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與國(guó)外相比,在高端軸承和大型軸承方面存在較大差距。中國(guó)高速鐵路客車(chē)專用配套輪對(duì)軸承全部需要從國(guó)外進(jìn)口。在航空航天、高速鐵路、轎車(chē)及其他工業(yè)領(lǐng)域用的關(guān)鍵軸承上,中國(guó)軸承在使用壽命、可靠性、Dn值與承載能力等方面與先進(jìn)水平存在較大差距。例如,國(guó)外汽車(chē)變速箱軸承的使用壽命 50萬(wàn)公里,而國(guó)內(nèi)同類軸承壽命約10萬(wàn)公里,且可靠性、穩(wěn)定性差。
航空方面
作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件,國(guó)外正在研發(fā)推力比為15-20的第2代航空發(fā)動(dòng)機(jī)軸承,準(zhǔn)備在2020年前后裝配到第5代戰(zhàn)機(jī)中。近10年來(lái),美國(guó)研發(fā)了第2代航空發(fā)動(dòng)機(jī)用軸承鋼,其代表性鋼種為耐500℃的高強(qiáng)耐蝕軸承鋼CSS-42L和耐350℃高氮不銹軸承鋼X30(Cronidur30),中國(guó)則在進(jìn)行第2代航空發(fā)動(dòng)機(jī)用軸承的研發(fā)。



所有彈簧產(chǎn)品中,氣門(mén)彈簧對(duì)材料要求為嚴(yán)格,特別是高應(yīng)力及異型截面氣門(mén)彈簧對(duì)材料要求近乎苛刻。例如,要求抗拉強(qiáng)度達(dá)到2000MPa;對(duì)氧化物、硫化物的夾雜物等級(jí)要求均達(dá)到0級(jí);異型截面材料對(duì)曲率、長(zhǎng)短軸等有特殊要求。目前,國(guó)外氣門(mén)彈簧專用彈簧鋼生產(chǎn)主要集中在日本、韓國(guó)、瑞典,生產(chǎn)企業(yè)有日本鈴木、三興、住友、神鋼鋼線、韓國(guó)KisWire、瑞典Garphyttan等,幾乎壟斷了中國(guó)全部異型截面和高應(yīng)力氣門(mén)彈簧鋼市場(chǎng)。2000年以后,隨著新型發(fā)動(dòng)機(jī)的開(kāi)發(fā),對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度和輕量化、緊湊化的要求越來(lái)越高,因此日本開(kāi)始采用2100-2200MPa的OT鋼絲。在此情況下,不僅要調(diào)整合金成分,還要對(duì)現(xiàn)有制造工藝進(jìn)行改進(jìn),低溫彌散硬化成為必不可少的工藝。然而,低溫彌散硬化后的彈簧形狀發(fā)生變化,為了提高形狀和尺寸的控制精度,控制整個(gè)制造工序中的形狀變化的技術(shù)開(kāi)始引人關(guān)注。



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雖然降低鋼中氧及夾雜物含量是獲得純凈鋼的一種途徑,但是要想得到零夾雜的彈簧鋼比較困難,為此有研究者提出了氧化物冶金技術(shù),這是一種有效的晶粒細(xì)化的方法,是實(shí)現(xiàn)鋼鐵材料強(qiáng)度與韌性成倍提高的有效方法。它利用鋼中細(xì)小彌散的高熔點(diǎn)非金屬夾雜物,主要是氧化物、硫化物以及氮化物,作為晶內(nèi)鐵素體的形核核心,從而起到細(xì)化晶粒的作用。國(guó)內(nèi)外已經(jīng)對(duì)Ti、Zr氧化物體系做了系統(tǒng)的研究,認(rèn)為含鈦氧化物是理想的。在奧氏體晶粒內(nèi)鈦的氧化物質(zhì)點(diǎn)成為針狀鐵素體有效形核地點(diǎn),促進(jìn)晶內(nèi)鐵素體形成。但是,由于鋼種成分的限制,鈦氧化物冶金的推廣受到了限制。近幾年開(kāi)始對(duì)稀土元素進(jìn)行研究,可以利用稀土元素的強(qiáng)脫氧脫硫能力及產(chǎn)物熔點(diǎn)高的特點(diǎn)來(lái)研究稀土氧化物對(duì)鋼材性能的影響。


