CN117568708A - 一种大型风电主轴轴承用钢及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大型风电主轴轴承用钢，设计轴承钢技术领域，该钢的化学成分为C：0.45～0.55％，Si：0.15～0.30％，Mn：0.80～1.0％，Cr：1.1～1.30％，S≤0.010％，P≤0.020％，Ni：0.45～0.60％，Cu≤0.30％，Mo：0.25～0.35％，Al：≤0.05％，V：0.02‑0.08，Ca≤0.0010％，Ti≤0.003％，O≤0.0012％，N：0.005‑0.015，As≤0.02％，Sn≤0.01％，Sb≤0.005％，Pb≤0.002％，余量为Fe及不可避免的杂质。本申请的轴承钢采用连铸生产后锻造开坯，之后下料、锻造、辗环、热处理工艺生产轴承套圈，其轴承芯部力学性能，‑40℃低温冲击功≥27J，抗拉强度≥980MPa，屈服强度≥820MPa。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，更具体的是涉及一种大型风电主轴轴承用钢及其制造方法。
背景技术
风能是目前最有发展前景的可再生能源，是一种洁净、无污染的绿色能源，在各种可替代能源中，风能的利用前景最为广阔，越来越受到世界各国的重视，其蕴量巨大。
风力发电机常年在野外工作，工况条件比较恶劣，温度、湿度和轴承载荷变化很大，因此要求轴承有良好长疲劳寿命和高可靠性。风电主轴主要承担支撑轮毂处传来的各种负载的作用，同时将扭矩传递给增速齿轮箱，将轴线推力、气动弯矩传递给机舱和塔架，由于风电主轴轴承受来自机头重量轴向、径向载荷，同时好还要受到来自风力变化多引起的冲击载荷，是一种低速、重载的轴承，与传统的高速轴承相比应用环境相差甚远。由于风力发电机组的吊装和更换轴承极为不便且成本较高，一次安装拆卸费用即高达几十万到上百万，使得风电主轴轴承具有较高的技术复杂度，是公认的国产化难度最大的技术之一，也成为影响我国风力发电制造业发展的软肋。
根据大型风电主轴轴承的特殊用途及要求，对原材料轴承用钢也提出很高的要求。目前，低功率(3MW以下风电)风电主轴轴承主要使用高碳钢(GCr15SiMn)模铸或模铸锻材产品，但模铸产品的纯净度差经常导致工作面附近产生疲劳破坏而失效。且模铸产品生产效率低、机械化和自动化水平不足，随着海洋风电的快速发展，风电功率不断增大，目前最大已达16MW，主轴轴承的承载能力也在不断提高。由于风电主轴运行状态是低速、重载，同时还受到来自风力变化多引起的冲击载荷，因此不但要求轴承要有很高的强度、耐磨性，同时要求轴承也要有很好的韧性及耐冲击性能，因此传统的高碳钢种很难能同时满足此两项要求，传统上采用钢锭生产高碳钢无论在质量还是供货速度上已不能完全满足目前风机的大型化快速发展需求。若采用连铸的方式批量生产，虽然在生产效率及成本方面占据明显优势，但由于当前连铸坯在致密度与钢锭相比要差些，对于生产轴承的外套圈还是有很大的风险，此外，由于GCr15SiMn是高碳钢，淬火后其冲击韧性相对较差，尤其是轴承壁厚芯部位置冲击更差，存在一定的不足。
发明内容
本申请在目前生产高碳铬轴承钢的基础上，提出一种新的风电主轴轴承用钢，利用真空脱气、连铸，结合后续锻造工艺的高效率、大产能、低成本工艺路线，对关键工序进行优化研究和控制，使钢材获得高的纯净度、高的组织均匀性和高的致密度，替代当前的模铸或模铸锻材工艺，并使性能满足风电主轴轴承用钢的要求。
为了满足风电主轴轴承用钢材的纯净度、均匀性、致密性、耐磨性、淬透性、低温冲击要求，本申请设计了一种新的真空脱气+连铸生产技术制造的风电主轴轴承用钢。
