轴承钢的发展方向

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作为装备制造领域不可或缺的关键零部件之一，轴承关系着国内工业领域高端制造的未来发展方向，决定着中国向世界制造强国目标的迈进。总体来看，中国轴承行业经过近几十年的发展已有了显著提升，但在高端轴承领域，由于对钢中夹杂物、碳化物的尺寸与分布以及低倍组织缺陷的控制精细程度不足，使高品质轴承产品的质量稳定性得不到保障。鉴于此，未来国内轴承行业为满足高端轴承产品的长寿命、高可靠性要求，其研究方向可从以下几个方面考虑。

工艺改进。
基于轴承钢的常规马氏体淬回火处理，已陆续研发出贝氏体等温淬火、马氏体-贝氏体等温淬火、贝氏体变温淬火等新的热处理工艺。
针对当前研究较多的贝氏体轴承钢，首先，应注意贝氏体等温淬火工艺的适用性，热处理工艺的选择应根据轴承的工作环境以及实际使用性能要求来确定；其次，对于贝氏体等温淬火介质的改良，未来应尽量避免过多使用有毒的硝盐，研发更环保的淬火介质；第三，由于贝氏体等温温度较低，导致整个热处理过程加工时间过长，这无疑增加了企业制造成本，因此对于贝氏体转变时间的缩减应是未来的研究重点之一。
此外，国内轴承钢的冶炼工艺流程虽基本与国际水平接轨，但国内废钢冶炼占比较大，精炼过程中真空度不达标，钢中氧含量波动偏大，导致非金属夹杂物、碳化物的控制难以达到评级标准。
最后，还应借鉴国外真空脱气、夹杂物均匀化等先进冶炼工艺，实现超洁净、超长寿命轴承钢的国产化。

内部质量控制。
第一，对于氧质量分数的控制以及夹杂物在钢中的分布均匀性应有更为精细的检测与控制标准，未来对于钢中氧的质量分数应稳定在0.000 6%以下，钛的质量分数应小于0.001 5%，降低或消除钢中硬脆夹杂物导致的疲劳剥落与断裂，将夹杂物对钢材质量的影响降到最低；
第二，针对国内轴承钢较为突出的碳化物不稳定甚至是超标问题，应通过控轧控冷、周期性球化退火以及循环感应球化退火等先进工艺，尽可能消除钢中的碳化物偏析，提升碳化物分布的均匀性，实现组织细化与均匀化；
第三，优化冶炼过程中的连铸工艺，减少钢中的低倍组织缺陷，降低铸坯中心疏松、缩孔，严格控制成分偏析，改善连铸坯的质量。表面改性。

针对日益复杂的工作环境，尽可能基于表面渗碳、碳氮共渗等原有的表面处理工艺，结合表面涂层、熔覆等新的表面改性技术，实现对材料表面性能的优化，延长轴承的疲劳寿命，开发出适应不同工作环境的轴承钢产品，实现轴承钢由单一性向多元化的特色发展。检测设备与技术评价标准。首先，国内轴承行业生产集中度低，各轴承制造企业的产品质量参差不齐，由于大部分中小企业高精密检测设备缺乏，诸如微观夹杂物、网状碳化物、表面缺陷等很难被检出，最终导致不合格产品流入市场；其次，国内轴承行业标准对于部分有害元素含量、夹杂物以及碳化物的尺寸及分布未做评级要求，对于脱碳层、尺寸精度的控制不够严格；另外，目前国外对于钢中残余奥氏体及残余应力的检测评定均有相关控制标准，而中国对于钢中残余应力的检测分析尚未纳入控制指标，对此今后应结合国内外轴承行业发展实际情况，制定统一的技术评价体系以及完备的检测评级标准，严格控制产品质量，提升国内轴承产品的质量稳定性。