作為世界鋼産量第一的大國，中國軸承鋼還會被卡脖子嗎？中科院已經把軸承鋼冶煉作為跟光刻機一樣的卡脖子技術來對待，中國軸承鋼真就那麼不堪一擊嗎？我是東城觀星，用心解讀那些卡脖子的技術，歡迎關注。

一、軸承鋼是鋼鐵之王，特種鋼裡的硬漢

軸承鋼，被稱為鋼鐵之王，幾乎是所有鋼鐵中最難生産的鋼。為什麼這麼說呢，因為軸承的特殊工作環境，要求制作軸承的鋼必須能承受極端的蹂躏才行。高端軸承鋼必須能承受特别強的壓力才行，有多強呢？1500 MPa -5000MPa，也就是15000到50000個大氣壓。2020年，中國“奮鬥号”潛水器坐底萬米深的馬裡亞納海溝，承受壓強大概是1000個大氣壓，這個壓強曾經把潛水器上19厘米厚的玻璃給壓出了裂痕。一般的鐵球能承受兩千多個大氣壓而不變形，但是面對15000-50000個大氣壓強，能不變形的鋼球是極少的。軸承鋼絕對是鋼鐵中的硬漢！

隻能承受強大的壓力還不夠，還得承受轉動帶來的剪切力。軸承是需要轉動的，而且很多軸承是高速轉動的。兩隻手用力握在一起，手沒有太大的損失，但如果兩隻緊緊握在一起的手再不斷相互揉搓呢？恐怕很快會磨出水泡來吧？承受很大壓力的軸承鋼，還要面臨高速的轉動，意味着非常容易受傷。不僅表面容易受傷，一旦鋼鐵内部有一些瑕疵，很容易在使用的過程中産生内傷。就好比跑步的時候，腳掌裡面長了一個小疙瘩，一碰就疼的那種小疙瘩，那種感覺不知道多少人經曆過。

此外，僅僅能承受壓力和高速轉動還遠遠不夠，還要能長時間承受這樣的環境，也就是說壽命得足夠長。不知道大家有沒有見過這樣的場景，大街上行走着一輛三輪摩托車，車轱辘就像喝醉酒一樣來回晃蕩。但是高檔轎車卻很少有這樣的狀态，因為高檔轎車的軸承能保障行駛50萬公裡不出故障。而普通國産汽車軸承性能就會差一些，隻能承受10萬公裡。長壽命的軸承，需要用特殊的軸承鋼來制造。沒有合格的軸承鋼，軸承生産工藝再精良，也保證不了壽命。

所以說，軸承對鋼鐵質量的要求是極高的。

二、高檔軸承鋼主要看兩個指标

高檔軸承鋼要想獲得上面的那些性能，秘訣總結起來一共兩條，一是要足夠潔淨，二是要足夠均勻。

這裡所說的潔淨，可不是說要把軸承表面擦幹淨。而是要讓整個軸承鋼内部的有害元素越少越好。有一句話，你可能不相信，地球上每一滴海水裡都有90多種元素，也有人說地球上每一粒沙子都有90多種元素。之所以有人敢這麼說，是因為世界萬物傾向于混合而不是分離，傾向于混亂而不是傾向于整潔，其中的動力就是熵。

有人說了，那你怎麼就這麼确定沙子裡面有黃金啊？兩個理由，第一個理由通過儀器可以檢測到沙子裡的黃金；第二個理由，1mol背後的數字太大，足以容納所有的元素。假設一粒沙子1mg，用金元素的地殼平均含量進行計算，這粒沙子裡大概有50多億個金原子。如果一粒沙子裡金原子都有這麼多的話，其它原子是不是也不會太少呢？也有人問，怎麼沒有人從大海裡提煉黃金啊，也沒有人從沙子裡提煉黃金呀？别急，原因隻有一個，沙子和海洋裡的黃金含量太少，提煉成本太高。50億個金原子，并不多，換算過來大概相當于一噸沙子裡隻有2mg左右的黃金，一千噸沙子裡才有兩克黃金。

