钢铁行业作为传统行业,在目前产能普遍过剩的形势下,中、低质量的钢铁材料逐渐跟不上市场需要,生产具有高附加值的特殊钢成为了产业升级、结构化改革的一个主要方向[1]。轴承钢具有高的疲劳强度、耐磨性、纯洁度和组织均匀性[2],由于其使用面的广泛、使用环境的复杂、产品性能要求高,其产量和性能被国际钢铁界视为最能体现一个国家尖端冶炼技术水平的标志。
对于高碳铬轴承钢,各国都制定了相应标准,我国在制定国家标准的基础上还鼓励团体及企业制定较国家标准更高的团体标准及企业标准。目前国内轴承钢体现出中低端产品产能过剩,高端产品品类不足、产能较低、质量较低等问题,通过标准的对比可以指明高碳铬轴承钢产品优化的方向[3]。
本文对高碳铬轴承钢现行的国内外标准进行了梳理,同时以高碳铬轴承钢为对象选取某企业内控标准与国内标准和国外标准进行比较。
1.标准梳理
对高碳铬轴承钢产品及生产工艺中所涉及的所有国家标准、行业标准以及部分国外标准进行了梳理(见表1、表2)。
表1 国内高碳铬轴承钢标准及行业标准信息
序号 |
标准编号 |
标准名称 |
标准类别 |
标准适用范围 |
标准体系类别 |
1 |
GB/T 18254—2016 |
高碳铬轴承钢 |
产品标准 |
汽车轴承通用轴承钢 |
产品质量符合性标准 |
2 |
GB/T 28417—2012 |
碳素轴承钢 |
产品标准 |
汽车轮毂轴承单元 |
产品质量符合性标准 |
3 |
GB/T 33161—2016 |
汽车轴承用渗碳钢 |
产品标准 |
汽车变速箱等轴承 |
产品质量符合性标准 |
4 |
GB/T 18579—2019 |
高碳铬轴承钢钢丝 |
产品标准 |
轴承滚动体 |
产品质量符合性标准 |
5 |
YB/T 4146—2016 |
高碳铬轴承钢无缝钢管 |
产品标准 |
轴承内外套圈 |
产品质量符合性标准 |
6 |
GB/T 223 |
钢铁及合金化学成分分析方法 |
检测试验方法 |
所有轴承钢 |
产品质量符合性标准 |
7 |
GB/T 224 |
钢的脱碳层深度测定法 |
检测试验方法 |
所有轴承钢 |
产品质量符合性标准 |
8 |
GB/T 225 |
钢 淬透性的末端淬火试验方法 |
检测试验方法 |
渗碳钢 |
产品质量符合性标准 |
9 |
GB/T 226 |
钢的低倍组织及缺陷酸蚀试验法 |
检测试验方法 |
所有轴承钢 |
产品质量符合性标准 |
10 |
GB/T 230.1 |
金属材料 洛氏硬度试验 第1部分试验方法 |
检测试验方法 |
钢丝 |
产品质量符合性标准 |
11 |
GB/T 231.1 |
金属材料 布氏硬度试验 第1部分:试验方法 |
检测试验方法 |
高碳铬轴承钢和渗碳钢,钢丝和钢管 |
产品质量符合性标准 |
12 |
GB/T 228.1 |
金属材料 拉伸试验 第1部分 室温试验方法 |
检测试验方法 |
渗碳钢 |
产品质量符合性标准 |
13 |
GB/T 342—2017 |
冷拉圆钢丝、方钢丝、六角钢钢丝尺寸、外形、重量及允许偏差 |
检测试验方法 |
高碳铬轴承钢丝 |
产品质量符合性标准 |
14 |
GB/T 702—2017 |
热轧钢棒尺寸、外形、重量及允许偏差 |
检测试验方法 |
所有轧制轴承钢 |
产品质量符合性标准 |
15 |
GB/T 905—1994 |
冷拉圆钢、方钢、六角钢尺寸、外形、重量及允许偏差 |
检验试验方法 |
冷拉高碳铬轴承钢和渗碳钢 |
产品质量符合性标准 |
16 |
GB/T 908—2019 |
锻制钢棒尺寸、外形、重量及允许偏差 |
检验试验方法 |
锻制高碳铬轴承钢和渗碳钢 |
产品质量符合性标准 |
17 |
GB/T 1814 |
钢材断口检验法 |
检验试验方法 |
高碳铬轴承钢和碳素轴承钢 |
产品质量符合性标准 |
18 |
GB/T 1979 |
结构钢低倍组织缺陷评级图 |
检验试验方法 |
除钢丝外其他轴承钢 |
产品质量符合性标准 |
19 |
GB/T 2101 |
型钢验收、包装、标志及质量证明书的一般规定 |
检验试验方法 |
型钢 |
产品质量符合性标准 |
20 |
GB/T 2102 |
钢管验收、包装、标志及质量证明书的一般规定 |
检验试验方法 |
