各類軸承鋼材性能介紹
1.高碳鉻鋼
常用軸承鋼為高碳鉻鋼極致用戶體驗,它的特點(diǎn)是可從表面到芯部淬透到HRC58~66這樣高硬度范圍提供有力支撐,故又稱完全淬硬鋼。這種鋼價(jià)格低廉建議,在世界范圍內(nèi)應(yīng)用得最廣泛品率。這種鋼又分為鉻鋼、鉻鉬鋼不斷發展、鉻錳硅鋼和鉻錳鉬鋼四大類積極影響,自60年代至70年代,各國(guó)高碳鉻鋼中的含鉻量有一定增加緊密協作,多數(shù)國(guó)家將制造滾動(dòng)體的原含鉻量較低的高碳鉻鋼(相當(dāng)于我國(guó)曾用的GCr6鋼)廢棄不用越來越重要,而代之以制造套圈的同的鋼種(相當(dāng)于我國(guó)的GCrl5鋼),而各國(guó)軸承鋼的實(shí)際含鉻量大都偏于其標(biāo)準(zhǔn)范圍的上差發揮重要作用,也有稍高于其標(biāo)準(zhǔn)的醒悟。我國(guó)軸承鋼新標(biāo)準(zhǔn)YB(T)1—80還將使用量最大的軸承鋼GCr15的最低含鉻量從1.30%提高到1.40%。此外高質量,從70年代起技術先進,有些國(guó)家提高了軸承鋼中的含鉬量,或增加了含鉬軸承鋼的新品種延伸,以求獲得更好的淬透性和細(xì)化晶粒認為。
2.滲碳軸承鋼
滲碳鋼是軸承工業(yè)最早采用的鋼種,當(dāng)前又正在發(fā)展技術特點。滲碳軸承鋼用來(lái)制造在有沖擊負(fù)荷或振動(dòng)條件下工作的軸承元件提高鍛煉,例如汽車、機(jī)車車輛凝聚力量、建筑機(jī)械有所提升,軋鋼機(jī)和農(nóng)業(yè)機(jī)械等的軸承元件。對(duì)這種鋼材的要求為:滲碳表面層可以硬化到具有和高碳鉻鋼相同的硬度和疲勞強(qiáng)度新的力量,芯部控制在HRG35—40的硬度范圍內(nèi)先進水平,并具有足夠的韌性和良好的綜合機(jī)械強(qiáng)度,表面保留壓應(yīng)力狀態(tài)全面展示。達(dá)到此要求的鋼材重要平臺,所制軸承耐沖擊,表面不易開(kāi)裂核心技術,即使表面硬化層發(fā)生微裂紋應用提升,也不易向內(nèi)層擴(kuò)展。
滲碳軸承鋼的熱處理工藝復(fù)雜,容易產(chǎn)生脆性發展的關鍵、軟點(diǎn)道路、硬度不均等廢品,因而成本較高真諦所在。
為了確保滲碳軸承的強(qiáng)度指導,滲碳元件的表面硬度,表層向內(nèi)層的硬度分布以及芯部硬度充分,三者都很重要進一步完善。滲碳濃度要控制適中,含碳量愈高壽命愈長(zhǎng)競爭力,但要在殘余奧氏體含量的允許范圍內(nèi)調整推進,因?yàn)楹剂扛撸瑲堄鄪W氏體含量也高廠.軸承尺寸穩(wěn)定性差兩個角度入手。另外建強保護,為了改善淬透性,不宜過(guò)多加入某一種元素探索,宜微量地加入多種合金元素。
3.中碳軸承鋼
在承受更大沖擊而滲碳鋼也不能適應(yīng)的場(chǎng)合下產業,常采用中碳錳鋼滿意度、鉻鋼等制造軸承零件,多為低速大型硬度要求不太高的元件以及各種尺寸的螺旋滾子等可持續。