(一)钢中的非金属夹杂物破坏了金属的连续性和均匀性。根据轴承的使用条件，在交变应力的作用下，夹杂物易于引起应力集中，成为疲劳裂纹源，降低轴承的疲劳寿命。特别是对于硬脆性夹杂物，如沿轧制方向排列成串状或点链状的Al2O3夹杂(B类)，不变形的点状或球状夹杂(D类)以及大颗粒点状或球状夹杂(Ds类)，由于其不具有塑性，在加工和使用过程中难以变形，构成应力集中，使疲劳裂纹萌生期缩短，影响了疲劳性能的提高。为提高最终产品的使用寿命，钢材的纯净度非常重要，必须尽可能降低钢中非金属夹杂物，特别是不变形的硬脆性夹杂物尺寸和数量。本发明要求微观脆性夹杂物细小，具体要求见下表1。而宏观夹杂物显著降低了钢的耐磨性、造成严重的应力集中易引起轴承使用过程中的的早期失效，本发明的宏观缺陷按SEP 1927(锻轧钢棒纯净度水浸超声测定方法)水浸高频探伤方法检验，缺陷指数不允许超过2.5mm/dm3。
表1
(二)钢材低倍组织的均匀性和致密度对轴承的寿命有影响，低倍组织采用GB/T153对钢材低倍组织评级，本发明要求中心疏松≤1.5级、中心缩孔≤1.0级、中心裂纹≤1.5级，中间裂纹≤0级，中心偏析≤1.0级。为改善钢材偏析，同时要求成品坯料全截面碳含量极差不超过正常熔炼碳含量的10％。
(三)本发明钢生产的轴承需承受大冲击载荷，传统的GCr15SiMn采用马氏体淬火后，其韧性较差。而本发明采用一种微合金化中碳合金钢，并在加入一定量的Ni元素有效提高材料的韧性，通过调质处理后确保轴承芯部材料-40℃低温冲击≥27J，抗拉≥980MPa，屈服≥820MPa。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种大型风电主轴轴承用钢，所述钢的化学成分按重量百分比为C：0.45～0.55％，Si：0.15～0.30％，Mn：0.80～1.0％，Cr：1.1～1.30％，S≤0.010％，P≤0.020％，Ni：0.45～0.60％，Cu≤0.30％，Mo：0.25～0.35％，Al：≤0.05％，V：0.02～0.08，Ca≤0.0010％，Ti≤0.003％，O≤0.0012％，N：0.005～0.015，As≤0.02％，Sn≤0.01％，Sb≤0.005％，Pb≤0.002％，余量为Fe及不可避免的杂质。
本发明的风力发电机轴承用钢的化学成分设计依据如下：
1)C含量的确定
高碳铬轴承钢中，碳的含量一般在1.0％左右，是保证轴承钢具有淬透性、硬度、耐磨性的最重要元素之一。但对于低速、重载的主轴轴承，在保证轴承设计强度同时，还要保证材料的冲击性能。本发明C含量的范围确定为0.45～0.55％。
2)Si含量的确定
钢中加入Si，可以强化铁素体，提高强度、弹性极限和淬透性，但是Si使钢中的过热敏感性、裂纹和脱碳倾向增大。本发明Si含量的范围确定为0.15～0.30％。
3)Mn含量的确定
Mn作为炼钢过程的脱氧元素，是对钢的强化有效的元素，起固溶强化作用，尤其对材料的淬透性有很大作用，有助于提高轴承芯部组织性能。本发明的Mn含量控制在0.80～1.0％。
4)Cr含量的确定
Cr是碳化物形成元素，能够提高钢的淬透性、耐磨性和耐腐蚀性能但Cr含量过高，与钢中的碳结合，容易形成大块碳化物，这种难溶碳化物使钢的韧性降低，轴承寿命下降，本发明Cr含量的范围确定为1.10～1.30％。
5)Ni含量的确定
Ni是提高钢的淬透性并可以显著改善低温韧性的元素，对冲击韧性和韧脆转变温度具有良好的作用。但由于Ni是贵重金属，含量过高会增加成本。因此在即能达到设计性能又能节约成本的前提下，本发明将其含量控制在0.45～0.60％，有利于达到最优的性价比。
6)Al含量的确定
Al作为钢中脱氧元素加入，除为了降低钢水中的溶解氧之外，Al与N形成弥散细小的氮化铝夹杂可以细化晶粒。但Al含量过多时，钢水熔炼过程中易形成大颗粒Al2O3等脆性夹杂，降低钢水纯净度，影响成品的使用寿命。本发明Al含量的范围确定为≤0.05％。