钢管 |
产品质量符合性标准 |
21 |
GB/T 2103 |
钢丝验收、包装、标志及质量证明书的一般规定 |
检验试验方法 |
钢丝 |
产品质量符合性标准 |
22 |
GB/T 2975 |
钢及钢产品 力学性能实验取样位置及试样制备 |
检验试验方法 |
渗碳钢 |
产品质量符合性标准 |
23 |
GB/T 3207—2008 |
银亮钢 |
检验试验方法 |
渗碳钢和钢丝 |
产品质量符合性标准 |
24 |
GB/T 4162 |
锻轧钢棒超声检测方法 |
检验试验方法 |
渗碳钢和碳素钢 |
产品质量符合性标准 |
25 |
GB/T 4336 |
碳素钢和中低合金钢 火花源原子发射光谱分析方法 |
检验试验方法 |
所有轴承钢 |
产品质量符合性标准 |
26 |
GB/T 6394 |
金属平均晶粒度测定法 |
检验试验方法 |
渗碳钢和碳素钢 |
产品质量符合性标准 |
27 |
GB/T 8170 |
数值修约规则与极限数值的表示和判断 |
检验试验方法 |
渗碳钢 |
产品质量符合性标准 |
28 |
GB/T 10561—2005 |
钢中非金属夹杂物含量的测定 标准评级图显微检验法 |
检验试验方法 |
所有轴承钢 |
产品质量符合性标准 |
29 |
GB/T 11260 |
圆钢涡流探伤方法 |
检验试验方法 |
碳素轴承钢表面质量 |
产品质量符合性标准 |
30 |
GB/T 11261 |
钢铁 氧含量的测定 脉冲加热惰气熔融-红外线吸收法 |
检验试验方法 |
所有轴承钢 |
产品质量符合性标准 |
31 |
GB/T 12604.5 |
无损检测 术语 磁粉探伤 |
检验试验方法 |
碳素轴承钢宏观缺陷 |
产品质量符合性标准 |
32 |
GB/T12604.6 |
无损检测 术语 涡流探伤 |
检验试验方法 |
碳素轴承钢表面质量 |
产品质量符合性标准 |
33 |
GB/T 13299 |
钢的显微组织评定方法 |
检验试验方法 |
渗碳钢 |
产品质量符合性标准 |
34 |
GB/T 14981 |
热轧圆盘条尺寸、外形、重量及允许偏差 |
检验试验方法 |
高碳铬轴承钢热轧盘条 |
产品质量符合性标准 |
35 |
GB/T 15711 |
钢材塔形发纹酸浸检验方法 |
检验试验方法 |
渗碳钢和碳素轴承钢 |
产品质量符合性标准 |
36 |
GB/T 20066 |
钢和铁 化学成分测定用试样的取样和制样方法 |
检验试验方法 |
所有轴承钢 |
产品质量符合性标准 |
37 |
GB/T 20123 |
钢铁 总碳硫含量的测定 高频感应炉燃烧后红外吸收法(常规方法) |
检验试验方法 |
高碳铬轴承钢和渗碳钢 |
产品质量符合性标准 |
38 |
GB/T 20125 |
低合金钢 多元素含量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法 |
检验试验方法 |
高碳铬轴承钢 |
产品质量符合性标准 |
39 |
YB/T 5293 |
金属材料 顶锻试验方法 |
检验试验方法 |
高碳铬轴承钢 |
产品质量符合性标准 |
40 |
GB/T 34474.1 |
钢中带状组织的评定 第1部分:标准评级图法 |
检验试验方法 |
渗碳轴承钢 |
产品质量符合性标准 |
41 |
JB/T 1255 |
滚动轴承 高碳铬轴承钢零件热处理技术条件 |
产品标准 |
高碳铬轴承钢零件 |
服役适用性标准 |
42 |
JB/T 8881 |
滚动轴承 零件渗碳热处理 技术条件 |
产品标准 |
渗碳钢零件 |
服役适用性标准 |
43 |
JB/T 8566 |
滚动轴承 碳钢轴承零件热处理技术条件 |
产品标准 |
碳素轴承钢零件 |
服役适用性标准 |
44 |
JB/T 10510 |
滚动轴承材料接触疲劳试验方法 |
检验试验方法 |
所有轴承钢 |
服役适用性标准 |
45 |
GB/T 12444 |
金属材料 磨损试验方法 试环-试块滑动磨损试验 |
检验试验方法 |
所有轴承钢 |
服役适用性标准 |
