特殊鋼是重大裝備制造和國(guó)家重點(diǎn)工程建設(shè)所需的關(guān)鍵材料，是鋼鐵材料中的高技術(shù)含量產(chǎn)品，其生產(chǎn)和應(yīng)用代表一個(gè)國(guó)家的工業(yè)化發(fā)展水平。

軸承鋼現(xiàn)狀和發(fā)展方向

軸承廣泛應(yīng)用于礦山機(jī)械、精密機(jī)床、冶金設(shè)備、重型裝備與高檔轎車(chē)等重大裝備領(lǐng)域和風(fēng)力發(fā)電、高鐵動(dòng)車(chē)及航空航天等新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。中國(guó)生產(chǎn)的軸承主要為中低端軸承和小中型軸承，表現(xiàn)為低端過(guò)剩和高端缺乏。與國(guó)外相比，在高端軸承和大型軸承方面存在較大差距。中國(guó)高速鐵路客車(chē)專用配套輪對(duì)軸承全部需要從國(guó)外進(jìn)口。在航空航天、高速鐵路、高檔轎車(chē)及其他工業(yè)領(lǐng)域用的關(guān)鍵軸承上，中國(guó)軸承在使用壽命、可靠性、Dn值與承載能力等方面與先進(jìn)水平存在較大差距。例如，國(guó)外汽車(chē)變速箱軸承的使用壽命最低50萬(wàn)公里，而國(guó)內(nèi)同類軸承壽命約10萬(wàn)公里，且可靠性、穩(wěn)定性差。1. 航空方面

作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件，國(guó)外正在研發(fā)推力比為15-20的第2代航空發(fā)動(dòng)機(jī)軸承，準(zhǔn)備在2020年前后裝配到第5代戰(zhàn)機(jī)中。近10年來(lái)，美國(guó)研發(fā)了第2代航空發(fā)動(dòng)機(jī)用軸承鋼，其代表性鋼種為耐500℃的高強(qiáng)耐蝕軸承鋼CSS-42L和耐350℃高氮不銹軸承鋼X30（Cronidur30），中國(guó)則在進(jìn)行第2代航空發(fā)動(dòng)機(jī)用軸承的研發(fā)。

2. 汽車(chē)方面

對(duì)于汽車(chē)輪轂軸承，中國(guó)目前廣泛應(yīng)用的是第1代和第2代輪轂軸承（球軸承），而歐洲已廣泛采用第3代輪轂軸承。第3代輪轂軸承的主要優(yōu)點(diǎn)是可靠、有效載荷間距短、易安裝、無(wú)需調(diào)整、結(jié)構(gòu)緊湊等。目前，中國(guó)引進(jìn)車(chē)型大多采用這種輕量化和一體化結(jié)構(gòu)輪轂軸承。

3. 鐵路車(chē)輛方面

目前，中國(guó)鐵路重載列車(chē)用軸承采用國(guó)產(chǎn)電渣重熔G20CrNi2MoA滲碳鋼制造，而國(guó)外已經(jīng)將超高純軸承鋼（EP鋼）的真空脫氣冶煉技術(shù)、夾雜物均勻化技術(shù)（IQ鋼）、超長(zhǎng)壽命鋼技術(shù)（TF鋼）、細(xì)質(zhì)化熱處理技術(shù)、表面超硬化處理技術(shù)和先進(jìn)的密封潤(rùn)滑技術(shù)等應(yīng)用到軸承的生產(chǎn)和制造，從而大幅度提升了軸承的壽命與可靠性。中國(guó)電渣軸承鋼不僅質(zhì)量低，而且成本比真空脫氣鋼高出2000-3000元/噸，未來(lái)中國(guó)需要開(kāi)發(fā)超高純、細(xì)質(zhì)化、均勻化與質(zhì)量穩(wěn)定的真空脫氣軸承鋼取代目前采用的電渣軸承鋼。

4. 風(fēng)電能源方面

對(duì)于風(fēng)電軸承，目前中國(guó)還無(wú)法生產(chǎn)技術(shù)含量較高的主軸軸承和增速器軸承，基本依靠進(jìn)口。國(guó)外為了提高風(fēng)電軸承的強(qiáng)度、韌性和使用壽命，采用了新型特殊熱處理鋼SHX（40CrSiMo），對(duì)于偏航和變漿軸承，通過(guò)表面感應(yīng)淬火熱處理控制淬硬層深度、表面硬度、軟帶寬度和表面裂紋；對(duì)于增速器軸承和主軸軸承采用碳氮共滲，使零件表面得到較多穩(wěn)定殘余奧氏體體積分?jǐn)?shù)（30%-35%）和大量細(xì)小碳化物、碳氮化物，提高了軸承在污染潤(rùn)滑工況下的使用壽命。為提高軋機(jī)軸承的使用壽命以及運(yùn)轉(zhuǎn)精度，未來(lái)需要進(jìn)行軋機(jī)用GCr15SiMn和G20Cr2Ni4等軸承鋼的超高純真空脫氣冶煉和軸承表層大奧氏體量控制熱處理等技術(shù)的研發(fā)。日本NSK與NTN軸承公司分別開(kāi)發(fā)了表面奧氏體強(qiáng)化技術(shù)，即通過(guò)增加表層奧氏體含量，開(kāi)發(fā)出了TF軸承和WTF軸承，從而將軸承的壽命提高了6-10倍。

未來(lái)中國(guó)軸承鋼的研發(fā)方向

主要體現(xiàn)在四個(gè)方面：

1. 經(jīng)濟(jì)潔凈度

在考慮經(jīng)濟(jì)性的前提下，進(jìn)一步提高鋼的潔凈度，降低鋼中的氧和鈦含量，達(dá)到軸承鋼中的氧與鈦的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別小于6×10-6和15×10-6的水平，減小鋼中夾雜物的含量與尺寸，提高分布均勻性。

2. 組織細(xì)化與均勻化

通過(guò)合金化設(shè)計(jì)與控軋控冷工藝的應(yīng)用，進(jìn)一步提高夾雜物與碳化物的均勻性，降低和消除網(wǎng)狀和帶狀碳化物，降低平均尺寸與最大顆粒尺寸，達(dá)到碳化物的平均尺寸小于1μ m的目標(biāo)；進(jìn)一步提高基體組織的晶粒度，使軸承鋼的晶粒尺寸進(jìn)一步細(xì)化。

3. 減少低倍組織缺陷

進(jìn)一步降低軸承鋼中的中心疏松、中心縮孔與中心成分偏析，提高低倍組織的均勻性。

4. 軸承鋼的高韌性化

通過(guò)新型合金化、熱軋工藝優(yōu)化與熱處理工藝研究，提高軸承鋼的韌性。