近期中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心先进钢铁材料研究部李殿中研究员团队在稀土技术应用领域取得重大技术进展。开发出了“双低氧稀土钢”技术，即钢液和稀土金属都低氧的控制技术，有效解决了稀土钢工业应用中的问题。这一技术在高纯净度的GCr15轴承钢中应用后，与不加稀土的轴承钢相比，稀土轴承钢±800MPa拉压疲劳寿命提升了40倍，滚动接触疲劳寿命提升了40%。

  这项研究的关键就是降低钢液和稀土金属中的氧含量。通过与金属所相关研究团队合作，结合实验、计算和表征，揭示了稀土在钢中的关键作用机制，控制夹杂物和稀土固溶，制备出性能优越、稳定的低氧稀土钢。

  轴承的工作环境严峻而复杂，不仅需要高速稳定的旋转，而且还要承受强力的挤压、摩擦，甚至超高温的历练。因而对轴承钢的质量和可靠性提出了更为严苛的要求。

  轴承钢的质量如何提升？刘东教授告诉我们，一是内部足够纯净，夹杂物质越少越好；二是足够均匀，材料内的颗粒物尽量细小、弥散。“令人遗憾的是，一直以来，我国所生产的轴承钢质量与国际领先水平有很大的差距。以夹杂物为例，国外产品夹杂物尺寸完全小于等于10μm，而国内最大粒径达到50-52μm，大小相差五倍之多 。”

  很多企业没办法从国内厂家寻求到符合高使用需求的轴承钢，不得不花高价进口。高端轴承钢的研发、制造与销售长期被美国、瑞典等国的轴承巨头所垄断，核心技术更是被严密封锁。这也就从另一方面代表着，我们每制造一套产品就需要向国外买一次轴承。在战略性新兴起的产业和制造强国战略重点发展领域中，我们面临着极大的国外牵制风险。

  习指出“我们比历史上任何时期都更需要建设世界科学技术强国”。解决轴承钢“卡脖子”问题迫在眉睫！

  纵观世界机械制造技术发展历史，机械制造技术已发展了三代：成形制造、表面完整性制造、抗疲劳制造。如果将成形制造的产品寿命定义为1，那么表面完整性制造能够达到10，而抗疲劳制造能大大的提升到100。抗疲劳制造改变了疲劳失效模式，因而制造的零件能轻松实现极限寿命、极限可靠性、极限减重。此项技术不但可以用在航空发动机轴承上，也适用于几乎所有机械制造领域，是一项提高中国机械制造业整体水平的战略技术。这项世界领先水平的技术成果将让中国制造的机械产品和装备比西方发达国家制造的寿命更加长，可靠性更高，助力中国机械制造行业，实现对国际领先水平的超越。

  说完理论我们再来说说轴承的加工工艺。说到这里不得不提到豪克能技术。这是一种消除应力集中的重要加工技术，是实现抗疲劳制造技术的一种重要工艺手段。豪克能技术能实现金属表层晶粒纳米化，是继车、铣、刨、磨等机械加工工艺之后，又一种全新的机械加工新工艺。其利用激活能和冲击能的复合能对金属零件来加工，能够得到镜面级表面上的质量，实现零件的表面改性。让金属材料疲劳寿命提高100倍，表面显微硬度提高20%以上，耐磨性提高50%以上，抵抗腐蚀能力提高50%以上。是解决材料工艺流程产生应力集中问题的一种非常先进的加工技术。

  航空发动机主轴承滚珠实现接触疲劳寿命400万小时，超过世界领先水平的同类轴承滚珠一个数量级也就是10倍。轴承寿命达到了德国FAG航空轴承的22倍。FAG隶属德国舍佛勒集团，是目前世界航空航天发动机轴承顶级制造商。至此，我国在航空发动机轴承技术的基础理论、材料和工艺等领域都取得了巨大进步，并已达到世界领先水平。为我国航空发动机2030年达到世界领先水平奠定了良好基础。