产品标准是为了保证产品技术、性能指标合格而制定的一系列规范,是判断产品是否合格的最根本依据[4]。产品标准在国内外生产、检验、使用、维护和贸易中起到至关重要的作用。上述表格中产品标准共计8项,其中5项为国家标准,3项为机械行业标准。
检验试验方法是对产品进行性能测试时所需要遵循的一系列规范,保证了产品性能评价的一致性、规范性以及最终测试结果的准确性。上述表格中检验试验方法共计39项,1项为黑色冶金行业标准,4项为机械行业标准。
表2 部分国外高碳铬轴承钢标准
序号 |
标准编号 |
标准名称 |
标准类别 |
标准适用范围 |
标准体系类别 |
1 |
ISO 683-17 |
热处理钢,合金钢和易切削钢 第17部分:滚球和滚柱轴承钢 |
产品标准 |
所有轴承钢 |
产品质量符合性标准 |
2 |
ASTM A295 |
高碳铬轴承钢 |
产品标准 |
中高碳轴承钢 |
产品质量符合性标准 |
3 |
ASTM A485 |
高淬透耐磨轴承钢 |
产品标准 |
高淬透性中高碳轴承钢 |
产品质量符合性标准 |
4 |
ASTM A534 |
渗碳轴承钢 |
产品标准 |
渗碳钢 |
产品质量符合性标准 |
5 |
ASTM A535 |
优质滚珠和滚柱轴承钢 |
产品标准 |
所有轴承钢 |
产品质量符合性标准 |
6 |
DIN-17230 |
滚动轴承钢 |
产品标准 |
所有滚动轴承钢 |
产品质量符合性标准 |
7 |
JIS G 4805 |
高碳素轴受钢钢材 |
产品标准 |
高碳铬轴承钢 |
产品质量符合性标准 |
8 |
JIS G 4103 |
铬镍钼钢 |
产品标准 |
渗碳钢 |
产品质量符合性标准 |
9 |
ГОСТ 801 |
滚珠轴承钢技术条件 |
产品标准 |
高碳铬轴承钢 |
产品质量符合性标准 |
10 |
ГОСТ 21022 |
精密轴承用铬钢 |
产品标准 |
高碳铬轴承钢 |
产品质量符合性标准 |
11 |
ГОСТ 800 |
轴承钢管技术条件 |
产品标准 |
钢管 |
产品质量符合性标准 |
12 |
ГОСТ 4727 |
制作滚珠、滚珠和滚动轴承套圈用ЩХ15钢圆钢丝 |
产品标准 |
GCr15钢丝 |
产品质量符合性标准 |
13 |
NF A35 |
轴承钢的质量 |
产品标准 |
高碳铬轴承钢 |
产品质量符合性标准 |
14 |
IS 4398 |
滚珠、滚柱和套圈用的碳铬轴承钢 |
产品标准 |
高碳铬轴承钢 |
产品质量符合性标准 |
15 |
IS 5489 |
渗碳轴承钢 |
产品标准 |
渗碳钢 |
产品质量符合性标准 |
16 |
ISO 4967 |
钢中非金属夹杂物含量的测定-标准评级图谱显微检验法 |
检测试验方法 |
夹杂物 |
产品质量符合性标准 |
17 |
ASTM E45 |
测定钢中非金属夹杂物含量的标准推荐方法 |
检测试验方法 |
夹杂物 |
产品质量符合性标准 |
18 |
ASTM E381 |
钢棒、方钢坯、大钢坯和钢锻件宏观浸蚀测试方法 |
检验试验方法 |
碳素轴承钢 |
产品质量符合性标准 |
19 |
ASTM E588 |
用超声波方法检测优质轴承钢中大颗粒夹杂物的标准 |
检验试验方法 |
碳素轴承钢 |
产品质量符合性标准 |
20 |
ASTM E1245 |
应用自动图像分析测定金属中夹杂物或第二相组织含量的标准试验方法 |
检测试验方法 |
夹杂物和碳化物等 |
产品质量符合性标准 |
21 |
ASTM E2142 |
用扫描电子显微镜评定和分类钢中夹杂物的试验方法 |
检测试验方法 |
夹杂物 |
产品质量符合性标准 |
22 |
ASTM E2283 |
钢内非金属夹杂物和其他显微结构特点极端值的分析规程 |
检测试验方法 |
夹杂物 |
产品质量符合性标准 |
23 |
DIN 50602 |
用金属图谱评定优质钢中非金属夹杂物含量的显微检验法 |
检测试验方法 |
夹杂物 |
产品质量符合性标准 |
24 |
DIN EN 10247 |
使用标准图片对钢的非金属夹杂物含量的显微图检验 |
检测试验方法 |
夹杂物 |
产品质量符合性标准 |
25 |
SEP 1570 |
特殊钢非金属夹杂物含量评级图谱显微检验法 |
检测试验方法 |
夹杂物 |
产品质量符合性标准 |
26 |
SEP 1570(补充件) |
