前苏联从60年代中期开始研究开发限制淬透性轴承钢，并采用整体感应穿透加热，强水流的冷却工艺，使ⅢХ4钢表面获得了具有一定深度的硬化层，心部得到非马氏体组织，具有表面硬度高、心部硬度低、冲击韧性高的优点，而且表面呈压应力状态。这种材料应用在铁路客车轴承、铁路货车轴承以及部分轧机轴承上获得了良好的使用效果。

我国研究ⅢХ4钢（GCr4）起步较晚，1993年被列入机械工业部技术发展基金项目。由洛阳轴承研究所牵头从1994～1997年对GCr4钢进行了较系统的研究，其中对GCr4钢与GCr15钢接触疲劳寿命进行了对比试验，结果表明：GCr4钢的额定寿命较GCr15提高了26％，中值寿命提高了 19％。但是缺少GCr4钢与G20CrNi2Mo钢、G20Cr2Ni4钢接触疲劳寿命的对比试验，为此进行了GCr4钢与G20CrNi2Mo、G20Cr2Ni4两种渗碳钢接触疲劳寿命的对比试验，以便为今后推广应用提供理论依据。

1 试样的加工和热处理

1.1 试验材料

GCr4钢用上海五钢真空脱气∅100mm棒料锻拔成∅70mm。G20CrNi2Mo采用抚顺钢厂∅80mm真空脱气钢。G20Cr2Ni4采用抚顺钢厂∅65mm电渣重熔钢。 

1.2 ***终热处理

G20Cr2Ni4随大型套圈一起在RJJ—180炉内经940℃渗碳、880℃一次淬火、650℃高温回火，810℃二次淬火、160℃回火。

G20CrN2iMo随197726套圈一起在渗碳联线上进行渗碳，渗碳温度为935 ℃，炉内冷却至870℃一次淬火，随后清洗再经200℃回火。二次淬火是在RJGD—200炉内进行，淬火温度为800℃，再经160℃回火。

GCr4钢是在中温盐炉内加热至850℃淬水，再经200℃回火。

1.3 试样的精加工

试样由退火棒料直接车制而成，经***终热处理后，进行精加工。 

1.4 试样的质量检测

试样的表面粗糙度Ra、平行差、表面硬度、沟道面硬化层深度（以50HRC为界）和心部硬度列于表1。

GCr4淬火组织按JB1255—91标准可评3级，但个别碳化物粗大。G20CrNi2Mo淬火组织按JB／T8881—1999评定可评3级。G20Cr2Ni4淬火组织按JB／T8882—1999评1～2级。

2 接触疲劳试验

接触疲劳试验是在瓦轴的3台TLP接触疲劳试验机上交叉进行。

2.1 试验条件

（1）试验转数2016r/min。 

（2）钢球数20粒。 

（3）试验载荷8879kN。

（4）接触应力4116MPa。 

（5）应力循环次数20160次／min。

（6）试样尺寸∅60mm×∅20mm×20mm。

2.2 试验结果

试验结果见表2，对表2数据用***佳线性不变估计法处理，其结果列入表3。根据数据处理结果作出韦布尔分布曲线（图1）。

从表3和韦布尔分布曲线可以看出。在本文所述的试验条件下，三种材料的L_10t寿命相当。　　

GCr4的特征寿命较两种渗碳钢略低，GCr4的斜率***大，两种渗碳钢的斜率略小，但他们的差距很小，可以认为他们的斜率基本相当。另外从韦布尔分布曲线也可以看出他们中值寿命L₅₀无太大差异。

综合而论，这三种材料的接触疲劳寿命基本相当。单从接触疲劳寿命的试验结果来看，GCr4钢可以代替G20CrNi2Mo和G20Cr2Ni4钢生产部分轧机轴承和其他耐冲击载荷的轴承。能否大量应用，还有待实践证明。