介紹

GCr15SiMn軸承鋼

耐磨性和淬透性比GCr15更高，冷加工塑性變形中等，焊接性差，對(duì)白點(diǎn)形成敏感，熱處理時(shí)有回火脆性。 用于制造壁厚>12mm.外徑≥250mm的套圈；直徑50.8-203.2的鋼球，直徑>22mm的滾子；此外也可作要求高硬度高耐磨性的其他機(jī)械零件，如軋輥.螺旋量規(guī)等

GCr15SiMn鋼是高碳、高鉻軸承用鋼,比GCr15鋼有更高的耐磨性和淬透性.在油中的臨界淬火直徑為90~110mm (體積分?jǐn)?shù)為50%馬氏體),經(jīng)840°C油冷淬火后,350°C回火狀態(tài),再進(jìn)行光淬火,表面硬度高達(dá)1096HV,淬硬層深度可達(dá)1mm。針對(duì)成形滾輪熱處理工藝的不足,采用薄邊處預(yù)冷降溫發(fā)生非馬氏體轉(zhuǎn)變,產(chǎn)生托氏體或索氏體，增強(qiáng)韌性、減小應(yīng)力、再整體淬火達(dá)到工藝要求。

進(jìn)行冰冷處理,可提高軸承的尺寸穩(wěn)定性,或進(jìn)行馬氏體分級(jí)淬火,以穩(wěn)定殘留奧氏體,獲得高的尺寸穩(wěn)定性和較高的韌性。該鋼一般不建議進(jìn)行鍛造。一般淬火和低溫回火后使用。[1] 

標(biāo)號(hào)/牌號(hào)：

中國(guó)GB/JB標(biāo)號(hào): GCr15SiMn

德國(guó)DIN鋼號(hào)標(biāo)號(hào): 100CrMn6

德國(guó)DIN材料標(biāo)號(hào): 1．3520

 

鍛造工藝

 

軸承鋼鍛造溫度

(1)始鍛溫度：1150(1120)終緞溫度：850(800)度。

(2)鍛造前清除表面缺陷，盡量預(yù)熱后在快速加熱。

(3)溫加工時(shí)，應(yīng)避免200~400度的藍(lán)脆區(qū)。熱加工時(shí)，應(yīng)避免進(jìn)入高溫脆區(qū)(大于1250)。應(yīng)盡量避免進(jìn)入熱脆區(qū)(800~~950度)。

 

鍛后熱處理

(1)鍛后————預(yù)先熱處理(球化退火)————終熱處理(淬火+低溫回火)

(2)球化退火目的：降低硬度，便于加工，為淬火做準(zhǔn)備。

球化退火過(guò)程：加熱到750~~770度，保溫一定時(shí)間，在緩慢冷卻到600度以下空冷。

(3)各種軸承鋼淬火+低溫回火及硬度表

鋼號(hào) 淬火溫度及淬火介質(zhì) 低溫回火 硬度HRC

GCr15SiMn 800~840 油 150~170 62~64

 

淬火及淬火介質(zhì)

(1)淬火顏色(經(jīng)驗(yàn)) 白色硬而脆，黃色硬而韌，蘭色軟而韌。

(2) 淬火介質(zhì)

A 水：一般溫度不超過(guò)40度，不得有油，肥皂等雜質(zhì)。

B 鹽及堿的水溶液：水中加百分之5~10的鹽或堿。

鹽溶液冷卻速度是水的十倍，硬度高而均勻，但組織應(yīng)力大，有一定的銹蝕作用。溫度小于60度。

堿溶液(苛性納水溶液)腐蝕性大，適應(yīng)范圍小。

C 油：包括機(jī)油，錠子油，變壓器油，柴油等?？蓽p小變形與開(kāi)裂。不適用碳鋼。油溫度：在60~~80度，高不超過(guò)100~120度。

 

回火溫度

軸承鋼采用低溫回火。溫度：150~250度?？稍诒３指哂捕群透吣湍バ缘那疤嵯?，降低內(nèi)應(yīng)力和脆性，以免使用時(shí)崩裂或過(guò)早損壞。

 