特殊钢非金属夹杂物含量评级图谱显微检验法-特殊钢细而长的非金属夹杂物显微检测法 |
检测试验方法 |
夹杂物 |
产品质量符合性标准 |
27 |
JIS G 0555 |
钢中非金属夹杂物的显微检验方法 |
检测试验方法 |
夹杂物 |
产品质量符合性标准 |
28 |
BS 7926 |
钢中非金属夹杂物百分比含量测定的定量显微照相法 |
检测试验方法 |
夹杂物 |
产品质量符合性标准 |
29 |
SEP 1520 |
钢中碳化物图谱系列显微检验法 |
检测试验方法 |
夹杂物 |
产品质量符合性标准 |
30 |
SKF D33系列 |
轴承钢技术条件 |
产品标准 |
所有轴承钢 |
产品质量符合性标准 |
31 |
SKF D30 |
轴承钢非金属夹杂物金相检验法 |
检测试验方法 |
夹杂物 |
产品质量符合性标准 |
32 |
日本KOYO |
高碳铬和渗碳轴承钢棒技术条件 |
产品标准 |
高碳铬和渗碳轴承钢 |
产品质量符合性标准 |
33 |
日本NSK SR-1 |
轴承钢检查标准 |
产品标准 |
高碳铬轴承钢 |
产品质量符合性标准 |
2. 标准对比
2.1国内外标准及某钢铁企业标准对比
选取成分基本一致的牌号,选用国标、国外标准及某企业内控标准,对成分、低倍组织、表面质量、制造方法、尺寸及外形和质量5项的最低要求进行对比(见表3)。
GB/T 18254—2016牌号选取GCr15;内控牌号选取GCr15-PG1;国外标准ISO 683-17。
表3 国内外标准对比
检测项目 |
主要内容 |
ISO 683-17 |
GB/T 18254—2016 |
企业内控标准 |
熔炼成分 w/% |
C |
0.93~1.05 |
0.95~1.05 |
0.95~1.05 |
Si |
0.15~0.35 |
0.15~0.35 |
0.15~0.35 |
|
Mn |
0.25~0.45 |
0.25~0.45 |
0.25~0.45 |
|
Cr |
1.35~1.60 |
1.40~1.65 |
1.40~1.60 |
|
Mo |
≤0.10 |
≤0.10 |
≤0.08 |
|
Ni |
|
≤0.25 |
≤0.20 |
|
Cu |
≤0.30 |
≤0.25 |
≤0.18 |
|
P |
≤0.025 |
≤0.025 |
≤0.020 |
|
S |
≤0.015 |
≤0.020 |
≤0.015 |
|
Ca |
|
|
≤0.0010 |
|
O |
≤0.0015 |
成品或钢坯检验 |
成品检验 |
|
Ti |
|
≤0.0050 |
≤0.0030 |
|
Alt |
≤0.050 |
≤0.050 |
≤0.050 |
|
As |
|
≤0.04 |
≤0.04 |
|
Sn |
|
|
≤0.03 |
|
Pb |
|
≤0.002 |
≤0.002 |
|
Sb |
|
|
≤0.005 |
|
As+Sn+Sb |
|
≤0.075 |
|
|
低倍组织 |
中心疏松 一般疏松 锭型偏析 中心偏析 |
|
铸坯未规定,圆钢检验 |
小方坯:YB/T 153评级图; 大方坯:按某钢铁企业大方坯连铸坯低倍组织缺陷评级图 |
表面质量 |
|
|
铸坯未规定 |
符合YB/T 2011 |
制造方法 |
钢冶炼方法 |
|
真空脱气 |
真空脱气 |
铸坯的制造方法及要求 |
|
连铸/模铸 |
连铸 |
|
尺寸、外形及质量 |
|
|
铸坯未规定 |
YB/T 2011 |
从表3可见,3项标准在化学成分上存在细微差别,但总体而言,GB/T 18254—2016较之国际标准ISO 683-17,增加了Ti、As、Pb 3项元素的要求,更适应我国实际生产情况;而某企业内控标准较之GB/T 18254—2016更为严格,这体现在控制元素的数量更多、元素的范围区间更窄、其他检测项更多、检测要求更为规范。
ISO 683-17并未规定低倍组织检验、表面质量、尺寸,外形及质量的检验方法和判定标准,并且表面质量制造方法上也并没作具体要求;GB/T 18254—2016则都做了大概的规定,而该企业内控标准则做出了更为详细规范的要求。
2.2 高碳铬轴承钢圆钢产品国内外标准指标对比
