对于高碳铬轴承钢来讲,主要是提高钢材的纯洁度和钢中碳化物的充分均匀化。氧化物夹杂是轴承钢中危害性的,对疲劳破坏有显著的影响。氧含量越高,不仅造成氧化物夹杂数量增多,而且氧化物夹杂尺寸增大,偏析严重,夹杂级别增高,对疲劳寿命的危害也就加剧。在21世纪的今天,冶金材料工作者正在为钢中氧含量接近2-3μg/g这样的极限值的新目标而努力。当前,人们关注的另一个体现轴承钢清洁度的热点是钢中钛含量的水平。SKF公司的试验表明:钛含量从40μg/g降到10μg/g ,能使寿命提高约2倍。
日本某公司的试验表明:如果能控制在12μg/g以下,微型轴承可达到*的运转效果。因此,要努力降低钢中的钛。目前,希望轴承钢钢中钛含量在6μg/g以下。另外，除了控制高纯洁度钢水中的非金属夹杂物的数量之外,还需控制其形态与分布。在钢中碳化物的控制方面,通过控轧或轧后快冷基本消除了高碳铬轴承钢网状碳化物,获得了合适的预备组织。这在缩短球化退火时间、细化碳化物、提高疲劳寿命等方面都取得了适用性效果。
前苏联和日本的研究动向之一是低温控轧(800-850℃以下),轧后不经水冷,采用空冷后短时间退火,或*取消球化退火工艺,就可得到合格的组织。动向之二是650℃加工。高碳铬轴承钢热加工前若具有细晶粒组织或在加工过程能形成细晶粒,则在一定变形速率下,呈现出超塑性。
在提高球化退火质量并获得细小、均匀、球形的碳化物以及缩短退火时间或取消球化退火工序的研究方面有了进展。轴承钢盘条采用两次组织退火,将拉拔后的720-730℃再结晶退火改为760℃的组织退火。这样可得到硬度低、球化好、无网状碳化物的组织。这在缩短球化退火时间、细化碳化物、提高疲劳寿命等方面都取得了适用性效果。
渗碳轴承钢和中碳轴承钢,除了提高钢材的纯洁度外,为满足用户特殊环境下的长寿命化的需求,要开发特殊工况条件下的新钢种。
不锈轴承钢,主要是致力于耐蚀性和耐热性的多用途化条件下的马氏体不锈钢的开发。对于高温轴承钢来讲,重点是航空、宇航等高温用轴承钢的开发。另一方面,现有的高温轴承钢系中的高碳高温不锈钢、高速钢都因合金元素含量高而价格昂贵,特别是高速钢类高温轴承钢的车削、磨削加工以及热处理都给轴承制造带来一定困难。为此,美国研制出一种性能良好的渗碳高温轴承钢。这种钢的退火硬度HB不大于192,可直接在淬火温度1149℃下渗碳,而获得的渗碳效果,也可在较低温度下,如927℃渗碳,表面渗碳量可达0.80%-1.40%。该钢种适用于制造427-482℃下连续运转的轴承零件,还可用于制造538℃下间歇工作的轴承零件。目前,国外发展的几个渗碳高温轴承钢钢种有: CBS600、CBS1000、M315等。