7)V含量的确定
V生成C、N化合物弥散强化，细化晶粒；V(C，N)延缓了位错穿过晶体向晶界移动，限制了位错的攀移。同时位错在变形过程中被V(C，N)捕获，这样可使钢的强度明显提高而韧性受到影响很小，但过高的V元素度表面质量影响较大，因此，本发明控制其含量V：0.02～0.08％。
6)Mo含量的确定
钼能使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，改善轴承芯部组织性能，提高轴承芯部材料韧性和耐冲击性能。但钼是铁素体形成元素，当钼含量较多时就易出现铁素体δ相或其它脆性相而使韧性降低。本发明Mo含量的范围确定为0.25～0.35％
7)Ca含量的确定
Ca含量会增加钢中点状氧化物的数量和尺寸，同时由于点状氧化物硬度高，塑性差，在钢变形时其不变形，容易在交界面处形成空隙，使钢的性能变差。本发明Ca含量的范围确定为≤0.001％。
8)Ti含量的确定
Ti元素与N元素结合可形成氮化钛夹杂物，由于其硬度很高、呈尖角状，在轴承运转中易引起应力集中对轴承寿命影响较大，因此确定Ti≤0.003％
9)O含量的确定
氧含量代表了氧化物夹杂总量的多少，氧化物脆性夹杂限制影响成品的使用寿命，大量试验表明，氧含量的降低对提高钢材纯净度特别是降低钢种氧化物脆性夹杂物含量显著有利。本发明氧含量的范围确定为O≤0.0015％。
10)N含量的确定
N通常在钢中是一种有害元素，但在钢液中加入Al、V等微量元素后，微量元素起到氮固定在作用，形成AlN、VN等，起到订轧晶界作用，有助提高材料的冲击性能，但N含量过高易与合金元素生成大块状氮化物非金属夹杂，更重要的是降低了合金元素的作用，因此本发明N含量控制范围0.005％-0.015％。
11)P、S含量的确定
P元素在钢的凝固时引起元素偏析，其溶于铁素体使晶粒扭曲、粗大，且增加冷脆性，因此确定P≤0.020％；S元素易使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，形成的硫化物还破坏了钢的连续性，因此确定S≤0.010％。
12)As、Sn、Sb、Pb含量的确定
As、Sn、Sb、Pb等微量元素，均属低熔点有色金属，在钢材中存在，引起零件表面出现软点，硬度不均，因此将它们视为钢中的有害元素，本发明这些元素含量的范围确定为As≤0.02％，Sn≤0.01％，Sb≤0.005％，Pb≤0.002％。
本申请的另一目的是提供大型风电轴承用钢的生产方法，采用连铸代替模铸的方式冶炼坯料，制造流程为铁水预处理—初炼—精炉—真空脱气—大截面CCM连铸圆坯—开坯—下料—锻造—冲孔—辗环—热处理—探伤入库。
首先，在钢液冶炼过程，将冶炼原料依次经铁水预处理KR、电炉或转炉冶炼、LF精炼、RH或VD真空脱气得到高纯净、化学成分符合规定的钢水，冶炼过程中，应冶炼符合钢材化学成分的钢水，冶炼原料选用优质铁水、废钢及原辅料，选用优质耐材。作为一种优选控制方式：(1)电炉或转炉冶炼过程中对出钢终点C、终点P进行控制，终点C：0.10％～0.30％，终点P控制在≤0.015％，出钢温度1600℃～1700℃并采用挡渣出钢防止转炉出钢下渣，出钢过程加Al脱氧。(2)LF精炼过程中要加强造渣及脱氧操作，LF生产过程禁止加入Al铁进行脱氧，只允许在渣面加入Al粒和SiC进行扩散脱氧，保证过程的自由氧含量较低，发挥LF炉冶炼去除夹杂物的优势。(3)真空脱气全过程氩气搅拌，高真空下(133Pa)脱气时间15-35min，真空脱气后经长时间的软吹氩处理，保证非金属夹杂物充分上浮。
连铸是将钢水浇注成规格为φ700mm及以上的连铸大圆坯，最大规格为φ1200mm。作为一种优选控制方式：连铸须全程采用防氧化保护浇注，防止钢水二次氧化，并选用专用的中间包保护渣更好的吸附夹杂物。连铸采用低过热度浇注，连铸过热度要求10℃-35℃，同时连铸采用先进的中包感应加热、结晶器+中间流+末端电磁搅拌、铸坯流加热、轻压下的先进工序装备，以控制钢材表面质量及芯部偏析。
