轴承钢又被称为高碳铬钢，是一种特殊钢，属于钢铁材料中的高技术含量产品，往往代表了一个国家的工业发展水平。

轴承是转动部件中不可或缺的重要零件，它在高速运转时，还必须承受着周期性交变载荷，转动带动滑动，会产生强烈的摩擦现象。这就要求其钢材必须是高强度、高耐磨性、高冲击韧性和断裂韧性、高接触疲劳强度，以及良好的防锈和冷热加工性能。

为了满足以上性能，轴承钢对元素含量和冶炼质量要求非常高。其碳含量在1%左右，铬含量在1.5%左右但不超过1.65%，并含有少量的锰、硅元素。

以下分别是国标、冶标和日本标准中主要钢号的化学成分表：

在冶炼中需要严格控制硫、磷和非金属夹杂物的含量和分布，因为非金属夹杂物的含量和分布对轴承钢的寿命影响很大。夹杂物量愈高，寿命就越短。

其中，纯净度要求材料中的夹杂物尽量少，纯净度的好坏对轴承的疲劳寿命有直接影响；而均匀性则要求材料中的夹杂物和碳化物颗粒细小、弥散，这会影响到轴承制造中热处理后的变形、组织均匀性等。

高端轴承钢中均匀细小的碳化物组织和热处理后均匀分布的细小碳化物

提高轴承钢的纯净度，首先要做的就是控制钢中的氧含量，炼钢中用ppm（每百万分之一）来作为氧含量的单位，一般来说8个ppm的钢就属于好钢，而高端轴承所需要的则是5个ppm的顶级钢。此外，钛等有害元素等留在钢中易形成多棱角的夹杂物，会引起局部的应力集中，产生疲劳裂纹，也都是应该要尽力避免的。

所以为了改善冶炼质量，近来已采用电炉冶炼并经电渣重熔，亦可采用真空冶炼，真空自耗精炼等新工艺来提高轴承钢的质量。

轴承钢广泛应用于矿山机械、精密机床、冶金设备、重型装备与高档轿车等重大装备领域和风力发电、高铁动车及航空航天等新兴产业领域。

01

航空方面

作为航空发动机的关键基础零部件，国外正在研发推力比为15-20的第2代航空发动机轴承，准备在2020年前后装配到第5代战机中。近10年来，美国研发了第2代航空发动机用轴承钢，其代表性钢种为耐500℃的高强耐蚀轴承钢CSS-42L和耐350℃高氮不锈轴承钢X30（Cronidur30），中国则在进行第2代航空发动机用轴承的研发。

02

汽车方面

对于汽车轮毂轴承，中国目前广泛应用的是第1代和第2代轮毂轴承（球轴承），而欧洲已广泛采用第3代轮毂轴承。第3代轮毂轴承的主要优点是可靠、有效载荷间距短、易安装、无需调整、结构紧凑等。目前，中国引进车型大多采用这种轻量化和一体化结构轮毂轴承。

03

铁路车辆方面

目前，中国铁路重载列车用轴承采用国产电渣重熔G20CrNi2MoA渗碳钢制造，而国外已经将超高纯轴承钢（EP钢）的真空脱气冶炼技术、夹杂物均匀化技术（IQ钢）、超长寿命钢技术（TF钢）、细质化热处理技术、表面超硬化处理技术和先进的密封润滑技术等应用到轴承的生产和制造，从而大幅度提升了轴承的寿命与可靠性。中国电渣轴承钢不仅质量低，而且成本比真空脱气钢高出2000-3000元/吨，未来中国需要开发超高纯、细质化、均匀化与质量稳定的真空脱气轴承钢取代目前采用的电渣轴承钢。

04

风电能源方面

对于风电轴承，目前中国还无法生产技术含量较高的主轴轴承和增速器轴承，基本依靠进口，3MW以上风电机组配套轴承的国产化问题还没有解决。国外为了提高风电轴承的强度、韧性和使用寿命，采用了新型特殊热处理钢SHX（40CrSiMo），对于偏航和变浆轴承，通过表面感应淬火热处理控制淬硬层深度、表面硬度、软带宽度和表面裂纹；对于增速器轴承和主轴轴承采用碳氮共渗，使零件表面得到较多稳定残余奥氏体体积分数（30%-35%）和大量细小碳化物、碳氮化物，提高了轴承在污染润滑工况下的使用寿命。

一个国家轴承的需求量与国民生产总值总是保持一定的关系，而轴承钢的生产能力和水平又是轴承工业发展的关键制约因素，因而，工业发达国家历来都十分重视轴承钢的生产、质量以及研发工作。

以前，高端轴承钢的研发、制造与销售一直被美国、瑞典等国家的轴承巨头所垄断，如何获得纯净度高和均匀度好的顶级好钢，一直是这些巨头秘而不宣的核心技术，他们甚至从中国采购低端材质，最后加工成高端轴承，再以数十倍的价格卖到中国市场。

很长一段时间内，中国的轴承钢产量高，但质量水平低，特别在高端轴承钢方面，与国外先进水平存在很大差距，存在钢中微量杂质元素含量偏高、氧含量水平高出国际先进水平两三倍、钢中碳化物形态均匀性差等问题。

经过十多年的努力，中国已成为轴承钢生产大国，攻克了诸多轴承钢生产工艺中的难点问题，比如氧含量控制在≤5ppm的世界先进水平，掌握了其内在质量控制的核心技术。

此外，炼钢过程中加入稀土，使原本优质的钢变得更加“坚强”，是解决高端轴承用钢的技术方向，这类技术原本是世界轴承巨头们的核心秘密，现在也被中国的科研人员攻克，中国的科学家们将稀土轴承钢中影响疲劳寿命的大尺寸夹杂物数量减少了50%。

如今，中国不仅能造出高端轴承钢，而且在国际市场闯出了名堂，中国的轴承钢已经供应给瑞典、德国、日本等国，同时高端轴承钢的疲劳寿命也达到甚至超过日本和欧洲的同期水平。