将国内外同牌号和等级的高碳铬轴承钢圆钢进行指标标准对比(见表4)。
表4 高碳铬轴承钢圆钢产品符合性评价指标(以某钢铁企业为例)
检测项目 |
主要内容 |
ISO 683-17 |
ASTM A295-2020 |
JISG 4805-2019 |
GB/T 18254—2016 |
企业内控值 |
试验方法 |
|
成分w/% |
C |
0.93~1.05 |
0.93~1.05 |
0.95~1.10 |
熔炼成分±0.03 |
0.95~1.05 |
GB/T 233.86 |
|
Si |
0.15~0.35 |
0.15~0.35 |
0.15~0.35 |
熔炼成分±0.02 |
0.15~0.35 |
GB/T 233.5 |
||
Mn |
0.25~0.45 |
0.25~0.45 |
≤0.50 |
熔炼成分±0.03 |
0.25~0.45 |
GB/T 233.63 |
||
Cr |
1.35~1.60 |
1.35~1.60 |
1.30~1.60 |
熔炼成分±0.05 |
1.40~1.60 |
GB/T 223.11 |
||
Mo |
≤0.10 |
≤0.10 |
≤0.08 |
≤0.10时,熔炼成分+0.01; >0.10时,熔炼成分±0.02 |
≤0.08 |
GB/T 223.26 |
||
Ni |
|
≤0.25 |
≤0.25 |
熔炼成分+0.030 |
≤0.20 |
GB/T 223.23 |
||
Cu |
≤0.30 |
≤0.30 |
≤0.25 |
熔炼成分+0.020 |
≤0.18 |
GB/T 223.53 |
||
P |
≤0.025 |
≤0.025 |
≤0.025 |
熔炼成分+0.0050 |
≤0.020 |
GB/T 223.62 |
||
S |
≤0.015 |
≤0.015 |
≤0.025 |
熔炼成分+0.0050 |
≤0.015 |
GB/T 223.85 |
||
Ca |
|
|
|
|
≤0.0010 |
GB/T 223.77 |
||
O |
≤0.0015 |
≤0.0015 |
|
≤0.0012 |
≤0.0010 |
GB/T 11261 |
||
Ti |
|
|
|
熔炼成分+0.00050 |
≤0.0030 |
|
||
Al |
≤0.050 |
≤0.050 |
|
熔炼成分+0.010 |
≤0.050 |
GB/T 223.9 |
||
As |
|
|
|
熔炼成分 |
≤0.04 |
GB/T 233.31 |
||
Sn |
|
|
|
|
≤0.03 |
GB/T 223.50 |
||
Pb |
|
|
|
熔炼成分 |
≤0.002 |
GB/T 223.29 |
||
Sb |
|
|
|
|
≤0.005 |
GB/T 223.47 |
||
As+Sn+Sb |
|
|
|
熔炼成分 |
|
|
||
硬度 |
|
布氏HBW |
|
|
|
球化退火态179-207 |
球化退火态179-207 |
GB/T 231.1 |
顶锻 |
|
|
|
|
|
公称直径≤60 mm的热轧、锻制圆 钢,热顶锻 |
公称直径≤60 mm的热轧、锻制圆钢,热顶锻 |
YB/T 5293 |
低倍检验 |
中心疏松 |
|
|
|
≤1.5 |
≤1.5 |
GB/T 1979
|
|
一般疏松 |
|
|
|
≤1.0 |
≤1.0 |
|
||
锭型偏析 |
|
|
|
≤1.0 |
≤1.0 |
|
||
中心偏析 |
|
|
|
≤2.0,适用于制作滚动体用连铸钢材 |
≤2.0 |
|
||
断口 |
退火断口 |
|
|
|
不适用 |
不适用 |
|
|
发蓝断口 |
|
|
|
不适用 |
不适用 |
|
||
非金属夹杂物* |
A |
细系≤2.5/粗系≤1.5 |
细系≤2.5/粗系≤1.5 |
细系≤2.5/粗系≤1.5 |
细系≤2.5/ 粗系≤1.5 |
细系≤2.5/ 粗系≤1.5 |
GB/T 10561 |
|
B |
细系≤2.0/粗系≤1.0 |
细系≤2.0/粗系≤1.0 |
细系≤2.0/粗系≤1.0 |
细系≤2.0/ 粗系≤1.0 |
细系≤2.0/ 粗系≤1.0 |
|
||
C |
