化物的数量、大小和分布状况进行控制。
非金属夹杂物和碳化物的数量、大小和分布状况对轴承钢的使用寿命影响很大,往往轴承的失效就是在大的夹杂或碳化物周围产生的微裂纹扩展而成。
研究指出,夹杂物的含量基本上决定了轴承钢的接触寿命,如图1a 所示,轴承钢的接触疲劳寿命随着单位体积内夹杂物长度的增加而呈指数降低。
一般认为,钢中夹杂物的含量和钢中氧含量密切相关,氧含量越高,夹杂物数量就越多,寿命就越短。
随着炼钢洁净度水平的不断提高,轴承钢中氧含量已经可以控制到5ppm ,夹杂物的数量、尺寸及其分布大为改善。
轴承钢中碳化物的含量、分布及尺寸大小对轴承钢的寿命又起到至关重要的影响。
如图1b 所示,随着碳化物含量的降低,轴承钢的接触疲劳寿命随着碳化物含量的减少呈指数级提高。
通过图1b 可以看出,碳化物的含量对轴承钢的接触疲劳寿命起决定性作用。
另外研究结果还表明,夹杂物和碳化物粒径越大、分布越不均匀,使用寿命也越短,如图2所示。
轴承钢的化学成分控制、夹杂物与碳化物的大小、分布状况与使用的冶炼工艺和冶炼质量密切相关。
所以轴承钢的未来发展方向之一就是降低钢中夹杂物与碳化物的含量,减小夹杂物与碳化物的颗粒大小。
钢中的碳化物主要来自于轴承钢中的一次液析碳化物、二次网状碳化物和三次共析碳化物。
随着高洁净冶炼水平的应用,一次碳化物基本上可以消除。
二次碳化物主要在过共析钢中存在,需要通过控轧控冷或低温轧制加以消除或减轻。
而具有影响性能的三次碳化物则主要存在于轴承钢的带状组织,需要通过轧前的高温成分均匀化来加以消除。
10101010B e a r i n g l i f e (n )Total length of the carbides (mm/mm 3)10101010L 10 & L 50, (C o n t a c t f a t i gu e l i f e ) Carbides volume fraction (%)图1 a )单位体积内夹杂物L 10, F a t i g u e l i f e (106)Fatigue life (n)F a i l u r e p r o b i l i t y (%)图2 a )轴承钢中夹杂物平均直径与轴承钢寿命间的关系和(b)碳化物尺寸大小对轴承钢疲劳寿命间的影响国外发达国家,比如瑞典、日本、德国、美国等国的轴承钢产量和质量都处于领先地位,共同特点是设备先进、工艺技术成熟、质量稳定。
世界上生产轴承钢的最著名的厂家有日本的山阳特殊钢厂、瑞典SKF公司、美国Timken公司等轴承钢企业。
下面以连铸轴承钢为代表的日本山阳(SANYO)和模铸轴承钢为代表的德国斯凯孚(SKF)为例介绍国外轴承钢生产工艺及质量水平。