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“十二五”期間國內(nèi)需求增速10%以上,2011年預(yù)計350萬噸左右。未來重點(diǎn)看好風(fēng)電
軸承用鋼、高鐵軸承用鋼、大飛機(jī)軸承用鋼三大領(lǐng)域。國內(nèi)行業(yè)集中度較高,寶特、東特、中信泰富、錫鋼集團(tuán)、鄭州永通占國內(nèi)80%以上的份額。
為適應(yīng)高溫、高速、高負(fù)荷、耐蝕、抗輻射的要求,需要研制一系列具有特殊性能的新型軸承鋼。為了降低軸承鋼的氧含量,發(fā)展了真空冶煉、電渣重熔、電子束重熔等軸承鋼的冶煉技術(shù)。而大批量軸承鋼的冶煉由電弧爐熔煉,發(fā)展成各種類型初煉爐加爐外精煉。目前,采用容量大于60噸初煉爐+LF/VD或RH+連鑄+連軋工藝生產(chǎn)軸承鋼,以達(dá)到高質(zhì)量、高效率、低能耗之目的。在熱處理工藝方面,由車底式爐、罩式爐發(fā)展成連續(xù)可控氣氛退火爐熱處理。目前,連續(xù)熱處理爐型最長為150m,加工生產(chǎn)軸承鋼的球化組織穩(wěn)定和均勻,脫碳層小,消耗能量低。
20世紀(jì)70年代以來,隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和工業(yè)技術(shù)進(jìn)步,軸承的應(yīng)用范圍擴(kuò)大;而國際貿(mào)易的發(fā)展,又推動了軸承鋼標(biāo)準(zhǔn)國際化和新技術(shù)、新工藝及新裝備的開發(fā)和應(yīng)用,效率高、質(zhì)量高、成本低的配套技術(shù)和工藝裝備應(yīng)運(yùn)而生。日本和德國等均建成了高潔凈度、高質(zhì)量的軸承鋼生產(chǎn)線,使鋼的產(chǎn)量迅速增加,鋼的質(zhì)量和疲勞壽命大度提高。日本和瑞典生產(chǎn)的軸承鋼的含量降到10ppm以下。80年代末期,日本山陽特鋼公司的先進(jìn)水平為5.4ppm,達(dá)到了真空重熔軸承鋼的水平。
針對GCr15SiMn鋼淬透性低的弱點(diǎn),我國開發(fā)了高淬透性和淬硬性軸承鋼GCr15SiMo,其淬硬性HRC≥60,淬透性J60≥25mm。GCr15SiMo的接觸疲勞壽命L10和L50分別比GCr15SiMn提高73%和68%,在相同使用條件下,用G015SiMo鋼制造的軸承的使用壽命是GCr15SiMo鋼的兩倍。近年來,我國還開發(fā)了能節(jié)約能源、節(jié)約資源和抗沖擊的GCr4軸承鋼。與GCr15相比,GCr4的沖擊值提高了66%~104%,斷裂韌性提高了67%,接觸疲勞壽命L10提高了12%。GCr4鋼軸承采用高溫加熱—表面淬火熱處理工藝。與全淬透的GCr15鋼軸承相比,GCr4鋼軸承的壽命明顯提高,可用于重載高速列車軸承。
今后軸承鋼主要向高潔凈度和性能多樣化兩個方向發(fā)展。提高軸承鋼的潔凈度,特別是降低鋼中的氧含量,可以明顯延長軸承的壽命。氧含量由28ppm降低到5ppm,勞壽命可以延長1個數(shù)量級。為了延長軸承的壽命,人們多年來一直致力于開發(fā)應(yīng)用精煉技術(shù)來降低鋼中的氧含量。通過不懈的努力,軸承鋼中的最低氧含量已從20世紀(jì)60年代的28ppm降低到90年代的5ppm。目前,我國可以將軸承鋼中的最低氧含量控制在10ppm左右。軸承使用環(huán)境的變化要求軸承鋼必須具備性能的多樣化。如設(shè)備轉(zhuǎn)速的提高,需要準(zhǔn)高溫用(200℃以下)軸承鋼(通常采用在SUJ2鋼的基礎(chǔ)上提高Si含量、添加V和Nb的方法來達(dá)到抗軟化和穩(wěn)定尺寸的目的);腐蝕應(yīng)用場合,需要開發(fā)不銹軸承鋼;為了簡化工藝,應(yīng)該開發(fā)高頻淬火軸承鋼和短時滲碳軸承鋼;為了滿足航空航天的需要,應(yīng)開發(fā)高溫軸承鋼。