开坯加热：优选将生产出的连铸坯冷炉进行加热，加热速度按照每小时40℃加热到700℃±(0-20℃)，保温1-2小时，然后再按照每小时60℃加热到1250℃±(0-20℃)，保温5-10小时，以保证坯料充分均匀受热，从而改善钢材碳化物偏析，同时避免因加热时间过长而产生显微孔隙。
出加热炉后的连铸圆坯经高压水除鳞后采用2500-6000吨压机进行锻拔，锻造成φ500mm-φ800mm的圆棒材，开锻温度为1100℃以上，终锻温度900℃以上，使钢材在奥氏体单相区进行锻造。锻后采用下坑缓冷，确保冷却速度，尤其是700℃-350℃之间，以确保氢充分析出，以免在芯部形成白点，出缓冷坑后再按照轴承重量要求下成单倍尺准备进行轴承套圈毛坯件锻造，并取低倍试样进行检测，通过锻拔开坯工艺，极大的改善了材料的均匀性和芯部致密性。
锻造加热，优选将单倍尺毛坯件冷炉进行加热，加热速度按照每小时40℃的升温速度加热到700℃±(0-20℃)，保温1-2小时，然后加热到1250℃±(0-20℃)，根据坯料直径保温3-7小时，以保证坯料充分均匀受热，从而改善钢材碳化物偏析，同时避免因加热时间过长而产生显微孔隙。
出炉进行锻造，开锻温度大于1100℃，经三镦两拔(镦粗—拔长—镦粗—拔长—镦粗)后中心冲孔，冲孔直径φ350mm-φ700mm，然后入炉加热，加热温度1250℃±(0-20℃)，保温0.5-2小时，出炉后进行辗环。辗环后为保证V的化合物能够弥散析出不长大，前期950℃-700℃之间采用快冷(例如水冷)，后面采用空冷，环件空冷至室温，之后将环件进行调质处理；
淬火工艺：将环件加热到860℃±(0-20℃)保温4-8小时，之后进行水淬，水淬是保证槽中水要充分循环，且槽用还要有水搅拌系统，保证水温的均匀性，同时搅拌的水流可将工件表面形成蒸汽泡打破，有利淬火工艺进行，入水一定时间后将工件从水中吊出，工件出水表面温度控制在100℃-200℃之间，该钢种的马氏体形成温度在350℃左右，在此表面温度下形成马氏体可进行低温自回火，有利于淬火应力释放，避免产生淬火裂纹，淬火后将工件放进冷炉进行加热，加热温度560℃±(0-20℃)，保温5-8小时，出炉空冷至室温，取样进行分析。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、从化学成分上讲，通过铁水预处理，同时严格控制废钢的质量，优选低钛合金、脱氧剂及耐火材料；转炉出钢采用挡渣出钢，炉后扒渣等控制等工艺技术，解决现有技术有害元素Ti、Ca、As、Sn、Pb、Sb含量偏高的问题；同时采用核心脱氧技术真空脱气将钢中的O含量降低至极低水平，夹杂物数量和尺寸达到世界领先水平。
2、连铸采用低过热度浇注，并采用中间包感应加热、结晶器+中间流+末端电磁搅拌、铸坯流加热、轻压下的先进工序装备，有效改善铸坯偏析和材料组织；开坯加热高温扩散技术，使中心碳偏析有足够的温度和时间进行扩散，通过大锻造比进行锻造后，改善低倍质量。
3、通过锻后先进的淬火工艺及工件出水温度控制技术，不但可提高材料的淬火层深度，同时有效的避免了淬火裂纹发生。
4、从制造工艺上讲，采用真空脱气加连铸的生产工艺，相比钢锭生产技术，大大缩减了生产周期，提高了生产效率，有效的降低了制造成本，大型规模化生产有利于提高材料成分和质量稳定性。
5、本发明生产的大型风电主轴轴承用钢满足如下指标要求：
低倍组织采用GB/T 153对钢材低倍组织评级，本发明要求中心疏松≤1.5级、中心缩孔≤1.0级、中心裂纹≤1.5级，中间裂纹≤0级，中心偏析≤1.0级。为改善钢材偏析，同时要求成品轴承全截面碳含量极差不超过正常熔炼碳含量的10％，通过调质处理后确保轴承芯部材料-40℃低温冲击≥27J，抗拉强度≥980MPa，屈服强度≥820MPa。
