滚动轴承是由内、外套圈,滚动体(滚珠、滚柱和滚针)和保持器四部分组成,除保持器外,其余都是用轴承钢制成。
对轴承钢的性能有下列要求:(1) 高的弹性极限和高的接触疲劳强度;(2) 高而均匀的硬度(HRC61~65)和高的耐磨性;(3) 适当的韧性;(4) 良好的尺寸稳定性;(5) 一定的耐蚀性;(6) 良好的工艺性能。对于在特殊工作条件下的轴承尚有不同要求,如耐高温、耐腐蚀、耐冲击和防磁等。
根据工作条件对轴承钢性能的要求,轴承钢在使用状态下的组织应是在回火马氏体基体上均匀分布细颗粒的碳化物。
02轴承钢的合金化除了一些特殊要求(高温、耐酸、低温)的轴承钢外,通常所用的轴承钢大致有以下三类:(1)高碳低铬(约1~1.5%)轴承钢;(2)高碳Si-Mn(大约各含1%)轴承钢;(3) 特大型(尺寸大于450mm者)轴承用的低碳高合金渗碳轴承钢。
03高碳低铬轴承钢的化学成分有以下特点:(1)高碳:当钢中含碳量超过0.6~0.7%时,淬火后的硬度才能达到最高值;同时为了获得一定数量的耐磨碳化物,轴承钢中的碳含量一般控制在0.95~1.05%。
(2)以铬作为基本的合金元素:一方面铬可以提高钢的淬透性,使钢淬火后获得高而均匀的硬度和均匀的组织:另一方面铬溶于渗碳体中形成比较稳定的合金渗碳体(Fe、Cr)c,淬火加热时溶解较慢,以细小颗粒均匀分布在基体上,可提高基体的耐磨性;铬还可以增加钢的耐蚀性。但是钢中含铬量过高,会使淬火钢中残余奥氏体量增加;同时还会增大液析程度,增高碳化物不均匀性。因此,轴承钢中的铬含量应控制在1.65%以下。
(3)添加钼、锰、硅和钒等元素,进一步提高钢的淬透性,用以制造大型轴承。
(4)严格控制杂质元素(硫、磷)和残余元素(镍、铜)的含量。因为磷促使晶粒长大,增加钢的脆性;硫增加钢中的非金属夹杂物;镍降低钢的淬火硬度;铜引起时效硬化。
在高碳低铬轴承钢中,典型的钢种是 GCr15,它的使用量约占铬轴承钢的90%。