GCr15SiMn

GCr15SiMn

軸承鋼全名叫滾動軸承鋼,具有高的抗壓強度與疲勞極限,高硬度,高耐磨性及一定韌性,淬透性好,對硫和磷控制極嚴,是一種高級優質鋼,可做冷作模具鋼。比重:7.81。

基本簡介


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,對白點形成敏感,熱處理時有回火脆性。用於製造壁厚>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械零件,如軋輥。螺旋量規等
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 (體積分數為50%馬氏體),經840°C油冷淬火后,350°C回火狀態,再進行光淬火,表面硬度高達1096HV,淬硬層深度可達1mm。針對成形滾輪熱處理工藝的不足,採用薄邊處預冷降溫發生非馬氏體轉變,產生托氏體或索氏體,增強韌性、減小應力、再整體淬火達到工藝要求。
進行冰冷處理,可提高軸承的尺寸穩定性,或進行馬氏體分級淬火,以穩定殘留奧氏體,獲得高的尺寸穩定性和較高的韌性。該鋼一般不建議進行鍛造。一般淬火和低溫回火后使用。
標號/牌號:
中國GB/JB標號: GCr15SiMn
德國DIN鋼號標號: 100CrMn6
德國DIN材料標號: 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,盡量預熱后在快速加熱。
(3)溫加工時,應避免200~400度的藍脆區。熱加工時,應避免進入高溫脆區(大於1250)。應盡量避免進入熱脆區(800~~950度)。

鍛后熱處理

(1)鍛后————預先熱處理(球化退火)————最終熱處理(淬火+低溫回火)
(2)球化退火目的:降低硬度,便於加工,為淬火做準備。
球化退火過程:加熱到750~~770度,保溫一定時間,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 淬火溫度及淬火介質 低溫回火 硬度HRC
GCr15SiMn 800~840 油 150~170 62~64

淬火及淬火介質

(1)淬火顏色(經驗) 白色最硬而脆,黃色硬而韌,蘭色軟而韌。
(2) 淬火介質
A 水:一般溫度不超過40度,不得有油,肥皂等雜質。
B 鹽及鹼的水溶液:水中加百分之5~10的鹽或鹼。
鹽溶液冷卻速度是水的十倍,硬度高而均勻,但組織應力大,有一定的鏽蝕作用。溫度小於60度。
鹼溶液(苛性納水溶液)腐蝕性大,適應範圍小。
C 油:包括機油錠子油變壓器油,柴油等。可減小變形與開裂。不適用碳鋼。油溫度:在60~~80度,最高不超過100~120度。

回火溫度

軸承鋼採用低溫回火。溫度:150~250度。可在保持高硬度和高耐磨性的前提下,降低內應力和脆性,以免使用時崩裂或過早損壞。

特性


●特性及適用範圍:
是在 GCr15鋼基礎上,適當提高SiMn含量以改善其淬透性和彈性極限,耐磨性
也比 GCr15好。製造滾動體的適用尺寸範圍比 GCr15大,主要用於製造壁厚>
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。

參考對應牌號


中國GB/YB標準牌號GCr15SiMn、德國DIN標準牌號100CrMn6、德國DIN標準材料編號1. 3520、俄羅斯ΓOCT標準牌號ⅢX15CΓ。

化學成分


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

力學性能


抗拉強度 σb (MPa):1831
衝擊功 Akv (J):23
硬度:65HRC
試樣尺寸:某試樣
●熱處理規範及金相組織:
熱處理規範:830~840℃淬火,油冷;160℃回火3h。
gcr15simn表示方法
① 鋼號開頭的兩位數字錶示鋼的碳含量,以平均碳含量的萬分之幾表示,如40Cr、25Cr2MoVA合金管
②鋼中主要合金元素,除個別微合金元素外,一般以百分之幾表示。當平均合金含量<1.5%時,鋼號中一般只標出元素符號,而不標明含量,但在特殊情況下易致混淆者,在元素符號后亦可標以數字"1",例如鋼號"12CrMoV"和"12Cr1MoV",前者鉻含量為0.4-0.6%,後者為0.9-1.2%,其餘成分全部相同。當合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……時,在元素符號後面應標明含量,可相應表示為2、3、4……等。例如18Cr2Ni4WA。
③鋼中的釩V、鈦Ti、鋁AL、硼B、稀土RE等合金元素,均屬微合金元素,雖然含量很低,仍應在鋼號中標出。例如20MnVB鋼中。釩為0.07-0.12%,硼為0.001-0.005%。
④高級優質鋼應在鋼號最後加"A",以區別於一般優質鋼。
⑤專門用途的合金結構鋼,鋼號冠以(或後綴)代表該鋼種用途的符號。例如鉚螺專用的30CrMnSi鋼,鋼號表示為ML30CrMnSi。

熱處理規範


臨界點溫度

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。該工藝熱處理時間長達20h以上,且退火后碳化物的顆粒不均勻,會影響後續的冷加工及最終的淬、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,進行等溫,再出爐空冷。
該工藝節省熱處理時間(整個工藝過程需時間12~18h),處理后的組織中碳化物細小均勻。

重複球化退火

第一次加熱到810°C后冷卻至650°C,再加熱到790°C后冷卻到≤650°C,出爐空冷。
該工藝雖可節省一定的時間,但工藝操作過程比較繁瑣。

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。

典型應用舉例


1)可用作成形滾輪。
2)也可用於製作尺寸較大、形狀較複雜和精度較高的塑料模。