附图说明
图1为本申请实施例轴承钢经调质处理后芯部的典型金相组织；
图2为现有GCr15SiMn轴承芯部组织。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制
本发明各实施例和作为对比例的目前市场上所用的模铸锻材的GCr15SiMn的化学成分(wt％)见表2、表3。
表2
| 实施例 | C | Si | Mn | P | S | Cr | Cu | Ni | Al | Mo | V | |
| 本发明 | 1 | 0.48 | 0.20 | 0.86 | 0.013 | 0.002 | 1.18 | 0.02 | 0.50 | 0.02 | 0.30 | 0.043 |
| 本发明 | 2 | 0.50 | 0.22 | 0.88 | 0.012 | 0.002 | 1.20 | 0.02 | 0.52 | 0.0207 | 0.29 | 0.045 |
| 本发明 | 3 | 0.49 | 0.21 | 0.88 | 0.010 | 0.003 | 1.19 | 0.03 | 0.53 | 0.0255 | 0.28 | 0.052 |
| 对比钢 | 4 | 0.97 | 0.55 | 1.15 | 0.018 | 0.005 | 1.50 | 0.03 | 0.03 | 0.0350 | 0.03 | 0.003 |
表3
| 实施例 | As | Sn | Sb | Pb | Ca | Ti | O | |
| 本发明 | 1 | 0.001 | 0.0013 | 0.0012 | 0.002 | 0.0002 | 0.0008 | 0.00092 |
| 本发明 | 2 | 0.0012 | 0.0015 | 0.001 | 0.0019 | 0.0003 | 0.0008 | 0.00075 |
| 本发明 | 3 | 0.0014 | 0.0013 | 0.001 | 0.002 | 0.0003 | 0.0007 | 0.00086 |
| 对比钢 | 4 | 0.002 | 0.003 | 0.003 | 0.002 | 0.0005 | 0.0025 | 0.0012 |
各实施例钢材的夹杂物对比见表4
表4
| 实施例 | A细夹杂 | A粗夹杂 | B细夹杂 | B粗夹杂 | C细夹杂 | C粗夹杂 | D细夹杂 | D粗夹杂 | Ds夹杂 | |
| 本发明 | 1 | 0.5 | 0 | 0～0.5 | 0～0.5 | 0 | 0 | 0.5 | 0 | 0～0.5 |
| 本发明 | 2 | 0.5 | 0 | 0～0.5 | 0 | 0 | 0 | 0.5 | 0 | 0 |
| 本发明 | 3 | 0.5 | 0 | 0～0.5 | 0 | 0 | 0 | 0.5 | 0 | 0～0.5 |
| 对比钢 | 4 | 0.5～1.0 | 0 | 0～0.5 | 0～1.0 | 0 | 0 | 0.5～1 | 0.5 | 0.5～1.0 |
表5本发明各实施例经调质处理后，与对比钢(对比钢根据其实际使用情况采用的是马氏体淬火处理)，其冲击韧度对比值。
表5
| 轴承芯部冲击韧性aKV(J·cm-2) | |
| 本发明实施例1 | 56、50、42 |
| 本发明实施例2 | 38、51、43 |
| 本发明实施例3 | 47、53、45 |
| 对比钢 | 9、12、14 |
各实施例钢材的低倍数据见表6
表6
| 中心疏松 | 缩孔 | 中心裂纹 | 中间裂纹 | 皮下裂纹 | 皮下气泡 | |
