什么是轴承钢影响轴承钢疲劳寿命因素
是用来制造滚珠、滚柱和轴承套圈的钢。轴承钢又称高碳铬钢，含碳量ωc为1%左右，含铬量ωcr为0.5%-1.65%。轴承钢又分为高碳铬轴承钢、无铬轴承钢、渗碳轴承钢、不锈轴承钢、中高温轴承钢及防磁轴承钢六大类。
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。
轴承钢是用来制造滚动轴承的滚珠，滚柱和套筒等的钢种，也可用于制作精密量具，冷冲模，机床丝杠、如冲模、量具、丝锥及柴油机油泵的精密偶件。轴承钢是用来制造滚珠、滚柱和轴承套圈的钢。
轴承钢热处理工艺预先热处理和最终热处理两个主要环节。GCr15钢是轴承钢应用最广泛的一种，合金含量较少且性能好的高碳铬轴承钢。GCr15轴承钢经过热处理后具有高而均匀的硬度、良好的耐磨性、高的接触疲劳性能。
（1）完全退火和等温退火：完全退火又称重结晶退火,一般简称为退火，这种退火大多数都用在亚共析成分的各种碳钢和合金钢的铸，锻件及热轧型材，有时也用于焊接结构。一般常作为一些不重要工件的最终热处理，或作为某些工件的预先热处理。
（2）球化退火：球化退火大多数都用在过共析的碳钢及合金工具钢(如制造刃具，量具，模具所用的钢种)。其最大的目的在于降低硬度，改善切削加工性，并为以后淬火作好准备。
（3）去应力退火：去应力退火又称低温退火(或高温回火)，这种退火主要用来消除铸件，锻件，焊接件，热轧件，冷拉件等的残余应力。如果这些应力不予消除，将会引起钢件在一段时间以后，或在随后的切削工艺流程中发生变形或裂纹。
为了提高硬度采取的方法，主要形式是通过加热、保温、速冷。最常用的冷却介质是盐水，水和油。盐水淬火的工件，容易得到高的硬度和光洁的表面，不容易产生淬不硬的软点，但却易使工件变形严重，甚至发生开裂。而用油作淬火介质只适用于过冷奥氏体的稳定性比较大的一些合金钢或小尺寸的碳钢工件的淬火。
（1）降低脆性，消除或减少内应力，钢件淬火后存在很大内应力和脆性，如不及时回火往往会使钢件发生变形甚至开裂。
（2）获得工件所要求的机械性能，工件经淬火后硬度高而脆性大，为满足各种工件的不同性能的要求，能够最终靠适当回火的配合来调整硬度，减小脆性，得到所需要的韧性，塑性。
（4）对于退火难以软化的某些合金钢，在淬火(或正火)后常采用高温回火，使钢中碳化物适当聚集，将硬度降低，以利切削加工。
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。铬能改善热处理性能、提高淬透性、组织均匀性、回火稳定性，又能大大的提升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。只有严控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，是因为大部分轴承零件都要经过压力成型。为了节约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，而不能够确保轴承零件的产品质量，也易引起设备和模具的损坏。
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、明显降低轴承寿命的根本原因。特别是脆性夹杂物危害最大，由于在工艺流程中容易从金属基体上剥落下来，极度影响轴承零件精加工后的表面上的质量。因此，为了更好的提高轴承的常规使用的寿命和可靠性，必须降低轴承钢中夹杂物的含量。
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常规使用的寿命有很大的影响，所以，在轴承材料标准中对低、高倍组织有着严格的要求。
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。
在轴承钢中，假如慢慢的出现严重的碳化物分布不均匀，则在热处理工艺流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，对不一样的规格的钢材均有明确的特别要求。
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，且在热处理前的工艺流程中又没有将其全部清除掉，则在热处理淬火过程中就易产生淬火裂纹，造成零件的报废。
