科创中国

      轴承钢是制造轴承的主要材料，需要具有超高的纯净度、严格控制的夹杂物类型、尺寸、数量与分布等冶金质量和高的硬度、适当的韧性、较高的耐磨性和抗接触疲劳性能，满足滚动轴承对寿命和可靠性要求。按照轴承钢的化学成分及使用需求，轴承钢可分为高碳铬轴承钢、渗碳轴承钢、中碳轴承钢、高温轴承钢和无磁轴承钢等五大类型。 我国采用双真空冶炼工艺生产的高温渗碳轴承钢M50NiL具有较高的纯净度，但其表面硬度以及解除疲劳性能与国外生产的产品仍存在很大差距，如何进一步改善渗碳轴承钢的表面硬度和接触疲劳性能是国内研究者长期关注的问题。

      本发明提供了一种渗碳轴承钢及其制备方法，该渗碳轴承钢按重量百分比计，C 0 .11‑0 .15 ,Si 0 .10‑0 .25 ,Mn 0 .15‑0 .35 ,Cr 4 .8‑6 .0 ,Mo 4 .00‑4 .50 ,Ni 3 .20‑3 .60，V 1 .13‑1 .33 ,P≤0 .008 ,S≤0 .003，余量为铁和不可避免的杂质元素，其经过真空渗碳热处理和双细化热处理工艺，取得更好的技术效果。

       本发明的目的是进一步改善渗碳轴承钢的表面硬度和接触疲劳寿命，为了实现所述目的，发明人提出具体方案如下：渗碳轴承钢，其成分按重量百分比计为，C 0 .11‑0 .15 ,Si 0 .10‑0 .25 ,Mn 0 .15‑0 .35 ,Cr 4 .8‑6 .0 ,Mo 4 .00‑4 .50 ,Ni 3 .20‑3 .60，V 1 .13‑1 .33 ,P≤0 .008，S≤0 .003，余量为铁和不可避免的杂质元素，其碳化物粒径≤0 .8μm，渗层表面硬度≥68HRC ,接触疲劳寿命≥3 .7×108次。进一步的，渗碳轴承钢，其成分按重量百分比计为，C 0 .12‑0 .15 ,Si 0 .13‑0 .22 ,Mn 0 .17‑0 .30 ,Cr 5 .2‑5 .8 ,Mo 4 .10‑4 .35 ,Ni 3 .30‑3 .45，V 1 .19‑1 .27 , P≤0 .006，S≤0 .003，余量为铁和不可避免的杂质元素，其碳化物粒径≤0 .5μm，渗层表面硬度≥70HRC ,接触疲劳寿命≥4 .0×108次。

轴承是机械设备的基础零件，它直接影响到整个机械系统的可靠性和使用寿命，在工业领域中有重要的作用。随着我国工业化进程加快，轴承行业也得到了迅猛的发展，目前我国轴承产量已经跃居世界前列。进入 21 世纪后，现代工业技术不断发展，各行各业对于轴承的要求也越来越严格。轴承广泛应用于矿山机械、精密机床、冶金设备和重型装备，以及风力发电、高铁动车、航空航天等新兴产业领域。

轴承钢的冶炼工艺在一定程度上决定着轴承钢的质量和使用寿命，关系着我国工业的发展。我国是一个轴承生产大国，而轴承钢作为一种重要的基础原材料在我国有着广泛的应用。

随着喷气发动机的出现，轴承的使用温度提高到300℃以上，高碳铬轴承钢GCr15耐温性不 足，因此借鉴使用高速工具钢的钢种，典型牌号为8Cr4MoV(M50)，目前已经发展为航空发 动机主打材料。为满足高温耐冲击的要求，在M50的基础上，国外开发出了高温渗碳轴承钢G13Cr4Mo4Ni4V(M50NiL)。

    包燕平，教授、博导。2012年荣获美、德联合基金委员会设置的“Willy Korf杰出教育奖”，为第一位获得该殊荣的中国教授。 近年来在主要研究领域先后完成国家重点攻关项目、自然科学基金项目、国际合作项目和重要厂协项目等科研课题50余项，累积到校可以经费近3000万元。在主要研究方向发表SCI或EI收录论文120余篇，出版学术专著和教材8部，获得发明专利20余项。研究成果获得国家科技进步二等奖1项，省部级科学技术一、二等奖4项、三等奖4项，取得了比较显著的科研成果。培养博士研究生40余名，培养硕士研究生90余名。

    顾超，1991年5月出生，2013年6月获北京科技大学冶金工程专业学士学位，同年保送至北京科技大学冶金工程专业攻读硕士研究生，2015年6月获得北京科技大学冶金工程硕士学位，2019年6月获北京科技大学冶金工程博士学位，其间，2017年至2018年获国家留学基金委资助于亚琛工业大学大学材料科学与工程专业进行联合培养。目前主要从事高品质钢的夹杂物控制及二次精炼、多尺度疲劳寿命预测模型开发、抗疲劳钢材设计及优化方面的研究工作

渗碳轴承钢，其成分按重量百分比计为，C 0 .11‑0 .15 ,Si 0 .10‑0 .25 ,Mn 0 .15‑0 .35 ,Cr 4 .8‑6 .0 ,Mo 4 .00‑4 .50 ,Ni 3 .20‑3 .60，V 1 .13‑1 .33 ,P≤0 .008，S≤0 .003，余量为铁和不可避免的杂质元素，其制备方法包括以下步骤：(1)采用双真空工艺制备所述渗碳轴承钢；(2)进行真空渗碳热处理，温度为960‑980℃，时间为5-8h；(3)按照如下顺序进行真空淬火+回火热处理:第一次真空气淬参数为：温度为1120-1150℃，时间为30‑60min;第一次真空回火参数为：温度为550-590℃，时间为2-3h;第二次真空气淬参数为：温度为1130‑1150℃，时间为30‑50min;第二次真空回火参数为：温度为560‑580℃，时间为2-3h。

本发明取得了以下技术效果：从引起表面硬度和接触疲劳寿命的原因出发，在M50NiL的基础上，对Cr含量进行调整，提高生成的碳化物的稳定性，另外，Cr还可以提高钢的淬透性，同时，采用真空渗碳+真空双细化处理（即两次真空淬火+回火热处理）后，渗碳轴承钢的晶粒和碳化物粒径明显减少，碳化物粒径≤0 .8μm，渗层表面硬度≥68HRC ,接触疲劳寿命为3 .7×108次。

合作方式： 技术许可

目前处于何种研发阶段：小批量生产、产业化

推广应用情况：在相关企业试验实施。

期望技术转移成交价格（大概金额）：面议。