特性

●特性及適用范圍：

是在 GCr15鋼基礎(chǔ)上，適當(dāng)提高Si、Mn含量以改善其淬透性和彈性極限，耐磨性

也比 GCr15好。制造滾動(dòng)體的適用尺寸范圍比 GCr15大，主要用于制造壁厚>

12mm，外徑>280mm 的軸承套圈鋼球直徑>50mm；圓錐、圓柱和球面滾子直徑>

22mm和所有尺寸的滾針。

 

參考對(duì)應(yīng)牌號(hào)

中國(guó)GB/YB標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)GCr15SiMn、德國(guó)DIN標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)100CrMn6、德國(guó)DIN標(biāo)準(zhǔn)材料編號(hào)1. 3520、俄羅斯ΓOCT標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)ⅢX15CΓ。[2] 

 

化學(xué)成分

碳 C ：0.95～1.05

硅 Si：0.40～0.65

錳 Mn：0.90～1.20

硫 S ：≤0.020

磷 P ：≤0.027

鉻 Cr：1.30～1.65

鎳 Ni：≤0.30

銅 Cu：≤0.25

 

力學(xué)性能

抗拉強(qiáng)度 σb (MPa)：1831

沖擊功 Akv (J)：23

硬度 ：65HRC

試樣尺寸：某試樣

●熱處理規(guī)范及金相組織：

熱處理規(guī)范：830～840℃淬火，油冷;160℃回火3h。

金相組織：回火馬氏體。

gcr15simn表示方法

① 鋼號(hào)開(kāi)頭的兩位數(shù)字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬(wàn)分之幾表示，如40Cr、25Cr2MoVA合金管

②鋼中主要合金元素，除個(gè)別微合金元素外，一般以百分之幾表示。當(dāng)平均合金含量<1.5%時(shí)，鋼號(hào)中一般只標(biāo)出元素符號(hào)，而不標(biāo)明含量，但在特殊情況下易致混淆者，在元素符號(hào)后亦可標(biāo)以數(shù)字"1"，例如鋼號(hào)"12CrMoV"和"12Cr1MoV"，前者鉻含量為0.4-0.6%，后者為0.9-1.2%，其余成分全部相同。當(dāng)合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……時(shí)，在元素符號(hào)后面應(yīng)標(biāo)明含量，可相應(yīng)表示為2、3、4……等。例如18Cr2Ni4WA。

③鋼中的釩V、鈦Ti、鋁AL、硼B(yǎng)、稀土RE等合金元素，均屬微合金元素，雖然含量很低，仍應(yīng)在鋼號(hào)中標(biāo)出。例如20MnVB鋼中。釩為0.07-0.12%，硼為0.001-0.005%。

④優(yōu)質(zhì)鋼應(yīng)在鋼號(hào)后加"A"，以區(qū)別于一般優(yōu)質(zhì)鋼。

⑤專門(mén)用途的合金結(jié)構(gòu)鋼，鋼號(hào)冠以（或后綴）代表該鋼種用途的符號(hào)。例如鉚螺專用的30CrMnSi鋼，鋼號(hào)表示為ML30CrMnSi。

 

熱處理規(guī)范

 

臨界點(diǎn)溫度

Ac1=770°C、Ac3=872°C、Ar3=708°C

 

普通球化退火

退火溫度780~810°C,以25°C/'h的冷卻速度隨爐緩慢降至≤650°C,出爐空冷。該工藝熱處理時(shí)間長(zhǎng)達(dá)20h以上,且退火后碳化物的顆粒不均勻,會(huì)影響后續(xù)的冷加工及終的淬、回火組織和性能。

 

等溫球化退火

退火溫度780~810°C,快冷至690~720°C,進(jìn)行等溫,再出爐空冷。

該工藝節(jié)省熱處理時(shí)間(整個(gè)工藝過(guò)程需時(shí)間12~18h),處理后的組織中碳化物細(xì)小均勻。

 

重復(fù)球化退火

次加熱到810°C后冷卻至650°C,再加熱到790°C后冷卻到≤650°C,出爐空冷。

該工藝雖可節(jié)省一定的時(shí)間,但工藝操作過(guò)程比較繁瑣。

 

淬、回火處理

淬火溫度830~860°C,油冷,回火溫度170 ~190°C。冷處理溫度-50~ -78°C。[2] 

 

典型應(yīng)用舉例

1)可用作成形滾輪。

2)也可用于制作尺寸較大、形狀較復(fù)雜和精度較高的塑料模。