常用各類軸承鋼材

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-10-21     來源:[標(biāo)簽:出處]     作者:[標(biāo)簽:作者]     瀏覽次數(shù):94
核心提示:

  1.高碳鉻鋼

  常用軸承鋼為高碳鉻鋼,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,故又稱完全淬硬鋼。這種鋼價(jià)格低廉,在世界范圍內(nèi)應(yīng)用得最廣泛。這種鋼又分為鉻鋼、鉻鉬鋼、鉻錳硅鋼和鉻錳鉬鋼四大類,自60年代至70年代,各國高碳鉻鋼中的含鉻量有一定增加,多數(shù)國家將制造滾動(dòng)體的原含鉻量較低的高碳鉻鋼(相當(dāng)于我國曾用的GCr6鋼)廢棄不用,而代之以制造套圈的同的鋼種(相當(dāng)于我國的GCrl5鋼),而各國軸承鋼的實(shí)際含鉻量大都偏于其標(biāo)準(zhǔn)范圍的上差,也有稍高于其標(biāo)準(zhǔn)的。我國軸承鋼新標(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,從70年代起,有些國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,以求獲得更好的淬透性和細(xì)化晶粒。

  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。滲碳軸承鋼用來制造在有沖擊負(fù)荷或振動(dòng)條件下工作的軸承元件,例如汽車、機(jī)車車輛、建筑機(jī)械,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,芯部控制在HRG35—40的硬度范圍內(nèi),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)。達(dá)到此要求的鋼材,所制軸承耐沖擊,表面不易開裂,即使表面硬化層發(fā)生微裂紋,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、軟點(diǎn)、硬度不均等廢品,因而成本較高。

  為了確保滲碳軸承的強(qiáng)度,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,三者都很重要。滲碳濃度要控制適中,含碳量愈高壽命愈長,但要在殘余奧氏體含量的允許范圍內(nèi),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。另外,為了改善淬透性,不宜過多加入某一種元素,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,常采用中碳錳鋼、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。

  新近開發(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,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,只是含碳量較低,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,微裂紋難于萌生和擴(kuò)展,使得疲勞強(qiáng)度和壓碎強(qiáng)度高于GCr15,由于含碳量少,位錯(cuò)馬氏體的比例增加,對(duì)材料缺陷的敏感性就降低,其淬火硬度可以較高,含鉻量又與GCr15相同,所以它的耐磨性,防銹性、回火穩(wěn)定性,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,同時(shí)這種鋼的工藝性能較好,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,因此可以在很大范圍內(nèi)與GCrl5相競爭。

  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,,顯然普通的軸承鋼材無法應(yīng)用。必須使用高溫軸承鋼或其他耐高溫材料。

  通常認(rèn)為超過120℃的溫度條件,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,精度逐步喪失;而當(dāng)軸承工作溫度超過軸承材料回火溫度時(shí),其硬度就明顯下降,工作溫度超過180℃時(shí)硬度就急劇下降,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,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;金相組織穩(wěn)定;

  2)高溫尺寸穩(wěn)定性良好,溫度膨脹系數(shù)小,沒有顯著的組織變化,抗蠕變性好,殘余應(yīng)力。

  3)抗氧化性好,生成的氧化膜與基體結(jié)合牢固,而且耐磨性和疲勞強(qiáng)度好,耐熱震性好,能經(jīng)受較快的溫度變化,導(dǎo)熱性要好;

  4)作為軸承鋼所應(yīng)有的其他材料特性。

  (2)高溫軸承的常用鋼材在180℃以下的低負(fù)荷場(chǎng)合,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,可改用亞高溫軸承鋼GCrSiWV,這種鋼的工作溫度在250℃左右。在300℃左右的溫度下可采用Cr4Mo4V,在538℃以下可采用W6Cr4Mo5V2,超過此溫度則使用鈷基、鉻基或鉬基合金制造軸承,而當(dāng)溫度超過81℃時(shí)可用碳化鈦、碳化鎢等金屬陶瓷材料,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℃。

  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,就要用耐腐蝕軸承鋼來制造軸承及其零件,例如在接觸水或水蒸氣的水力機(jī)械中,在接觸酸和堿的化工機(jī)械中,在接觸海水的艦艇船舶中

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