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什么叫高碳钢(有哪些是属于高碳钢的)

Mr麦哥 • • 投稿

高速公路上，疾驰的汽车车轮快速转动。

机械设备内部，运动着的齿轮毫不停歇……

从汽车、高铁、飞机到仪器仪表、机械装备，你几乎能从所有旋转的机械中寻找到一个共同的核心部件——轴承。而制造轴承所需的材料——轴承钢，则因其直接关乎到轴承的寿命和可靠性，被誉为“钢中之王”。

运用PTR技术生产的成品运用PTR技术生产的成品

近年，西北工业大学材料学院刘东教授和其团队研发的强力旋轧技术（PTR），打破国外巨头技术垄断，突破我国轴承钢“卡脖子”技术，破解行业难题。

小零件的大难题

轴承的工作环境严峻而复杂，不仅需要高速稳定的旋转，而且还要承受强力的挤压、摩擦，甚至超高温的历练。因而对轴承钢的质量和可靠性提出了更为严苛的要求。

与传统技术相比，PTR技术可得到更为细小弥散的碳化物

轴承钢的质量如何提升？刘东教授告诉我们，一是内部足够纯净，夹杂物质越少越好；二是足够均匀，材料内的颗粒物尽量细小、弥散。“令人遗憾的是，一直以来，我国所生产的轴承钢质量与国际先进水平有较大差距。以夹杂物为例，国外产品夹杂物尺寸完全小于等于10μm，而国内最大粒径达到50-52μm，大小相差五倍之多 。”

很多企业无法从国内厂家寻求到符合高使用需求的轴承钢，不得不花高价进口。高端轴承钢的研发、制造与销售长期被美国、瑞典等国的轴承巨头所垄断，核心技术更是被严密封锁。这也就意味着，我们每制造一套产品就需要向国外买一次轴承。在战略性新兴产业和制造强国战略重点发展领域中，我们面临着极大的国外牵制风险。

习近平总书记指出“我们比历史上任何时期都更需要建设世界科技强国”。解决轴承钢“卡脖子”问题迫在眉睫！

“十年磨一剑”，难题终攻克

秉持着从“钢铁大国”发展为“钢铁强国”的梦想，刘东教授和其团队一路走来，攻坚克难，他骄傲地告诉记者“经过我们国家几十年的努力，氧含量、夹杂物、偏析等技术问题已经得到有效解决。行业中最后一个老大难——‘碳化物’，也终于被我们团队攻克！”

这项技术，“钢”！

 

轴承钢属于高碳钢，其含碳量在所有钢中比较高。如果碳化物分布不均匀且呈大块状，就会严重影响质量。刘东教授解释说“就像揉面的时候撒了一把盐，要是面没有揉碎揉匀，那么面里就都是又咸又硬的疙瘩。”“让盐更细小均匀地分布在面里”就是刘东教授和团队追求的目标。

“还是以揉面为例，你揉的变形越大，越能揉得均匀，揉好的关键就在于怎么‘揉’。”刘东教授和团队创新性提出的“强力旋轧技术”利用曼内斯曼效应，在径向轧制的同时施加强力旋转，依靠连续局部压扭复合变形，实现轴承管材碳化物均匀细小弥散。简而言之，这一技术在揉面的时候让面的3个方向都变形，而且变形的数值非常大，可谓把面揉得又透又劲道。

听起来逻辑很简单，其中蕴含的却是刘东教授和团队孜孜不倦地追求与艰辛探索。他们“十年磨一剑”，经过不断的攻关测试，终于突破技术瓶颈，如今研究出3个世界首创，申请到66项发明专利，强力旋轧（PTR）技术就是其中一项。

PTR技术或为汽车制造行业带来新变革

较于传统技术，PTR技术单道次晶粒细化程度高

实验室数据显示，运用强力旋轧（PTR）技术，晶粒尺寸由原来的50μm细化至10μm，碳化物尺寸仅为原先的1/10。首次将100年来，一直徘徊在600-700HV的GCr15轴承钢硬度提高至900HV以上，处于世界顶尖水平。除此以外，采用该技术后轴承寿命和可靠性得到大幅度提高，平均寿命达到计算寿命的26倍，可靠性达99.9%。更令人惊喜的是，本技术可以显著提高材料利用率，且生产流程可缩短2/3，真正在绿色发展上见实效。

目前，通过PTR技术改性后的轴承钢已在多个项目中得到运用，完全能够满足高端质量要求，将该技术运用到其他材料中，也取得了非常良好的效果，运用于钛合金和高温合金中属于世界首创。

科技自立自强是促进发展大局的根本支撑，让创新驱动发展，是西工大和西工大科技工作者们长期以来不懈努力的方向。

“用我们的技术生产出的轴承钢表现非常亮眼，今年，已有多家企业联系了我们，希望我们的技术可以为汽车制造行业带来革新。”谈及未来，刘东教授充满信心，一个崭新而广阔的市场正在等待挖掘。

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