回過頭來再說軸承鋼，不管用什麼原料來冶煉軸承鋼，裡面的雜質元素都是非常多的，連金元素都有，更何況其他的。就像我在稀土鋼視頻裡提到的，把雜質元素加進去很容易，但要把它們都拿出來，卻非常困難。除了那些少到可以忽略不計的元素以外，對最終成型的軸承鋼有害的元素有鋁、鎂、钛、氧、硫等元素。其中害處最大的就是氧和硫元素，它們可以跟金屬形成化合物，比如氧化鋁等，這些化合物最終跟金屬格格不入，好似鋼鐵中的暗瘡。必須盡可能去除這些有害元素。

就以氧為例，高檔軸承鋼要求氧含量低于百萬分之五。我們知道空氣中有20%左右的氧氣，為了讓軸承鋼中氧含量足夠低，必須得給冶金爐抽真空。想想看，給一個啤酒瓶抽真空并不難，但要想給一個高溫煉鋼爐抽真空，那個難度恐怕不小吧？更何況是要保障整個鑄造流程處于真空環境，難度之大可想而知。這還不算完，如果說把氧氣抽走還算簡單的話，怎樣從鐵水裡面把同樣是金屬的鋁鎂钛等元素給去除呢？高檔軸承鋼要求最終钛元素的含量要低于十萬分之一，這比去除氧氣還難。如果钛元素去不幹淨，會跟氮元素結合形成鋼鐵内部的硬傷。

保障成分幹淨，隻是打造高檔軸承鋼的第一步，接下來還要讓鋼的内部足夠均勻。不管前面的冶煉多麼的精細，最終的成品裡面必然還是有很多夾雜物，除了本來就不希望有或越少越好的那些雜質以外，還有鋼鐵裡面必不可少的碳化物等，這些夾雜物在鋼鐵中顆粒越小越好、形狀越圓越好、分布越均勻越好，這是保證軸承鋼性能和壽命的必要參數。

為了保障這一點，就要求嚴格控制好軋制流程和退火、回火的溫度，這些都是鋼廠長期經驗的結晶。高檔軸承鋼的制作流程是保密的，我無法詳細介紹。總之，軸承鋼的整個軋制過程就是要讓鋼内部的所有夾雜物顆粒越小越好，分布越均勻越好。這樣的鋼，才能最終承受十多年的蹂躏而不受傷。這樣的工藝，最早隻掌握在日本、德國、瑞典等國的少數工廠手裡面。後來，中國的公司慢慢也掌握了。

三、國産軸承鋼已經取得突破

中國生産軸承鋼最有名的公司是興澄特鋼和大冶特鋼。這兩家鋼廠，專注于高附加值的特種鋼生産，在軸承鋼領域全國領先。不僅全國領先，其軸承鋼銷量也是全世界最高的。不僅在國内占據主要的市場，而且銷往日本、德國這樣的地方，得到了一流軸承生産廠家的認可。他們的産品，被用來生産高檔轎車、高鐵、風電、盾構機的軸承，質量已經足夠可靠。而且這兩家企業的軸承鋼産銷量在世界範圍内都是名列前茅的，可以說供應着美日歐的軸承企業。

因為有了他們的努力，國内軸承企業也能獲得可靠的軸承鋼原材料了，正在研制卡脖子的高鐵軸承、風電軸承以及盾構機的軸承。據報道，河南洛軸已經研發出了可靠的高鐵軸承，有望打破國外的壟斷。但這個軸承的具體參數細節目前還沒有曝光，不知什麼時候可以大規模量産。此外，國内軸承企業利用國産軸承鋼已經研發出了國産盾構機主軸承。可以說是碩果累累。