细系≤0.5/粗系≤0.5 |
细系≤0.5/粗系≤0.5 |
细系≤0.5/粗系≤0.5 |
细系≤0.5/粗系≤0.5 |
细系≤0/ 粗系≤0 |
|
||
D |
细系≤1.0/粗系≤1.0 |
细系≤1.0/粗系≤1.0 |
细系≤1.0/粗系≤1.0 |
细系≤1.0/ 粗系≤1.0 |
细系≤1.0/ 粗系≤1.0 |
|
||
DS |
|
≤2.0 |
≤2.0 |
≤2.0 |
≤1.5 |
|
||
脱碳层 显微组织 (球化退火) |
|
|
|
|
10mm≤Φ≤120 mm,≤1.0%D |
50mm≤Φ≤120 mm,≤1.0%D |
GB/T 224 |
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Φ≤60 mm,珠光体组织、2-4级; Φ>60 mm,珠光体组织、依据协议 |
不适用 |
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碳化物不均匀性 |
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(1)网状: 不超第7评级图 (2)带状: Φ≤80 mm: ≤3.0级; 80mm≤Φ≤150 mm: ≤3.5级 (3)液析: Φ≤60 mm:≤2.0级; 60mm≤Φ≤150 mm: ≤2.5级 |
(1)网状: 不超第7评级图 (2)带状: Φ≤60 mm: ≤2.5级; 60mm≤Φ≤80 mm:≤3.0级; 80mm≤Φ≤120 mm:≤3.5级; (3)液析: Φ≤60 mm: ≤1.5级; 60mm≤Φ≤80 mm:≤2.0级; 80mm≤Φ≤120 mm≤2.5级; |
GB/T 18254 |
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显微孔隙 |
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Φ≤60 mm,不允许; Φ>60 mm,不超过第10评级图的规定 |
不允许 |
GB/T 18254 |
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表面质量 |
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圆钢表面缺陷清理深度不大于尺寸公差之半;表面无影响使用的明显缺陷 |
圆钢表面缺陷清理深度不大于尺寸公差之半;表面无影响使用的明显缺陷 |
目视 |
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无损检测 |
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未要求 |
红外探伤,50≤Φ≤120 mm,探伤精度要求N-0.7 |
GB/T 11260 |
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尺寸、 外形、 质量 |
直径及允许偏差 |
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GB/T 702二组精度 |
GB/T 702二组精度 |
卡尺 |
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长度 |
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3000 mm~8000 mm |
3000 mm~8000 mm |
直尺 |
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不圆度 |
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GB/T 702的规定 |
不大于公称直径公差的50% |
卡尺 |
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弯曲度 |
