軸受は機械設備の重要な部分である。ベアリングの品質は、ある程度、国民経済、国防建設と科学技術の近代化の速度と進歩を制限し、軸受鋼の生産技術の進歩は、ベアリング産業に直接影響を与える 開発のために、工業先進国は、軸受鋼製品の品質に関する研究を非常に重視しています。
軸受鋼の品質を向上させ、より高い疲労強度、圧縮強度、表面硬度、良好な耐用年数を確保するためには、鋼の純度と鋼中の炭化物（主に材料中の介在物）の均一性を向上させる必要がある。介在物の含有量、種類、ガス含有量、炭化物の形状、大きさ、分布の均一性は、ベアリング鋼材の品質を測定するもう一つの重要な指標である。
熱間圧延後の冷却過程で形成される二次炭化物は、軸受鋼の性能に重要な影響を与えます。従って、軸受鋼中のネットワーク炭化物は2.5以下であることが要求される：
現在、わが国では主に低温圧延工程を採用し、軸受鋼網炭化物の析出を抑制した後、一定の冷却速度で補完している。しかし、このプロセスは圧延機の能力に依存し、仕上げ圧延前に十分な制御冷却能力が必要です。水冷の後、最終圧延の前に十分な等温スペースがあります。連続圧延生産ラインでは、低温圧延が実現される。既存の冷却設備の冷却能力が不十分なため、温度を正確に制御することが困難であり、特にФ30mm以上の大型棒鋼では、製品の品質が不安定であり、ネットワークカーバイドの析出が深刻である。
東北大学圧延技術・連続圧延自動化国家重点実験室（RAL）は、各種仕様の軸受鋼の製品品質を向上させ、軸受鋼生産における圧延機などの設備への依存度を下げるため、軸受鋼棒鋼の超高速冷却技術を実施した。連続冷却中の炭化物の析出条件と相転移に関する研究が行われた。
軸受鋼組織の微小硬さとパーライトラメラ間隔は、圧延後の冷却速度に影響される。熱間圧延後の冷却速度が増加するにつれて、パーライトのラメラ間隔は減少し、微小硬さ値は増加する。
制御原理は、サブクールされたオーステナイトが連続的に冷却される過程で、オーステナイトは必然的に炭素の乏しいゾーンと炭素の豊富なゾーンに現れるというものである。核生成条件が満たされると、炭素の乏しい領域でフェライトが生成される一方で、炭素の豊富な領域でもセメンタイトが生成される。両者は同時に共晶・共生し、パーライト核（フェライト＋セメンタイト）を形成すると同時に、他の部分でも新たな結晶核が生成され、絶え間なく成長する。パーライトが形成される際、縦方向成長とはセメンタイトとフェライトシートが同時に連続的にオーステナイト中に伸長することを意味し、横方向成長とはセメンタイトとフェライトシートが交互に積層して増加することを意味する。
変形後の連続冷却速度を上げることは、オーステナイト粒を微細化する役割を果たす。オーステナイト粒の大きさは、パーライトのラメラ間隔には明らかな影響を及ぼさないが、パーライトペレットの大きさには影響を及ぼす。オーステナイト粒は微細であり、単位体積あたりの粒界面積が増加するため、パーライトの核生成が促進される。パーライトの核生成部位の数が増加すると、パーライトペレットの直径は減少する。
超急冷技術は、ベアリング鋼メッシュの炭化物制御に適用され、ベアリング鋼は圧延後に炭化物の析出が強い領域を迅速に通過し、粒界に沿って二次炭化物の析出を大幅に低減または回避することができます。
有限要素法を用いて、仕様の異なる軸受鋼の圧延後の超高速冷却プロセスの温度場のシミュレーションと解析を行い、合理的な冷却プロセスルートを決定する。これに基づいて、軸受鋼棒鋼の超高速冷却装置と関連制御システムを開発した。
超急冷工程の要求に基づき、実際の生産条件と組み合わせて、圧延後の軸受鋼の超急冷工程の要求を満たす冷却設備を設計し、自動制御システムを開発し、完全な数学モデルを確立し、軸受鋼の温度制御精度と冷却均一性を大幅に改善した。
超高速冷却技術によって生産された軸受鋼の仕様は、主にФ15.3mm~Ф60mm です。Ф30mm以下と2.Ф30mm以下及び2.0級以下の軸受鋼炭化物の合格率は約10%から100%に向上し、Ф30mm~Ф60mmの軸受鋼炭化物の合格率は2.5~4級から2.0級に向上し、以下の合格率は95%以上である。Ф60mm~Ф120mmの軸受鋼では、超高速冷却後の表面の傷が大幅に改善されました。