四、國産軸承鋼依然有短闆

很多朋友是不是有點熱血沸騰了，原來我們已經搞定高端軸承鋼了啊!那還擔心什麼啊？别急，我們搞定的軸承鋼，隻是高端軸承鋼的一兩種。距離全面擺脫軸承鋼卡脖子，還有很長的路要走。

前面提到的軸承鋼，如果算是普通軸承鋼的話，還有很多專用軸承鋼，是我國的短闆。比如耐高溫的軸承鋼，前面的軸承鋼不能超過150℃，否則性能無法保障。但現代的飛機發動機軸承至少也得能承受幾百攝氏度的溫度才行。傳統軸承鋼無能為力，必須研發耐高溫的軸承鋼，這個軍迷們應該有感受。美國的飛機發動機壽命是最長的，俄羅斯的飛機發動機就差一些，我國的飛機發動機還處于摸索階段。國外正在研制推重比達到15-20的發動機軸承，國内還在研制推重比10-12的軸承。在航空航天用的軸承鋼方面，最新的發展方向是不僅要考慮結實耐用，還要考慮降低密度減輕重量，這是國外研發的熱點，也是國内努力的方向。

此外，還有不鏽軸承鋼、耐腐蝕軸承鋼、抗磁軸承鋼等等，很多特殊領域應用的軸承鋼需要關注和攻克。可以說，研制一種軸承鋼并不難，難在怎樣精益求精地提高軸承鋼的質量和使用壽命。國内在這方面的研發經驗比較欠缺，不是下定決心就能很快研發出來的。需要大量使用數據的積累，對将來可能面臨的問題有一個充分地了解，不斷改進産品質量，才能最終生産出高質量的産品出來。

國内軸承企業實力相對較弱，手頭的軸承使用數據有限，不能很好地反饋給軸承鋼生産企業，幫助他們快速提高産品質量。要想提高起來，就得盡快用起來，通過不斷使用，才能不斷發現問題解決問題。

此外，國内雖然已經能夠生産一部分高端軸承鋼了，但是由于國内關于軸承鋼的質量标準還不夠完善和細化，相對于國外來說還有一定的差距。國内軸承鋼企業目前隻能自己向國外标準看齊，努力提高自己的産品質量。将來，必須努力提高國内關于軸承鋼的質量标準，把所有影響軸承性能的指标都劃定明确的界限和等級，讓軸承鋼能按照标準劃分成更多更細的質量等級，不同等級的産品适用于不同用途。既不要小馬拉大車，也不能大炮打蚊子。

同時，還要完善檢測手段，能夠有效地考察軸承鋼産品的質量，準确判斷産品的等級，減少殘次品進入市場帶來不必要的損失。

此外，不管是興澄特鋼、大冶特鋼還是其他特種鋼鐵企業，專業的鋼鐵冶煉設備還都是需要 依賴進口的。就算鋼鐵能夠冶煉，設備還是有可能被卡脖子。

總的來說，我國的軸承鋼産業，有巨大的進步，也有巨大的差距，目前中科院已經把軸承鋼作為重點攻克的卡脖子技術了，相信十四五期間，我國會在軸承鋼領域取得不斷的進步。希望國内軸承鋼産品盡快全面趕上國際先進水平，為我國高端設備的制造奠定良好的基礎。為高端機床、高端航空發動機等領域的研發提供助力。

我國軸承鋼行業未來的發展方向應該是，軸承鋼生産企業和軸承生産企業密切配合起來，聯合研發，根據需求研發專屬産品，而不僅僅是模仿西方技術。不僅要補齊國内空白，更要研發新品，引領潮流。

同時，解決了軸承鋼的生産以外，還要重點攻克各種軸承的生産，尤其是那些大量需要依賴進口的軸承的生産。這也是需要長期努力追趕的。

關于高端軸承鋼，您還有哪些要說的，請在評論區留言讨論。

下一周，咱們介紹一下卡脖子的航空輪胎，感興趣的朋友記得關注東城觀星，咱們下周見。

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