为什么滚动轴承钢要具有高的含碳量其热处理和性能有何特点

精密管和精密无缝钢管还有精密光亮管，轴承钢管的区别是：

精密管：是指尺寸很精确的管子，是拉制加工而成；精密无缝钢管：是指尺寸很精确的无缝钢管,是焊接但没有焊缝的钢管；精密光亮管：是指尺寸很精确，且表面粗糙度高，经过表面处理且光亮的管子；轴承钢管：是指加工轴承的钢管，材质与其它钢管不同。所以它们之间是有严格区别的。

企业生产轴承钢材产品的产品标准及相关标准

轴承钢型钢

高碳铬轴承钢（圆钢、盘条产品） GB/T 18254-2002《高碳铬轴承钢》

铁路货车滚动轴承用冷拉轴承钢 YB 4101-1998《铁路货车滚动轴承用冷拉轴承钢》

轴承钢钢管

高碳铬轴承钢（无缝钢管产品） GB/T 18254-2002《高碳铬轴承钢》

高碳铬轴承钢无缝钢管 YB/T 4146-2006《高碳铬轴承钢无缝钢管》

轴承钢钢丝

高碳铬轴承钢丝 GB/T 18579-2001《高碳铬轴承钢丝》

渗碳轴承钢

铁路货车滚动轴承用渗碳轴承钢 YB 4100-1998《铁路货车滚动轴承用渗碳轴承钢》

相关标准

GB/T 223-2008 《钢铁及合金化学分析方法》

GB/T 222-2006 《钢的成品化学成分允许偏差》

GB/T 20066-2006 《钢和铁 化学成分测定用试样的取样和制样方法》

GB/T 2975-1998 《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备》

GB/T 4336-2002 《碳素钢和中低合金钢 火花源原子发射光谱分析方法》

GB/T 11261-2006 《钢铁 氧含量的测定 脉冲加热惰气熔融-红外线吸收法》

GB/T 226-1991 《钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法》

GB/T 224-2008 《钢的脱碳层深度测定法》

GB/T 230.1-2009 《金属洛氏硬度试验方法》

GB/T 231.1-2009 《金属布氏硬度试验 第1部分：试验方法》

YB/T 5293-2006 《金属材料 顶锻试验方法》

GB/T 1979-2001 《结构钢低倍组织缺陷评级图》

GB/T 1814-1979 《钢材断口检验法》

GB/T 10561-2005 《钢中非金属夹杂物含量的测定－标准评级图显微检验法》

GB/T 13299-1991 《钢的显微组织评定方法》

GB/T 228-2002 《金属材料 室温拉伸试验方法》

GB/T 4162-2008 《锻轧钢棒超声检测方法》

GB/T 15711-1995 《钢材塔形发纹酸浸检验方法》

GB/T 8361-2001 《轴承钢冷拉圆钢表面超声波探伤方法》

GB/T 2101-2008 《型钢验收、包装、标志及质量证明书的一般规定》

GB/T 2102-2006 《钢管的验收、包装、标志和质量证明书》

轴承在工作时承受着极大的压力和摩擦力，所以要求轴承钢有高而均匀的硬度和耐磨性，以及高的弹性极限。对轴承钢的化学成分的均匀性、非金属夹杂物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分严格，是所有钢铁生产中要求最严格的钢种之一。1976年国际标准化组织ISO将一些通用的轴承钢号纳入国际标准，将轴承钢分为：全淬透型轴承钢、表面硬化型轴承钢、不锈轴承钢、高温轴承钢等四类共17个钢号。

有的国家增加一个类别为特殊用途的轴承钢或合金。我国已纳入标准的轴承钢分类方法与ISO相似，分别对应为高碳铬轴承钢、渗碳轴承钢、不锈耐蚀轴承钢、高温轴承钢四大类。近五十年来我国还在轴承钢钢种及其轴承用材料方面，如无铬轴承钢、中碳轴承钢、特殊用途轴承钢及合金、金属陶瓷等取得了很大的进展。

一、基本要求

根据以上对轴承用钢的基本要求，对轴承用钢的冶金质量提出以下的基本要求；

①严格的化学成分要求。

一般轴承用钢主要是高碳铬轴承钢，即含碳量1%左右，加入1．5%左右的铬，并含有少量的锰、硅元素的过共析钢。铬可以改善热处理性能、提高淬透性、组织均匀性、回火稳定性，又可以提高钢的防锈性能和磨削性能。

但当铬含量超过1．65%时，淬火后会增加钢中残余奥氏体，降低硬度和尺寸稳定性，增加碳化物的不均匀性，降低钢的冲击韧性和疲劳强度。为此，高碳铬轴承钢中的含铬量一般控制在1，65%以下。只有严格控制轴承钢中的化学成分，才能通过热处理工序获得满足轴承性能的组织和硬度。

②较高的尺寸精度要求，对于使用在高速镦锻机上锻造的热轧退火棒料，应该对其尺寸精度有更高的要求。

滚动轴承用钢要求钢材尺寸精度较高，这是因为大部分轴承零件都要经过压力成型。为了节省材料和提高劳动生产率，绝大部分轴承套圈都是经过锻造成型，钢球是经过冷镦或热轧成型，小尺寸的滚子也是经过冷镦成型。如果钢材的尺寸精度不高，就无法精确地计算下料尺寸和重量，而不能保证轴承零件的产品质量，也容易造成设备和模具的损坏。

③特别严格的纯洁度要求。

钢的纯洁度是指钢中所含非金属夹杂物的多少，纯洁度越高，钢中的非金属夹杂物越少。轴承钢中的氧化物、硅酸盐等有害夹杂物是导致轴承早期疲劳剥落、显著降低轴承寿命的主要原因。特别是脆性夹杂物危害最大，由于在加工过程中容易从金属基体上剥落下来，严重影响轴承零件精加工后的表面质量。因此，为了提高轴承的使用寿命和可靠性，必须降低轴承钢中夹杂物的含量。