新近開(kāi)發(fā)的某些中碳鋼品種如GCr15可應(yīng)用于大中小型各種尺寸軸承元件的制造主要抓手,這是一種可望廣泛應(yīng)用的有發(fā)展前途的鋼種。它的化學(xué)成分和GCrl5大體相同構建,只是含碳量較低創新科技,其特點(diǎn)是能顯著改善鋼中碳化物的不均向性,獲得均勻細(xì)小的球化退火組織共創輝煌,微裂紋難于萌生和擴(kuò)展具有重要意義,使得疲勞強(qiáng)度和壓碎強(qiáng)度高于GCr15,由于含碳量少大部分,位錯(cuò)馬氏體的比例增加強大的功能,對(duì)材料缺陷的敏感性就降低,其淬火硬度可以較高解決方案,含鉻量又與GCr15相同優勢,所以它的耐磨性,防銹性增產、回火穩(wěn)定性便利性,淬透性以及多種機(jī)械特性與GCr15相當(dāng),而對(duì)于振動(dòng)和沖擊負(fù)荷的耐力,則高于GCrl5提供有力支撐,同時(shí)這種鋼的工藝性能較好穩中求進,鋼的生產(chǎn)和軸承制造成本有所降低,軸承的使用壽命也有所增加最深厚的底氣,因此可以在很大范圍內(nèi)與GCrl5相競(jìng)爭(zhēng)協同控製。
4.高溫軸承鋼
(1)對(duì)高溫下工作的軸承鋼材的要求
現(xiàn)代技術(shù)如核動(dòng)力系統(tǒng)、噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)以及燃?xì)廨啓C(jī)等的工作溫度常達(dá)數(shù)百度以至數(shù)千度品質,利用好,顯然普通的軸承鋼材無(wú)法應(yīng)用。必須使用高溫軸承鋼或其他耐高溫材料解決問題。
通常認(rèn)為超過(guò)120℃的溫度條件系列,便算是高溫工作條件,此時(shí)普通軸承鋼會(huì)發(fā)生組織變化和屈服強(qiáng)度降低的有效手段,精度逐步喪失統籌推進;而當(dāng)軸承工作溫度超過(guò)軸承材料回火溫度時(shí),其硬度就明顯下降關鍵技術,工作溫度超過(guò)180℃時(shí)硬度就急劇下降了解情況,很快出現(xiàn)早期疲勞和磨損。
保證軸承在高溫下運(yùn)轉(zhuǎn)精度和使用壽命的中心環(huán)節(jié)是保證軸承在高溫下具有足夠的硬度和尺寸與形狀的穩(wěn)定程度技術研究,因此對(duì)于高溫軸承鋼提出如下要求:
1)高溫下硬度不低于HRC50~56重要的;金相組織穩(wěn)定;
2)高溫尺寸穩(wěn)定性良好姿勢,溫度膨脹系數(shù)小相互融合,沒(méi)有顯著的組織變化,抗蠕變性好綠色化,殘余應(yīng)力胁煌枨。
3)抗氧化性好保持穩定,生成的氧化膜與基體結(jié)合牢固總之,而且耐磨性和疲勞強(qiáng)度好,耐熱震性好不斷進步,能經(jīng)受較快的溫度變化工藝技術,導(dǎo)熱性要好;
4)作為軸承鋼所應(yīng)有的其他材料特性規模。
(2)高溫軸承的常用鋼材在180℃以下的低負(fù)荷場(chǎng)合近年來,可將常用軸承鋼進(jìn)行高溫回火(160~300℃)使用,如果硬度不合要求發展目標奮鬥,可改用亞高溫軸承鋼GCrSiWV技術先進,這種鋼的工作溫度在250℃左右更多的合作機會。在300℃左右的溫度下可采用Cr4Mo4V,在538℃以下可采用W6Cr4Mo5V2認為,超過(guò)此溫度則使用鈷基服務好、鉻基或鉬基合金制造軸承,而當(dāng)溫度超過(guò)81℃時(shí)可用碳化鈦反應能力、碳化鎢等金屬陶瓷材料共謀發展,更高溫度時(shí)可使用氧化鋯等陶瓷材料,用這類材料制成的軸承所能承受的最高工作溫度可達(dá)1650℃奮戰不懈。
5.耐腐蝕軸承鋼
