高速鐵路是指通過新建或改造原有鐵路系統，使運營速度達到250km/h及以上的鐵路系統。1964年，日本東海道最高時速達到210km/h的新干線開通，隨后，德國、法國、意大利等國相繼開展了高速鐵路的建設，我國于1994年開通了第一條160-200km/h準高速鐵路。到2018年底，我國擁有高鐵動車組3268列，其中已穩定進行商業運行的最高時速達到了350km/h，運營里程達到了2.9萬公里，超過世界高鐵總里程的2/3，成為當時世界上高鐵里程最長的國家。到2021年，中國鐵路運營里程突破15萬公里。

高速鐵路包括高速鐵路軌道及在軌道上運行的高速動車組列車。高速動車組列車轉向架是高鐵機車的一個核心部件，主要由構架、輪對、軸箱、一系懸掛、二系懸掛、牽引驅動裝置和基礎制動裝置等七部分構成。高鐵用特殊鋼主要用來制造轉向架的構架、輪對和軸承結構。其中轉向架輪對由車軸、車輪、齒輪裝置和軸承構成，每個轉向架由兩組輪對組成，車軸通常采用Cr-Mo合金結構鋼材質；車輪通常采用中碳微合金鋼制造；軸承組通常采用軸承鋼材料制造。

有文獻報道，我國高鐵動車組軸承采用進口產品，以軸箱軸承為例，具體配套情況如下：CRH1和CRH5采用SKF軸承；CRH2采用日本NTN和SKF軸承；CRH3采用德國FAG軸承。

中國高鐵雖然橫掃國內外市場，但是核心部件“軸承”仍然依賴進口。

高鐵軸承的質量和性能要求

由于高鐵機車的起步加速快，制動距離短，運行速度更快，這就要求高鐵軸承必須具有在高速度、高加速度的運行條件的可靠度高、耐沖擊性強以及能夠承受不斷變化沖擊負荷的能力。以CRH5為例，以平均值估算，每套軸承載荷約為68.7KN，最大滾動體載荷約為7.6KN，內圈滾道與滾子的接觸應力約為810MPa；以CRH3為例，時速為300km時，軸承轉速約為1730r/min；在軸承使用壽命方面，不同運行速度的機車軸承均有不同要求，具體為：時速在200km/h以內運行的高鐵機車關鍵軸承的質量保質期為90萬公里（或4年），使用壽命不低于280萬公里，使用時間超過10年的強制報廢；時速大于200km/h的軸承，120萬公里內免維護，經過檢修再使用至240萬公里后報廢；時速在300km/h以上運行的高鐵機車軸承使用壽命為350-500萬公里，可靠度50萬公里為99%。

直白的解釋下，國外產品的可靠性在98%以上，實際壽命為計算壽命的8倍到30倍，而國產軸承可靠性僅為96%，實際壽命為計算壽命的3到5倍，這就是“能用”和“用好”兩個概念，這是高鐵采用進口軸承的主要原因。

高端軸承中，我們可以發現兩個基礎性問題，那就是“高性能材料”和“高質量的加工”，作為材料人，我們暫且不討論加工問題，單看制造高鐵軸承的材料，就是素有“鋼中之王”的軸承鋼，它是鋼鐵冶煉中要求最嚴格的鋼種之一。

我國高鐵動車組軸箱軸承均采用雙列圓錐輥子軸承，其基本結構形式下圖所示，主要由內圈、外圈、滾動體和保持架等四部分構成。軸承的內、外圈及滾動體的材料主要為軸承鋼，該高鐵軸承主要是在高速重載運動狀態下工作，服役條件極為惡劣，對軸承鋼的要求：

氧含量要低于10ppm；Ca含量要低于10ppm；夾雜物B細≤1.5級，B粗≤0.5級，D細≤1.0級，D粗≤0.5級，DS≤1.0級；帶狀組織等級≤1.5級。

高鐵軸承鋼的接觸疲勞壽命在4000MPa循環次數要達到109，循環次數107下彎曲疲勞極限強度要大于900MPa。

滾動軸承正常工作時伴隨有滾動摩擦和滑動摩擦。發生滑動摩擦的主要部位是滾動體與滾道之間的接觸面、滾動體和保持架兜孔之間的接觸面以及保持架和套圈引導擋邊之間等。如果軸承鋼的耐磨性差，滾動軸承便會因磨損而過早地喪失精度，從而導致軸承服役壽命降低。因此，高鐵軸承鋼必須具備較高的耐磨性能。

滾動軸承的硬度直接影響著滾動軸承的壽命。軸承的硬度通常要根據軸承承受載荷的方式和大小、軸承尺寸和壁厚的總體情況來決定，硬度要適宜，過大或過小都將影響軸承使用壽命。高鐵軸承用滲碳鋼及部件表面硬度要求不低于820HV。

高鐵軸承服役過程中會承受較大沖擊載荷，因此，要求軸承鋼具有一定的沖擊韌性。釆用滲碳軸承鋼的初衷就是在保證高硬度和耐磨性表面的同時，心部具有高強韌性和高硬度。一般要求心部屈服強度不小于1100MPa，抗拉強度不小于1300MPa，室溫沖擊功Akv≥75J，室溫斷裂韌性KIc≥80MPa·m1/2。

滲碳軸承鋼是一種優質的低碳合金鋼，具有強度高、耐沖擊、滲碳熱處理后表面耐磨性能和接觸疲勞性能高等特點。與高碳鉻軸承鋼相比，滲碳軸承鋼有較好的心部沖擊韌性，非常適合制造承受較大沖擊載荷的鐵路軸承。采用滲碳軸承鋼制造的軸承，除表面具有高的硬度、高的耐磨性、高的疲勞強度和良好的尺寸穩定性外，軸承心部還具有高的韌性。目前我國普遍采用的滲碳軸承鋼種有：G20CrNi2MoA、G20Cr2Ni4A、G10CrNi3Mo、G20CrMo和G20Cr2Mn2MoA等。

<p text-align:justify;font-size:medium;vertical-align:inherit;text-indent:2em;"="" style="white-space: normal; margin-top: 0px; margin-bottom: 0px; padding: 0px; color: rgb(51, 51, 51); font-family: 宋體; font-size: 14px;">拋開滲碳，縱觀高端軸承鋼的生產技術能力，如何制造出“高純凈度”和“高均勻度”的軸承鋼，將鋼中的含氧量控制到最低，一直是我國鋼鐵企業面臨的難題。目前，國內軸承鋼產品質量水平最高的是興澄特鋼（重磅：2021年民用軸承鋼產品質量能力分級評價公告發布），鋼中總氧含量可以穩定控制能力達到5ppm左右，質量已經達到國際知名軸承生產企業SKF的要求，其生產的高端軸承鋼已大批量向瑞典SKF、德國舍弗勒、日本NSK等軸承制造商巨頭供貨。

在高性能的材料解決后，剩下就是高質量的加工，高鐵軸承制造涉及學科門類眾多，歐美由于掌握超長壽命鋼技術，細質化熱處理技術和先進的密封潤滑技術等等，才得以生產出高質量的軸承，這也導致國內外高鐵軸承在精度、軸承振動、壽命和可靠性上仍存在一定的差距。但是，以我國高鐵和軸承鋼的發展速度來看，剩下的路還能有多遠呢？