GCr15

概述

　　GCr15鋼是一種合金含量較少、具有良好性能、應用最廣泛的高碳鉻軸承鋼。經過淬火加回火後具有較高的硬度、均勻的組織、良好的耐磨性、高的接觸疲勞性能。該鋼冷加工塑性中等，切削性能一般，焊接性能差，對形成白點敏感性能大，有回火脆性。實際就是Cr15。

　　GCr15是一種最常用的高鉻軸承鋼，具有高的淬透性，熱處理後可獲得高而均勻的硬度。耐磨性優於GCr9，接觸疲勞強度高，有良好的尺寸穩定性和抗蝕性，冷變形塑性中等，切削性一般，焊接性差，對白點形成敏感，有第一類回火脆性。在滾珠軸承制造中，用以雜質壁厚12mm.外徑<250mm的H級至C級的軸承套，直徑25.4-50.8mm的鋼球；直徑<22mm的滾子，此外也可用作承受大負荷.要求高耐磨性.高彈性極限.高接觸疲勞強度的其他機械零件及各種精密量具冷沖模等。如機床的滾珠絲桿，渦輪噴氣發動機噴嘴的噴口.柱塞.活門.襯套等。

執行標準:

　　中國GB/T18254-2002

　　日本JIS G4805:1991

　　美國ASTM A295:1998

　　統一數字代號:B00150

化學成分/元素含量（%）

　　C：0.95-1.05 Mn：0.25-0.45 Si：0.15-0.35 S：<=0.025 P:<=0.025 Cr:1.40-1.65 Mo:≤0.10 Ni:≤0.30 Cu:≤0.25 Ni+Cu≤0.50

熱處理

　　其熱處理制度為：鋼棒退火，鋼絲退火或830-840度油淬。

　　熱處理工藝參數：

　　1.普通退火：790-810度加熱，爐冷至650度後，空冷——HB170-207

　　2.等溫退火：790-810度加熱，710-720度等溫，空冷——HB207-229

　　3.正火：900-920度加熱，空冷——HB270-390

　　4.高溫回火：650-700度加熱，空冷——HB229-285

　　5.淬火：860度加熱，油淬——HRC62-66

　　6.低溫回火：150-170度回火，空冷——HRC61-66

　　7.碳氮共滲：820-830度共滲1.5-3小時，油淬，-60度至-70度深冷處理 +150度至+160回火，空冷——HRC≈67

生產制造方法

　　對軸承鋼的冶煉質量要求很高，需要嚴格控制硫、磷和非金屬夾雜物的含量和分佈，因為非金屬夾雜物的含量和分佈對軸承鋼的壽命影響很大。夾雜物量愈高，壽命就越短。為瞭改善冶煉質量，近來已采用電爐冶煉並經電渣重熔，亦可采用真空冶煉，真空自耗精煉等新工藝來提高軸承鋼的質量。

用途

　　用於制作各種軸承套圈和滾動體.例如:制作內燃機、電動機車、汽車、拖拉機、機床、軋鋼機、鑽探機、礦山機械、通用機械,以及高速旋轉的個高載荷機械傳動軸承的鋼球、滾子和套圈. 除做滾珠、軸承套圈等外，有時也用來制造工具，如沖模、量具。

　　6.化學成分國標、冶標、日本標準中主要鋼號的化學成分見表6—7—24。

　　表6-7-24 有關標準中主要鋼號的化學成分指標

　　標準號鋼號化學成分 % C Si Mn P S Cr Mo Ni

　　GB/T3086 -82 9Cr18 0.90- 1.00 <0.80 <0.80 <0.035 <0.030 17.00- 19.00

　　GB/T3203 -82 G20 CrMo 0.17- 0.23 0.20- 0.35 0.65- 0.95 <0.030 <0.030 0.35- 0.65 0.08- 0.15

　　YB(T)1 -91 GCr15 0.95- 1.05 0.15- 0.35 0.25- 0.45 <0.025 <0.025 1.40- 1.65 <0.30

　　JISG4805 -90(96) SVJI 0.95- 1.10 0.15- 0.35 <0.50 <0.025 <0.025 0.90- 1.20 <0.25

　　品名中國美國日本德國英國法國前蘇聯國際標準化組織

　　GB AST JIS DIN， DINEN BS，BSEN NP，NPEN TOCL ISO630

　　牌號牌號牌號牌號牌號牌號牌號牌號軸承鋼

　　GCr9 51100 SUJ1 GCr15 52100 SUJ2 100Cr6 100Cr6 wx15 1 9Cr18Mo 440C SUS440C Z100CD17

特性

　　綜合性能良好.球化退火後有良好的切削加工性能.淬火和回火後硬度高而且均勻,耐磨性能和接觸疲

　　勞強度高.熱加工性能好.含有較多的合金元素,價格比較便宜.GCr15鋼是高碳鉻軸承鋼中使用和生產量最多的牌號,被世界廣泛采用.但是白點敏感性強,焊接性能較差.

　　具有高而均勻的硬度,良好的耐磨性.用於制作承受負荷較大的小截面調質件和應力較小的大型正火零件.

　　具有瞭軸承的耐磨性,也加強瞭頂也鋼性.GCr15鍛造工藝

　　噴射成形作為一項新穎的快速凝固技術,在材料制造與加工方面顯示出巨大的優勢.采用該技術制備瞭GCr15鋼、2.98wt﹪si超高碳鋼,以及Cu- 20wt﹪Fe原位復合材料,對它們的組織與性能進行瞭研究.噴射成形GCr15鋼的鑄態組織為等軸細層狀珠光體,平均片間距為85nm ;油淬處理獲得的馬氏體片平均寬度為0.35μm.x射線衍射分析及TEM觀察表明,硬度隨回火溫度升高而下降與回火中ε碳化物析出及長大有關.由CCT 曲線測試獲得噴射成形GCrl5鋼的Ms(150℃)比母合金的Ms(250℃)低100℃,其主要原因是因為前者基體中固溶的碳含量高於後者.噴射成形 GCr15鋼鑄態試樣的超塑延伸率優於常規工藝制備的同種材料.首次利用噴射成形工藝制備瞭Cu-2Owt﹪Fe合金(SF).

註意

　　1 軸承鋼管用鋼的殘餘銅含量（熔煉分析）應不大於0.20%。

　　2 氧含量在鋼坯或鋼材上測定。

　　3 盤條用鋼的硫含量（熔煉分析）應不大於0.020%。GCr15表示方法

　　① 鋼號開頭的兩位數字表示鋼的碳含量，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，鋼號中一般隻標出元素符號，而不標明含量，但在特殊情況下易致混淆者，在元素符號後亦可標以數字"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。

重量計算方式

名稱（單位）	計算公式	符號意義	計算舉例
圓鋼盤條（kg/m）	W= 0.006165 ×d×d	d = 直徑mm	直徑100 mm 的圓鋼，求每m 重量。每m 重量= 0.006165 ×1002=61.65kg

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