轴承钢不同热处理工艺下体积变化的测量研究(4)

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1.1.3 轴承钢的性能要求

滚动轴承对材料的基本要求在很大程度上取决于轴承的工作性能。选择制造滚动轴承的材料是否合适，对其使用性能和寿命将有很大影响。由于滚动轴承对材料的基本要求是由轴承的失效形式决定的，所以要求制造滚动轴承的材料经过后工序的一定热处理后应具备下列性能[6]：

（1）高的接触疲劳强度：轴承工作时，滚动体在轴承内、外圈的滚道间滚动，其接触部分承受周期性交变载荷，多者每分钟可达数十万次，容易造成接触疲劳破坏。因此，要求滚动轴承用钢应具有高的接触疲劳强度。

（2）高的耐磨性：滚动轴承正常工作时，除了发生滚动摩擦外，还伴有滑动摩擦。如果轴承钢的耐磨性差，滚动轴承便会因磨损而过早地丧失精度或因旋转精度下降而使轴承振动增加、寿命降低。因此，要求轴承钢应具有高的耐磨性。

（3）高的弹性极限：滚动轴承工作时，由于滚动体与套圈滚道之间接触面积很小，轴承在承受载荷时，尤其是在承受较大载荷的情况下，接触表面的接触压力很大。为了防止在高接触应力下发生过大的塑性变形，使轴承精度丧失或发生表面裂纹，要求轴承钢应具有高的弹性极限。

（4）适宜的硬度：硬度是滚动轴承的重要指标之一。它与材料接触疲劳强度、耐磨性、弹性极限有着密切的关系，直接影响着滚动轴承的寿命，轴承的硬度通常要根据轴承承受载荷的方式和大小、轴承尺寸和壁厚的总体情况来决定。对于由于疲劳剥落或耐磨性差使轴承精度丧失的情况，轴承零件应选用较高的硬度;对于承受较大冲击载荷的轴承(例如轧机轴承、铁路轴承和一些汽车轴承等)，应适当降低硬度以提高轴承的韧性。

（5）一定的冲击韧性：很多滚动轴承在使用过程中都会受一定的冲击载荷，因此要求轴承钢具有一定的韧性，以保证轴承不因冲击而破坏。对于承受较大冲击载荷的轴承例如轧机轴承、铁路轴承等要求材料具有相对较高的冲击韧性和断裂韧性，这些轴承有的用贝氏体淬火热处理工艺，有的用渗碳钢材料，就是为了保证这些轴承具有较好的耐冲击韧性。

（6）良好的尺寸稳定性：滚动轴承是精密的机械零件，其精度是以微米为计算单位。在长期的保管和使用过程中，因内在组织发生变化或应力变化会引起轴承尺寸的变化，导致轴承丧失精度。因此，为保证轴承的尺寸精度，轴承钢应具有良好的尺寸稳定性。此外，对于特殊工作条件下使用的轴承，除上述几个基本要求外，对其用钢还必须提出相应的特殊性能要求，如耐高温性能、高速性能、抗腐蚀以及防磁性能等。