幾種高溫軸承鋼的壽命對(duì)比在普通軸承鋼已不能勝任的腐蝕性介質(zhì)環(huán)境中市場開拓,就要用耐腐蝕軸承鋼來(lái)制造軸承及其零件,例如在接觸水或水蒸氣的水力機(jī)械中大大縮短,在接觸酸和堿的化工機(jī)械中要落實好,在接觸海水的艦艇船舶中;儀器儀表中的軸承也常用耐腐蝕鋼制造更默契了,因?yàn)檩S承稍有銹蝕便會(huì)影響到它們的計(jì)量精度和反應(yīng)靈敏度先進技術;食品工業(yè)中的軸承有時(shí)也用耐腐蝕鋼制造,因?yàn)樗MS承能耐腐蝕不合理波動,不致有腐蝕物質(zhì)而引起食物污染宣講手段。耐腐蝕軸承鋼可分為兩大類:一類是馬氏體系不銹鋼用于要求硬度較高的場(chǎng)合;一類是奧氏體系不銹鋼前沿技術,用于要求有更好耐腐蝕性的場(chǎng)合基礎。前者常添加相當(dāng)數(shù)量的鉬來(lái)取代部分鉻,以改善耐海水腐蝕的性能多種方式,后者的硬度較低,負(fù)荷承載能力和使用壽命不及前者技術創新。
許多耐腐蝕鋼也能耐高溫深入交流研討,兩種鋼材常常通用,但二者的目標(biāo)卻不相同廣泛應用,高溫用鋼材重點(diǎn)要求高溫硬度和高溫尺寸與形狀精度的穩(wěn)定性關註度,而耐腐蝕鋼重點(diǎn)要求化學(xué)穩(wěn)定性。現(xiàn)代技術(shù)要求軸承在高溫哪些領域、高腐蝕性敢於挑戰、無(wú)潤(rùn)滑的條件下運(yùn)轉(zhuǎn),例如新式原子鍋爐中的軸承要在鈉溶液中運(yùn)轉(zhuǎn)建立和完善,上述高溫軸承鋼都不能適應(yīng)提供了遵循,這時(shí)需用特殊非鐵合金或陶瓷材料制造軸承了。
國(guó)外常用的耐腐蝕鋼140r4Mo具有較好的耐酸堿能力大型,只是對(duì)于沸騰的稀硝酸的耐力低于耐腐蝕鋼440C服務效率,而SUS304的耐海水能力很強(qiáng),常用來(lái)制造潛水泵以至潛水艇中的軸承,但其硬度有些低統籌發展。這兩種鋼也能耐高溫深化涉外。90r18Mo的耐高溫和耐腐蝕能力都很高,甚至可在400℃的硝酸或鹽酸的蒸氣中工作逐漸完善。
6.耐低溫軸承鋼
在航天技術(shù)中參與能力,為火箭提供液體燃料的渦輪泵軸承要在液態(tài)氧和液體氫中運(yùn)轉(zhuǎn)。其溫度和液化氣體相等是目前主流。由于普通軸承鋼存在馬氏體組織充分發揮,本來(lái)韌性就不理想,又有低溫脆性應用創新,如用于—5~—200℃低溫提高,實(shí)際上會(huì)由于空氣中潮氣在軸承表面凝結(jié)水珠而產(chǎn)生銹蝕,所以應(yīng)采用不銹鋼的特性。一般將馬氏體系不銹鋼進(jìn)行低溫深冷處理交流,以保證其組織不發(fā)生變化。在液態(tài)氧(沸點(diǎn)—183℃)中用SUS4400鋼制造的向心球軸承與圓柱滾子軸承所作運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)結(jié)果表明提供堅實支撐,軸承除擋邊表面有些磨損外無(wú)特殊異常還不大,可以經(jīng)受高達(dá)20000r/min的轉(zhuǎn)速,但是這時(shí)軸承的保持架必須采用特殊材料制造信息化技術。耐低溫軸承的保持架本身也有用不銹鋼制造的發揮作用,常用的有奧氏體系的SUS304鋼和馬氏體系的SUS440V鋼,前者易于加工逐步顯現,使用較多銘記囑托。
總之,耐低溫軸承鋼的技術(shù)關(guān)鍵在于無(wú)低溫脆性和耐冷凝水的腐蝕性自動化裝置,而馬氏體系SUS4400可達(dá)到的表面硬度為HRC56~60示範,低于常用軸承鋼,所以其基本額定靜負(fù)荷和基本額定動(dòng)負(fù)荷有很大提升空間,或者其使用壽命都比相同基本型號(hào)同一尺寸規(guī)格的常用軸承鋼軸承要低些運行好,這一點(diǎn)必須加以注意。