我国钢材品种里，紧固件、轴承和齿轮钢都是啥？一文说清

起到机械制造基础件作用的，是紧固件、轴承、齿轮、弹簧以及工模具，它们会直接对机械质量以及可靠性予以影响。钢铁材料属于基础件制造方面所依赖的物质基础，当前我国基础件用钢一年的产量大概是2400万吨，从特性上来看，它是量大面广的特钢产品。紧固件、轴承、齿轮、弹簧、工模具等有着不一样的服役环境，针对材料质量的需求也各不相同。能够这么讲，基础件用钢质量对机械制造水平起到了决定性作用，同时也代表着特钢整体的发展特点以及水平。

紧固件用钢

被誉为“工业之米”的紧固件，是应用量最大的基础件，2023年我国紧固件用钢量达1250万吨，其用钢几乎涵盖所有钢类，主要有冷镦钢、合金结构钢、不锈钢、耐热钢等，标准强度级别在400兆帕至1200兆帕范围之内，紧固件常采用冷镦工艺制造，要求钢材具有良好冷镦性能，根据应用场景，其用钢还需具备抗疲劳破坏、耐延迟断裂、耐腐蚀、耐高温、耐低温等性能。

紧固件因低成本竞争，使得 MnB 钢大量去替代 CrMo 钢。当前我国标准（GB/T 3098.1 - 2010）里，紧固件最高等级是 12.9 级，而机械轻量化却要求 14.9 级以及更高等级的高强紧固件，除要解决生产工艺问题外，还得关注延迟断裂和疲劳破坏等问题。

轴承钢

轴承的破坏存在主要的两种形式，其一为接触疲劳破坏，其二是磨损破坏,它要承受高的接触应力这个应力一般高达2吉帕～5吉帕，还要承受多次循环接触疲劳应力，并且处于滑动磨损的工作环境，所以轴承钢需要有高硬度，需要具备高疲劳性能，需要拥有高可靠性，对于在特殊条件下工作的轴承，它还必须拥有耐冲击性能，必须具备高DN值，必须拥有耐高低温性能，必须拥有防腐蚀性能，必须拥有抗磁等性能。

通常情况下，轴承钢被分成4类，它们分别是高碳铬轴承钢，渗碳轴承钢，不锈轴承钢以及高温轴承钢。轴承钢带有质量指标，这些指标主要涵盖氧含量，钛含量，非金属夹杂物，还有碳化物偏析等。高碳铬轴承钢GCr15一般会运用铁水转炉加上炉外精炼再加上连铸的超纯净冶炼方式，其氧含量能够控制在不大于4ppm（ppm这意味着百万分之一）的范围之内。当下，有着像兴澄特钢这样一批作为代表的国内特钢企业，其轴承钢产品质量水准逐年呈现提升态势，于氧含量、夹杂物、碳化物等这些方面的控制上够得上能够满足国际轴承企业针对轴承钢的质量要求，在对避免网状碳化物、实行控制带状这么些内容上取得的进步尤为突出。GCr15的接触疲劳寿命L10能够达到107至108数量级。我们同样需要积极去开展对高铁轴承、电动汽车轴承、风电轴承、机床轴承、航空轴承等材料的研发。

齿轮钢

齿轮钢主要是那种处于表面渗碳状态的低中碳合金结构钢，典型的钢号包含20CrMnTi、CrMn、CrMo、CrNiMo系列等这些，同时还有少量的中碳合金结构钢，以及极少量的航空齿轮钢如同9310、M50NiL、8620等 。

淬透性、纯净度、晶粒度、带状组织之类，是齿轮钢的主要质量指标。齿轮钢若采用高转流程来生产，那么可以达成相应指标：氧含量要小于或等于12ppm；A、B、C、D类的粗系、细系以及Ds类夹杂物9项的总和须不大于6.0，带状组织要不大于2级，HRC要不大于4HRC 。

齿轮钢要予以关注，关注的有，元素偏析对表面渗碳强化处理后质量的影响，以及带状组织对表面渗碳强化处理后质量的影响，还有淬硬层情况，以及表面硬度情况，再者齿根抗弯曲疲劳性能，以及齿面抗接触疲劳性能，另外尺寸稳定性。并且我们另外还需要展开开发，开发的是高温，此高温需大于或等于960摄氏度的，用于渗碳的微合金齿轮钢。

弹簧钢

中高碳合金结构钢为此弹簧钢主要所属类型，65Mn、60Si2Mn、50CrV、55SiCr等为典型钢号，除此之外，耐蚀不锈弹簧钢这种少量钢种也存在，棒线材被用于加工螺旋弹簧，扁钢则被用于加工悬架片簧 ，。

对于弹簧钢而言，夹杂物的控制属于保证其质量的关键环节，而减少弹簧钢里的夹杂物，关键之处在于把控好氧含量，以及酸溶铝含量。采用高转流程去生产弹簧钢能够达成：氧含量不超过10ppm，A、B、C、D类的粗系、细系以及Ds类夹杂物9项之和≤4.0 ，因质量稳定性与使用安全性等缘故，当前我国部分弹簧钢种依旧需要进口，像气门弹簧、离合器弹簧（2300兆帕级）、尾门弹簧（2300兆帕级）钢丝等。我们还需要开发2100兆帕级螺旋悬挂弹簧钢盘圆。

工模具钢

伴随我国工模具钢纯净度持续提升，均匀度也不断提高，在此情况下，先进企业所生产的冷作模具钢Cr8Mo2VSi（DC53）已然达到国外同类产品的实物质量水准，于此同时，A2、A8、D2、S7、H11、H13等模具钢棒材以及扁钢大量出口到欧美及东南亚国家，。当前，我国具备生产特大型预硬化塑料模具钢模块的能力，其宽度为1600毫米，厚度为1000毫米，并且同截面硬度差能够达到4HRC以内；还开发出了符合NADCA（北美压铸协会）#207 - 2106标准的优质压铸用模具钢H13；同时开发出了系列化高韧性压铸模具钢品种，满足了大型压铸模具长寿命的需求。

当前，我们仍需强化，对于高耐蚀性塑料模具钢的开发，再者强化耐高温航空用模具材料的开发，接着强化高导热模具钢的开发，随后强化高耐磨高韧性冷作模具钢的开发，最后强化粉末冶金工模具材料的开发。

作者 | 董瀚