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每米弯曲度≤3 mm/m, 全长弯曲度≤0.3%×钢材长度 |
每米弯曲度≤4 mm/m, 全长弯曲度≤0.4%×钢材长度 |
直尺 |
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扭转 |
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不允许 |
不允许 |
目视 |
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端头形状 |
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锯切或剪切 |
锯切或剪切 |
目视 |
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质量 |
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按实际质量 |
按实际质量 |
磅秤 |
注:*A为硫化物类;B为氧化铝类;C为硅酸盐类;D为球状氧化物类;DS为单颗粒球状类。
影响轴承钢性能的主要因素如下。
(1)轴承钢中的碳化物不均匀性
轴承钢中的碳化物按形态分带状碳化物、液析碳化物、网状碳化物,3类碳化物的增多均会对接触疲劳等性能造成损伤[5];带状碳化物来源于钢锭凝固过程中的枝晶偏析,经轧制变形后,出现为带状的碳化物组织;碳化物液析是指C及Cr等合金元素在合金液相偏距析出的一次碳化物,在经过机械轧制处理后一般以条带状形式存在;网状碳化物是指在析出于奥氏体晶粒边界,形成网状形态的碳化物。
ISO 683-17对碳化物的要求不高,而我国轴承钢国家标准对3种碳化物做了明确的要求,国内某厂的企业标准在国家标准的基础上对指标又进行了细分,做出更严格的质量要求,企业生产的轴承钢碳化物缺陷情况高出达标值,使得产品性能与合格率提高。
(2)夹杂物缺陷
轴承钢中的非金属夹杂物分为A、B、C、D、DS 5类,并以粗系不同再次划分成两种不同种类做测试,在金属中非金属夹杂物的数量、形状、分布、大小对轴承钢的切削性、拉伸性能和疲劳性能均产生较大的影响,故国外、国内标准中对非金属夹杂物级别均做出了定量要求,举例企业内控标准内夹杂物等级限制与国外、国内标准一致。
(3)化学元素控制
轴承钢中一般加入Mn、Cr、Mo、Ni、Ti、V等元素。其中Mn、Cr、Mo等合金元素的加入能起到固溶强化和沉淀强化的作用,使合金钢的拉伸、接触疲劳、耐磨性、耐应力腐蚀等性能显著提高;Ti、V等微量元素加入,与合金中的C反应,减少组织中碳化物生成,均匀碳化物分布,并细化晶粒,使合金的断裂韧性、疲劳性能提高。在国外标准规定产品的元素准确范围基础上,国内标准以熔炼成分规定产品范围,使轴承钢在成为钢锭时即需符合轴承钢产品标准中化学元素的要求;企业标准在国标基础上使Cr、Mo范围增大,并减小Cu、Ni等元素的标准范围,有害元素P、S的标准值降低,国内举例企业标准以更严苛的标准范围保障产品质量。
3. 展望
在当今我国由产业密集型的粗放式生产逐步转变为追求高性能、高质量的供给侧结构化改革的趋势下,轴承钢作为特殊钢的代表,需要达到更高的性能指标。虽然目前行业、企业内都进行了设备、技术升级以适应更高的需要,也制定了更为严格的标准,但是我国的轴承钢在性能、质量及用途上与国际先进水平有所差距。我国的工业由于起步较晚与发达国家相比较为落后,标准也是在国际标准的基础上之制定的,虽然国际标准有一定参考作用,但是也必将受制于人,此外在国际上也并不被广泛认可。虽然我国国标、行业标准较之国际上不少标准更为严格,但实际生产中,国外企业的内控标准并不外传,其高品质钢的质量、性能也较之国内更好。因此,轴承钢行业必须实现产业升级,自主研发出高性能的轴承钢并制定相应标准,逐步走向世界前列。
作者:王岩峰 谢波 中国标准化研究院工业产品质量标准研究所;吕晴 张威豪 冯岩 包楠 钢研纳克检测技术股份有限公司
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