| 本发明实施例1 | 1.5 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 本发明实施例2 | 1.0 | 0 | 0.5 | 0 | 0 | 0 |
| 本发明实施例3 | 1.0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 对比钢 | 1.0 | 0 | 0.5 | 0 | 0 | 0 |
各实施例的大型风电主轴轴承用钢的制造流程为采用铁水预处理+顶底复吹转炉BOF-钢包精炼炉LF-真空循环脱气炉RH-大截面连铸CCM大连铸坯—开坯—下料—锻造—冲孔—辗环—热处理—探伤入库的成型工艺生产大型风电主轴轴承套圈。
具体的冶炼时，选用优质铁水、废钢及原辅料，选用优质脱氧剂及耐火材料。在转炉生产过程中，三个实施例的出钢终点C分别控制在0.10％-0.30％，终点P控制在≤0.015％以下，连铸过热度控制在15℃-35℃之内。将生产的连铸坯热送至加热炉内加热并锻成目标棒材，坯料加热、锻造及冷却工艺如下表7所示。之后再下料锻拔、中心冲孔、辗环、热处理、探伤、入库，锻造加热及热处理温度见表8和表9。
表7
表8、锻造加热、锻造、辗环加热工艺
表9热处理工艺
调质处理后，轴承组织从表面至芯部为均匀的回火索氏体组织。
由表2、3、4、5、6可知，本发明以上各实施例中的一种大型风电主轴轴承用钢与钢锭或钢锭锻材的GCr15SiMn钢相比，有害元素如氧、钛以及非金属夹杂物控制水平明显要好，即钢材纯净度要明显优于电渣重熔技术生产的产品，从低倍检验结果看，本发明的低倍质量并不差于对比钢，但由于是两个不同碳含量的钢种，改材料的轴承芯部材料的低温冲击韧性明显好于原材料，但由于是两个不同碳含量的钢种，该材料热处理组织与对比材料有明显区别，本申请中材料轴承芯部组织为均匀的回火索氏体组织，GCr15SiMn为细小的马氏体基体上分布细小碳化物，因此本申请材料的轴承芯部材料的低温冲击韧性明显好GCr15SiMn材料，反映出本发明的均匀性、致密度与钢锭工艺生产的钢材质量相当，但材料低温冲击韧性更好，更有利于承受重载，且同时能够承受由于风力载荷变化而带来的冲击。综合上述分析，本发明采用真空脱气连铸之后锻造开坯生产工艺生产的大型风电主轴轴承用钢，能够替代原先的钢锭工艺，显著提高了生产效率，提高了成材率，降低了生产成本，显著增强产品竞争力。
综上所述，本发明涉及的一种大型风电主轴轴承用钢，通过提高材料钢材料冲击韧性，提高材料承受更重的载荷，同时风力载荷变化而带来的冲击的思路，采取真空脱气、连铸、锻造开坯的高效率、大产能、低成本工艺路线，对关键工序进行优化研究和控制，从而使钢材获得了高的纯净度、高的组织均匀性和高的致密度，所做的轴承韧性好，并能够替代原先的钢锭生产GCr15SiMn工艺。
Claims (12)
1.一种大型风电主轴轴承用钢，其特征在于：所述钢的化学成分按重量百分比为C：0.45～0.55％，Si：0.15～0.30％，Mn：0.80～1.0％，Cr：1.1～1.30％，S≤0.010％，P≤0.020％，Ni：0.45～0.60％，Cu≤0.30％，Mo：0.25～0.35％，Al：≤0.05％，V：0.02～0.08，Ca≤0.0010％，Ti≤0.003％，O≤0.0012％，N：0.005～0.015，As≤0.02％，Sn≤0.01％，Sb≤0.005％，Pb≤0.002％，余量为Fe及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的大型风电主轴轴承用钢，其特征在于：所述钢的-40℃低温冲击功≥27J，抗拉强度≥980MPa，屈服强度≥820MPa。
3.根据权利要求1所述的大型风电主轴轴承用钢，其特征在于：采用GB/T 153对钢材低倍组织评级，满足：中心疏松≤1.5级、中心缩孔≤1.0级、中心裂纹≤1.5级，中间裂纹≤0级，中心偏析≤1.0级，产品轴承全截面碳含量极差不超过正常熔炼碳含量的10％。
