軸承鋼是用于制造滾動軸承的滾動體和套圈的鋼。軸承鋼應具備：高硬度、高彈性極限、高接觸疲勞強度、一定的韌性、一定的淬透性、在大氣的潤滑劑中的耐腐蝕性能。軸承用鋼按特性及應用環境劃分為：高碳鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼、高溫軸承鋼、不銹軸承鋼及專用的特種軸承材料。本文以某廠生產的軸承鋼為例，結合自己對軸承鋼進行熱處理的實踐，針對高碳鉻軸承鋼Gcr6、Gcr15、Gcr9、Gcr15SiMn等過共析珠光體類鋼的熱處理工藝及軸承鋼在加熱時為減輕偏析的高溫擴散退火、軋后冷卻防止網狀碳化物出現、球化退火及正火等問題談些看法。

　　1　軸承鋼特性

　　軸承鋼分為珠光體組織和馬氏體組織兩類。軸承鋼在控軋控冷過程中，可以阻止網狀碳化物析出，獲得均勻細小的珠光體組織。馬氏體高溫不銹軸承鋼冷卻裂紋敏感性大，要求緩慢冷卻并及時退火。其冷錠加熱工藝如表1所示。注：若涼爐時間小于90min，等到90min后裝爐；若涼爐時間大于150min小時，在150min裝爐。

表1 軸承鋼冷錠加熱工藝

　　2　高碳鉻軸承鋼Gcr15軋制的特點

　　高碳鉻軸承鋼Gcr6，Gcr9，Gcr15，Gcr9SiMn，等都屬于過共析珠光體類鋼，其軋制特點可以歸納為以下幾點。

　　（1）由于其導熱性較差容易產生組織應力和熱應力，加熱速度不宜過快，否則容易產生裂紋，形成鳥巢裂口。

　　（2）這類鋼在澆注后的冷卻過程中易產生碳和鉻的偏析，鋼錠中心部分的碳化物以萊氏體共晶體存在，一般稱為碳化物液析。

　　（3）鋼坯加熱溫度一般要加以控制，主要是為了防止脫碳和過熱。

　　（4）這類鋼高溫下的塑性較好，變形抗力較低，可采用較大的壓下量軋制。終軋溫度應嚴格控制在800℃～850℃之間，以利于破碎網狀碳化物。

　　（5）軋后的大斷面鋼坯應進行緩冷，小規格鋼材鋼坯可以在空氣中堆冷。緩冷的目的是為了消除鋼中的白點缺陷，緩冷速度控制在20℃/h，冷至100℃后空冷。

　　（6）鋼材應進行球化退火，目的在于改善冷加工和切削加工性能。

　　3　分析討論

　　根據高碳鉻軸承鋼這些過共析珠光體類鋼的工藝特點，在生產過程中應該注意的問題如下。

　　3.1加熱問題
　　軸承鋼導熱性差不能加熱過快的特點在800℃～850℃之間停留一個小時，主要目的是為了溫度均勻，高碳鉻軸承鋼是屬于典型的過共析珠光體類鋼，含碳量高的鋼類在鑄錠過程中容易產生碳和鉻的偏析，鋼錠中心部分的碳化物以萊氏體共晶體存在，這種現象一般我們稱為碳化物液析。因此這就需要我們在一定的溫度下進行較長時間的高溫擴散退火，那么在高溫區把握的尺度應在1210℃～1230℃3個h的保溫時間里再適當延長大約40min到一個小時的時間，這樣做的目的是為了讓碳化物在高溫區得到分解。另外，含碳量高的鋼種在加熱的高溫區，它的奧氏體晶粒容易長大，有脫碳與過熱的危險，同時它又屬于導熱性差的一類。所以在加熱過程中既要對鋼燒透，又要防止脫碳和過熱。所以對其鋼坯進行加熱時或控制加熱溫度或限制加熱時間。

　　3.2軋制問題

　　因這類鋼合金含量不高，其在高溫下的塑性較好，變形抗力也就較低，為避免碳化物網狀析出，一般采用較大的壓下量軋制。在軋制過程中主要防止網狀碳化物的形成。消除網狀碳化物的根本措施是控制低的終軋溫度，并加快軋后冷卻。這是因為終軋溫度低時，奧氏體晶粒細小，加上軋后快冷，于是在奧氏體晶界沒有網狀碳化物析出，整個組織為細片狀的珠光體。軋后快冷可以通過噴水迅速的把鋼材快速冷卻至600℃～650℃（可防止網狀碳化物繼續析出）然后冷卻。因為當終軋溫度高于850℃時，它在軋后慢冷（900～650℃）這個過程內鋼材易形成網狀碳化物組織，在這個區域內要加速它的冷卻，縮短這個區域的時間，盡量防止網狀碳化物繼續析出。

　　3.3球化退火問題良好的球化組織具有較好的切削加工性，并淬火加熱時的過熱傾向小，而且不易產生淬火裂紋，淬火回火后的組織和性能較均勻，有利于提高軸承的使用壽命。為了得到球化組織——在鐵素體基體上分布著細小而均勻的粒狀碳化物。控軋控冷是軸承鋼的重要生產工藝手段，因此通過穿水軋制可達到控軋控冷的效果，通過控軋或軋后快冷消除網狀碳化物，獲得合適的預備組織，縮短軸承鋼球化退火時間，細化碳化物，提高疲勞壽命。

　　4　結語

　　（1）軸承鋼加熱時一定要注意鋼錠的高溫擴散退火，以減輕和改善軸承鋼的液析帶狀問題。

　　（2）軸承鋼加熱時一定要注意脫碳問題，主要體現在這類鋼保溫時間不能過長而高溫擴散必須延長時間的矛盾。

　　（3）軸承鋼軋制時必須注意軋后冷卻問題，以避免網狀碳化物的形成，嚴格按照工藝要求執行，抓好過程控制。

　　（4）軸承鋼熱處理時做好球化退火，以獲得合格的球化組織，需要嚴格按照加熱工藝執行，充足的時間達到球化的目的。