4 未來高端軸承鋼的研發(fā)及其基礎(chǔ)研究方向

為了適應(yīng)未來軸承的復(fù)雜使用環(huán)境和更高性能的要求，軸承材料的研發(fā)不僅僅是傳統(tǒng)全淬透軸承鋼（以GCr15為代表的高碳鉻低合金系列、以M50為代表的中合金系列和以9Cr18為代表的高合金系列）、滲碳軸承鋼（以20CrMo為代表的CrMo系、以10CrNi3Mo和20CrNi2Mo為代表的CrNiMo系和20Cr2Mn2Mo為代表的CrMnMo系）和中碳軸承鋼（以42CrMo為代表的表面感應(yīng)軸承鋼）的品質(zhì)提升，還應(yīng)該進行眾多新型低成本、環(huán)境適應(yīng)型和更高性能軸承鋼的研發(fā)。

在傳統(tǒng)軸承鋼品質(zhì)提升的研發(fā)方面，日本山陽和瑞典OVAKO等國外軸承鋼企業(yè)相繼開發(fā)了超高純的EP鋼和IQ鋼，其冶金質(zhì)量和使用性能遠遠超過了價格昂貴的電渣冶煉的軸承鋼，達到了雙真空冶煉軸承鋼的水平。所以未來中國高端傳統(tǒng)軸承鋼的冶金質(zhì)量與使用性能，應(yīng)該通過冶金設(shè)備、工藝與流程的改進，使真空脫氣軸承鋼達到雙真空冶煉的軸承鋼的質(zhì)量和性能水平，著力開發(fā)中國低成本真空脫氣軸承鋼的超純化技術(shù)，達到國外EP鋼和IQ鋼等真空脫氣軸承鋼的冶金質(zhì)量和使用性能。

在新型軸承鋼的研發(fā)方面，國外相繼開發(fā)了低成本中碳軸承鋼SHX、耐高溫不銹軸承鋼CSS-42L、耐腐蝕軸承鋼Cronidur30等為代表的新型軸承鋼以及正在開發(fā)的超彈性低密度軸承合金60NiTi以及新型低成本耐高溫CrNiMoV系軸承鋼。未來在新型軸承鋼及軸承材料研發(fā)方面，需要加大投入，進行長壽命、高可靠、低成本、低密度和耐高溫等性能的新型軸承鋼的開發(fā)，以適應(yīng)高端裝備用軸承材料的多樣化和功能化的發(fā)展需求。

另外，鑒于軸承鋼的接觸疲勞破壞是在2~5 GPa疲勞應(yīng)力下表層和亞表層的破壞行為，該應(yīng)力已經(jīng)達到或遠遠超過材料的疲勞強度（正常材料的疲勞強度一般不超過2 GPa），目前人們對于這種超高應(yīng)力下的材料組織演化、加工硬化及其破壞行為的研究還比較少，這阻礙了人們對軸承鋼疲勞破壞機制的更深層認識，也不利于未來新型軸承鋼的開發(fā)。因此應(yīng)該展開軸承鋼在超高疲勞應(yīng)力（高達2~5 GPa的接觸疲勞強度）下的組織演化行為、材料的加工硬化行為及疲勞破壞機制等基礎(chǔ)理論研究，弄清控制軸承鋼疲勞破壞的主要與次要原因及解決措施，為傳統(tǒng)軸承鋼的改進和新型軸承材料的創(chuàng)新研發(fā)奠定理論基礎(chǔ)。