4.根据权利要求1所述的大型风电主轴轴承用钢，其特征在于：
所述钢的微观脆性夹杂物水平，满足
所述钢的宏观缺陷按SEP 1927锻轧钢棒纯净度水浸超声测定方法中的水浸高频探伤方法检验，缺陷指数不超过2.5mm/dm3。
5.一种制造权利要求1所述大型风电主轴轴承用钢的方法，其特征在于：流程包括
(1)钢水冶炼：按元素成分设计冶炼钢水；
(2)连铸：连铸出与钢材成品化学成分相符的规格为φ700mm-φ1200mm圆坯；
(3)锻造开坯：圆坯料锻造成φ500mm-φ800mm的圆棒材，控制开坯温度和终锻温度，使钢材在奥氏体单相区进行锻造，锻后坯料下坑缓冷，尤其保证700℃-350℃区间段的缓冷；
(4)辗环后冷却：出缓冷坑后再按照轴承重量要求下成单倍尺准备进行轴承套圈毛坯件锻造，将单倍尺毛坯件冷炉进行加热，出炉后进行锻造，经数次交替进行的镦粗和拔长后中心冲孔，然后入炉加热，出炉后进行辗环，辗环后冷却，前期950℃-700℃区间采用快冷，之后采用空冷，环件空冷至室温；
(5)热处理：淬火入水一定时间后将工件从水中吊出，工件出水表面温度控制在100℃-200℃之间，在此表面温度下形成马氏体进行低温自回火，淬火后将工件再加热，进行回火。
6.根据权利要求5所述的大型风电主轴轴承用钢的生产方法，其特征在于：步骤1是将冶炼原料依次经铁水预处理KR、转炉冶炼、LF精炼、RH真空脱气，连铸采用先进的中包感应加热、结晶器+中间流+末端电磁搅拌、铸坯流加热、轻压下的先进工序装备。
7.根据权利要求6所述的大型风电主轴轴承用钢的生产方法，其特征在于：转炉冶炼终点C：0.10％～0.30％，终点P控制在≤0.015％，出钢温度1600℃～1700℃并采用挡渣出钢防止转炉出钢下渣。
8.根据权利要求6所述的大型风电主轴轴承用钢的生产方法，其特征在于：LF精炼过程中要加强造渣及脱氧操作，LF生产过程禁止加入Al铁进行脱氧，只允许在渣面加入Al粒和SiC进行扩散脱氧。
9.根据权利要求6所述的大型风电主轴轴承用钢的生产方法，其特征在于：真空脱气全过程氩气搅拌，133Pa以下真空条件下脱气15min～35min，真空脱气后经长时间的软吹氩处理，让非金属夹杂物充分上浮。
10.根据权利要求5所述的大型风电主轴轴承用钢的生产方法，其特征在于：步骤(3)开坯前对连铸坯进行冷炉加热，加热速度按照每小时40℃加热到700℃±(0-20℃)，保温1-2小时，然后再按照每小时60℃加热到1250℃±(0-20℃)，根据坯料直径保温5-10小时，开锻温度为1100℃以上，终锻温度900℃以上，在奥氏体单相区进行锻造，出加热炉后的连铸圆坯经高压水除鳞后采用2500-6000吨压机进行锻拔。
11.根据权利要求5所述的大型风电主轴轴承用钢的生产方法，其特征在于：步骤(4)中，将单倍尺毛坯件冷炉进行加热，加热速度按照每小时40℃的升温速度加热到700℃±(0-20℃)，保温1-2小时，然后加热到1250℃±(0-20℃)，根据坯料直径保温3-7小时，出炉后进行锻造，开锻温度大于1100℃，经三镦两拔：镦粗—拔长—镦粗—拔长—镦粗后中心冲孔，冲孔直径φ350mm-φ700mm，然后入炉加热，加热温度1250℃±(0-20℃)，保温0.5-2小时，出炉后进行辗环，辗环后冷却。
12.根据权利要求5所述的大型风电主轴轴承用钢的生产方法，其特征在于：步骤(5)的淬火是将环件加热到860℃±(0-20℃)保温4-8小时，之后进行水淬，回火是将工件放进冷炉进行加热，加热温度560℃±(0-20℃)，保温5-8小时，出炉空冷至室温。
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