④严格的低倍组织和显微（高倍）组织要求。

轴承钢的低倍组织是指一般疏松、中心疏松和偏析，显微（高倍）组织包括钢的退火组织、碳化物网状、带状和液析等。碳化物液析硬而脆，它的危害性与脆性夹杂物相同。网状碳化物降低钢的冲击韧性，并使之组织不均匀，在淬火时容易变形与开裂。带状碳化物影响退火和淬火回火组织以及接触疲劳强度。低、高倍组织的优劣对滚动轴承的性能和使用寿命有很大的影响，所以，在轴承材料标准中对低、高倍组织有着严格的要求。

⑤特别严格的表面缺陷和内部缺陷要求。

对轴承钢而言，表面缺陷包括裂纹、夹渣、毛刺、结疤、氧化皮等，内部缺陷包括缩孔、气泡、白点、严重的疏松和偏析等。这些缺陷对于轴承的加工、轴承的性能和寿命有很大的影响，在轴承材料标准中明确规定不允许出现这些缺陷。

⑥严格的碳化物不均匀性要求。

在轴承钢中，如果出现严重的碳化物分布不均匀，则在热处理加工过程中就容易造成组织和硬度的不均匀，钢的组织不均匀性对接触疲劳强度有较大的影响。另外，严重的碳化物不均匀性还容易使轴承零件在淬火冷却时产生裂纹，碳化物不均匀性还会导致轴承的寿命降低因此，在轴承材料标准中，对不同规格的钢材均有明确的特别要求。

⑦严格的表面脱碳层深度要求。

在轴承材料标准中对钢材表面脱碳层有着严格的规定，如果表面脱碳层超出标准的规定范围，且在热处理前的加工过程中又没有将其全部清除掉，则在热处理淬火过程中就容易产生淬火裂纹，造成零件的报废。

⑧其他要求。

在轴承钢材料标准中还对轴承钢的冶炼方法、氧含量、退火硬度、断口、残余元素、火花检验、交货状态、标识等有严格的要求。

二、性能要求

为了满足以上对动轴承的性能的要求，对轴承钢材料提出了以下一些基本的性能要求：

1）高的接触疲劳强度，

2）热处理后应具有高的硬度或能满足轴承使用性能要求的硬度，

3）高的耐磨性、低的摩擦系数，

4）高的弹性极限，

5）良好的冲击韧性和断裂韧性，

6）良好的尺寸稳定性，

7）良好的防锈性能，

8）良好的冷、热加工性能。

三、制造要求

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。

夹杂物和碳化物粒径越大、分布越不均匀，使用寿命也越短，而它们的大小、分布状况与使用的冶炼工艺和冶炼质量密切相关，生产轴承钢的主要工艺是连铸以及电炉冶炼+电渣重熔工艺冶炼，还有少量采用真空感应+真空自耗的双真空或+多次真空自耗等工艺来提高轴承钢的质量。

对轴承钢的冶炼质量要求很高，需要严格控制硫、磷、氢等含量以及非金属夹杂物和碳化物的数量、大小和分布状况，因为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。

滑动轴承（sliding bearing），在滑动摩擦下工作的轴承。滑动轴承工作平稳、可靠、无噪声。在液体润滑条件下，滑动表面被润滑油分开而不发生直接接触，还可以大大减小摩擦损失和表面磨损，油膜还具有一定的吸振能力。但起动摩擦阻力较大。轴被轴承支承的部分称为轴颈，与轴颈相配的零件称为轴瓦。为了改善轴瓦表面的摩擦性质而在其内表面上浇铸的减摩材料层称为轴承衬。轴瓦和轴承衬的材料统称为滑动轴承材料。滑动轴承应用场合一般在低速、轻载或间歇性工作的工况条件下。

滑动轴承工作时发生的是滑动摩擦；滚动摩擦力的大小主要取决于制造精度；而滑动轴承摩擦力的大小主要取决于轴承滑动面的材料。滑动轴承一般工作面均具有自润滑功能；滑动轴承按照材料分为非金属滑动轴承和金属滑动轴承。

GCr15轴承钢低温回火最高硬度可以达到58-66HRC1. 45钢淬火后没有回火之前，硬度大于HRC55（最高可达HRC62）为合格。

实际应用的最高硬度为HRC55（高频淬火HRC58）。

2. 45钢不要采用渗碳淬火的热处理工艺。

调质处理后零件具有良好的综合机械性能，广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。但表面硬度较低，不耐磨。可用调质＋表面淬火提高零件表面硬度。

渗碳处理一般用于表面耐磨、芯部耐冲击的重载零件，其耐磨性比调质＋表面淬火高。其表面含碳量0.8－－1.2％，芯部一般在0.1－－0.25％（特殊情况下采用0.35％）。经热处理后，表面可以获得很高的硬度（HRC58－－62），芯部硬度低，耐冲击。

如果用45钢渗碳，淬火后芯部会出现硬脆的马氏体，失去渗碳处理的优点。现在采用渗碳工艺的材料，含碳量都不高，到0.30％芯部强度已经可以达到很高，应用上不多见。0.35％从来没见过实例，只在教科书里有介绍。可以采用调质＋高频表面淬火的工艺，耐磨性较渗碳略差。

一般来说A3钢只是普通碳素结构钢，是不能淬火的，要淬火也要进行渗碳处理，但是内行基本上没有人对A3钢进行渗碳淬火。一定要数据的话，在HRC10左右。