7.3.1  渗碳轴承钢

有些工业用轴承在工作时，受到重载荷和强烈冲击，如轧钢机轴承、矿山挖掘机轴承等，除承受接触应力和摩擦力外，在钢坯进出轧机时，还要受到较大冲击负荷。这类轴承要求表面硬度高、耐磨性好，具有较高的接触疲劳强度，心部要求有良好的韧性、足够的强度和硬度。因此需选用渗碳轴承钢来制造。

目前用作渗碳轴承的钢种多为结构钢类优质或高级优质低碳合金钢。用于制作中、小型渗碳轴承零件的渗碳钢有20Cr、20CrMo、20CrMnMo等。农机上使用的一些小型轴承零件还广泛采用15、20、15Mn等低碳钢渗碳的方法来制造。

在重型机械上使用的大型轴承（外径大于250mm）和特大型轴承（外径大于440mm）所受的载荷大，受力较复杂，常用有较高淬透性的G20Cr2Ni4A和G20Cr2Mn2MoA制造。G20Cr2Mn2MoA钢是结合我国资源情况研制成的新钢种。G20Cr2Ni4A和G20Cr2Mn2MoA钢的力学性能、接触疲劳性能和耐磨性见表7-3、表7-4和表7-5。由表7-3可知，这两种钢的性能相近。在热处理工艺性能方面，渗碳速度和渗碳层的碳化物分布方面，二者无差异，但G20Cr2Mn2MoA钢容易出现粗大块状碳化物，且不易进行扩散予以消除。

表7-3 G20Cr2Ni4钢和G20Cr2Mn2Mo钢的力学性能

注：试样处理：940℃加热100h后油冷，再以600℃回火两次，每次6h，然后按表列数据淬火、回火。

表7-4 G20Cr2Ni4钢和G20Cr2Mn2Mo钢渗碳热处理后的接触疲劳强度

注：试样表面硬度均为60～64HRC，表面粗糙度均为Ra0.10μm，试验用接触应力均为7000MPa。

表7-5 渗碳层耐磨性

注：试验条件，对滚式试验机，负荷882N，接触应力645.8MPa，运转次数7×10⁴。