Osnovne materialne zahteve kotalnih ležajev so v veliki meri odvisne od delovne učinkovitosti ležajev.Ne glede na to, ali je material valjanega ležaja primeren ali ne, bo močno vplival na njegovo zmogljivost in življenjsko dobo.Na splošno so glavne oblike odpovedi kotalnih ležajev utrujenost, ki se razliva pod delovanjem izmeničnega napetosti in izguba natančnosti ležajev zaradi trenja in obrabe.Poleg tega obstajajo razpoke, vdolbine, korozija in drugi razlogi za nenormalne poškodbe ležaja.Zato bi morali imeti valjani ležaji visoko odpornost na plastično deformacijo, manj trenja in obrabe, dobro natančnost vrtenja, dobro dimenzijsko natančnost in stabilnost ter dolgo življenjsko dobo utrujenosti.In številne lastnosti določajo materiali in postopki toplotne obdelave.Ker so osnovne materialne zahteve kotalnih ležajev določene zaradi okvare ležajev, morajo imeti materiali za izdelavo kotalnih ležajev naslednje lastnosti po določeni toplotni obdelavi v naknadnem postopku:
Visoka odpornost proti obrabi
Kadar kotalni ležaj deluje normalno, ni samo trenje kotaljenja, ampak tudi drsno trenje.Glavni deli trenja drsenja so: kontaktna površina med valjčnim telesom in voziščem, kontaktna površina med valjanim telesom in luknjo v žepu kletke, kontaktna površina med kletko in vodilnim robom obroča ter vodilni rob med končno stranjo valja in vodilnim robom obroča itd.Obstoj drsnega trenja v kotalnih ležajih neizogibno povzroči obrabo ležajnih delov.Če je obrabna odpornost ležajev jekla slaba, bo kotalni ležaj izgubil natančnost zaradi obrabe ali pa se bodo vibracije povečale, življenjska doba ležaja pa se bo zmanjšala zaradi zmanjšanja natančnosti vrtenja.Zato je treba imeti legirano jeklo visoko odpornost proti obrabi.
Visoka trdnost utrujenosti
Odpoved kontaktne utrujenosti je glavna oblika odpovedi ležaja.Med delovanjem valjastega ležaja se valjčno telo valja med dirkališčem notranjega in zunanjega obroča ležaja. Kontaktni del valjastega telesa je podvržen občasnim izmeničnim obremenitvam, ki lahko dosežejo sto tisočkrat na minuto. Pod večkratnim delovanjem občasnih izmeničnih napetosti se na kontaktni površini pojavi utrujenost.Ko se valjčni ležaj začne luščiti, bo zaradi tega vibracije in hrup ležaja narasel, delovna temperatura pa se bo močno dvignila, kar bo povzročilo končno poškodbo ležaja. Ta oblika škode se imenuje kontaktna poškodba zaradi utrujenosti.Zato je treba imeti jeklo, ki se uporablja za kotalni ležaj, visoko stopnjo utrujenosti pri stiku.
Tri visoke elastične meje
Ko valjčni ležaj deluje, ker je območje stika med valjčnim telesom in drsnim obročem majhno, je kontaktni tlak na kontaktni površini ležaja zelo velik, kadar nosi breme, še posebej, če nosi veliko obremenitev.Da bi preprečili prekomerno plastično deformacijo pod visokimi kontaktnimi obremenitvami, kar lahko povzroči izgubo natančnosti ležaja ali površinsko razpoko, mora imeti jekleno lego visoko mejo elastičnosti.
Primerna trdota
Trdota je eden pomembnih kazalcev kotalnega ležaja.Tesno je povezana z močjo kontaktne utrujenosti, odpornosti proti obrabi in mejo elastičnosti materiala, kar neposredno vpliva na življenjsko dobo valjanega ležaja. Trdota ležaja običajno določa način in velikost nosilnosti ležaja, velikost ležaja in splošno stanje debeline stene.Trdota valjanega jekla mora biti primerna, prevelika ali premajhna bo vplivala na življenjsko dobo ležaja.Kot je vsem znano, sta glavni vrsti okvare kotalnih ležajev odpoved utrujenosti zaradi stika in izguba natančnosti ležajev zaradi slabe odpornosti proti obrabi ali dimenzijske nestabilnosti.Če ležajni deli nimajo določene žilavosti, se bo zaradi krhkega zloma ležaj poškodoval, če nosi veliko udarno obremenitev.Zato je treba določiti trdoto ležaja glede na posebne pogoje ležaja in način poškodbe.Za izgubo natančnosti ležajev zaradi raztezanja zaradi utrujenosti ali slabe odpornosti proti obrabi je treba ležajne dele izbrati večjo trdoto;Zmanjšati je treba trdoto ležaja, da bi izboljšali žilavost ležaja za nosilne težke obremenitve (kot so ležaji valjarnih valjev, železniški ležaji in nekateri avtomobilski ležaji itd.).
Določena udarna žilavost
Številni kotalni ležaji bodo v času uporabe izpostavljeni fiksni udarni obremenitvi, zato je potrebno, da ima ležajno jeklo določeno žilavost, da se zagotovi, da se ležaj ne bo poškodoval.Za ležaje, ki nosijo veliko udarno obremenitev, kot so ležaji valjarjev, železniški ležaji in drugi materiali, za katere je potrebna sorazmerna udarna žilavost in lomna žilavost, nekateri ti ležaji s postopkom toplotne obdelave z bainitnim odzračevanjem, nekateri s karburizacijskim jeklenim materialom. da imajo ti ležaji dobro udarno žilavost.
Dobra dimenzijska stabilnost
Kotalni ležaj je natančen mehanski del, njegova natančnost se izračuna v mikronih.V postopku dolgotrajnega skladiščenja in uporabe se velikost ležajev spremeni zaradi spremembe notranje strukture ali napetosti, kar povzroči izgubo natančnosti ležaja.Zato bi moralo biti za zagotovitev dimenzijske natančnosti ležajev dobro dimenzijsko stabilnost.
Dobra odpornost proti rji
Postopek izdelave kotalnih ležajev je različen in proizvodni cikel je dolg. Nekatere polizdelke ali dokončane dele je treba pred montažo hraniti dlje časa. Zato se določena korozija ležajnih delov zelo enostavno pojavi v proizvodnem procesu ali pri skladiščenju končnih izdelkov, zlasti na vlažnem zraku.Zato je potrebno, da ima ležajno jeklo dobro odpornost proti rji.
Dobro delovanje procesa
Kolesni ležaj v proizvodnem procesu, njegovi deli, da gredo skozi številne hladne, vroče postopke obdelave.To zahteva, da morajo imeti legirano jeklo dobre tehnološke lastnosti, kot so zmogljivost hladnega in vročega oblikovanja, rezanje, mletje in toplotna obdelava itd., Da se lahko prilagodijo kotalni ležajni masi, visoki učinkovitosti, nizkim stroškom in visoki kakovosti proizvodne potrebe.
Poleg tega mora za jeklo, ki se uporablja v posebnih delovnih pogojih, poleg zgornjih osnovnih zahtev predložiti tudi ustrezne posebne zahteve glede zmogljivosti, kot so visokotemperaturne zmogljivosti, visoke hitrosti, korozijska odpornost in anti-magnetne lastnosti.