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。
(大国龙腾运转世界 龙出东方 腾达天下 龙腾三类调心滚子轴承 刘兴邦 )
轴承钢内涵质量的归纳标志就是疲惫寿数，有学者提出观念：下降氧含量仍未起到大幅度提升轴承钢疲惫寿数的效果。其实只要同时下降氧化物和硫化物含量，才干充沛发掘原料潜力，大幅度提升轴承钢的疲惫寿数。
为什么下降氧含量不能提高轴承钢疲惫寿数呢？共享原因：在氧化物搀杂量下降今后，多余的硫化物又成为影响钢材疲惫寿数的不利要素。只要同时下降氧化物和硫化物含量，才干充沛发掘原料潜力，大幅度提升轴承钢的疲惫寿数。
有的学者指出：钢中增氮，氮化物的体积分数却下降，是因为钢中搀杂物的均匀尺度减少的缘故，受技术所限，还有相当数量的小于0．2in搀杂物颗粒未计算在内。恰恰是这些细微的氮化物颗粒的存在状况，对轴承钢的疲惫寿数有着直接影响。Ti是构成氮化物的最强元素之一，比重小，易上浮，还会有一部分Ti留在钢中构成多棱角的搀杂物。这种搀杂物会造成部分应力会集，产生疲惫裂纹，因此要操控此种搀杂物的产生。
试验根据结果得出：钢中氧含量降至20ppm以下，氮含量有所提高，非金属搀杂物的巨细、类型和散布状况得到了改进，稳定搀杂物有显着的下降。钢中氮化物颗粒虽然增多，但其颗粒甚小，并于晶界或晶内呈弥散状况散布，成为有利要素，使轴承钢的强度和耐性得到了良好配合，极大地增加钢的硬度、强度，特别是接触疲惫寿数改进效果是客观存在的。
钢中氧含量是影响原料的重要要素，氧含量越低其纯洁度越高，相对应的额外寿数就越长。钢中氧含量和氧化物有着密切的关系，钢液在凝固进程中，铝、钙、硅等元素溶解的氧构成氧化物。氧化物搀杂含量是氧的函数。跟着氧含量的下降，氧化物搀杂将减少；氮含量和氧含量相同，相同和氮化物存在函数关系，但因为氧化物在钢材中散布的较分散，起着和碳化物相同效果的支点效果，所以对钢材疲惫寿数没有起到损坏效果。
钢因为氧化物的存在，损坏了金属基体的延续性，又因为氧化物的线胀系数小于轴承钢基体膨胀系数，当承受交变应力时，易于产生应力会集，成为金属疲惫的发源地。应力会集多数产生在氧化物、点状搀杂物和基体之间，当应力达到足够大时，就产生裂纹，并迅速扩展而损坏。搀杂物塑性越低，形状越尖棱，则应力会集也就越大。
钢中硫含量几乎全部以硫化物形态存在。钢中硫含量增高，则钢中硫化物相应增高，但因硫化物能很好地包围在氧化物周围，减少了氧化物对疲惫寿数的影响，所以搀杂物的数量对疲惫寿数的影响并不是绝对的，与搀杂物的性质、巨细和散布有关。个一定搀杂物越多，疲惫寿数就一定越低，有必要归纳考虑别的影响因素。在轴承钢中硫化物呈细微状弥散散布，并且混入氧化物搀杂之中，即便采用金相方法也难以辨认。试验证明:在原有工艺的基础上，增加Al量对下降氧化物﹑硫化物起到活跃的效果。这是因为Ca具有相当强的脱硫才能。搀杂物对强度影响甚微，而对钢的耐性危害较大，其危害程度又取决于钢的强度。
GCr15钢的开裂进程，依据断口剖析主要为解理和准解理开裂机制。闻名专家肖纪美指出:钢中搀杂物是一种脆性相，体积分数愈高，耐性愈低;搀杂物的尺度愈大，耐性下降的愈快。对于解理开裂的耐性而言，搀杂物的尺度愈细微，搀杂物的间距愈小，则耐性不但不下降，反而提高，如果晶内脆性相排列较密，则可缩短位错堆塞距离，不易发生解理开裂，来提升解理开裂强度。有人专门做过试验:A、B两批钢材归于同一钢种，可是各自所含搀杂物的情况不同。
经过热处理，A、B两批钢材达到相同的抗拉强度95 kg/mm，A、B钢材的屈从强度是相同的。在延伸率和面缩率方面，B钢材略低于A钢材仍为合格。经疲惫试验(旋转弯曲)后发现:A钢材是长寿数材，疲惫极限高;B钢材为短寿数材，疲惫极限低。当钢材试样所受循环应力略高于A钢材的疲惫极限时，B钢材的寿数只要A钢材的1/10。A、B钢材中的搀杂物均为氧化物。从搀杂物总量上看，A钢材的纯净度比B钢材的纯净度更差一些，但A钢材的氧化物颗粒巨细共同，散布均匀;B钢材含有一些大颗粒的搀杂物，散布也不均匀。这充沛说明肖纪美先生的观念是正确的.
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