GCr15鋼

GCr15鋼

GCr15鋼是高碳鉻軸承鋼的代表鋼種,綜合性能良好。淬火和回火後硬度高而均勻,耐磨性、抗接觸疲勞強度高。熱加工性好。球化退火後有良好的可加工性,但對形成白點敏感。主要用於製造內燃機、電機車、工具機、拖拉機、軋鋼設備、鑽探機、鐵道車輛以及礦山機械等傳動軸上的鋼球、滾子和軸套等 。

執行標準:

中國:GB/T 18254 - 2016

化學成分

GCr15鋼按(GB/T 18254-2002)標準,化學成分如下表:

CSiMnCrMoPSNiCuNi+Cu
0.95 ~ 1.05 0.15 ~ 0.35 0.25 ~ 0.45 1.40 ~ 1.65 ≤ 0.10 不大於 0.025 不大於 0.025 不大於 0.30 不大於 0.25 不大於 0.50

熱處理工藝

1、不完全退火:加熱770~790℃,保溫後隨爐冷卻至550℃以下出爐空冷,硬度要求187~229HBS,工藝特點Ac1=745℃,Accm=900℃,加熱溫度應在Ac1~Accm之間。

2、等溫球化退火:加熱770~790℃,680~700℃等溫後隨爐冷卻至550℃以下出爐空冷,硬度要求187~229HBS,工藝特點加熱溫度應在Ac1~Accm之間,等溫溫度應低於Ar1=700℃線20℃,以獲得粒狀珠光體組織。

3、去應力退火:加熱600~700℃,保溫,爐冷,模具鋼硬度要求187~229HBS,工藝特點消除殘餘應力,消除加工硬化。

4、正火:加熱930~950℃,保溫,空氣,硬度要求為302~388HBS,加熱溫度高於Accm,消除偏析、帶狀組織,網狀組織,細化晶粒。

5、下貝氏體等溫淬火:加熱855~875℃,保留50-70min,220-240℃硝鹽浴等溫3-4小時,後70-80℃熱水沖洗,硬度要求58~62HRC。對於大型軸承零件,還需進行260℃回火,保溫2.5小時。等溫淬火組織為下貝氏體+碳化物+少量馬氏體+極少量殘餘奧氏體,淬火變形很小,強度高,韌性好。

6、下貝氏體等溫淬火:加熱830~850℃,240~300℃硝鹽浴等溫,後出浴空冷,硬度要求58~62HRC,Ms=202℃,等溫淬火組織為下貝氏體+碳化物+少量馬氏體+極少量殘餘奧氏體,淬火變形很小,強度高,韌性好。

7、回火:加熱150~190℃,保溫2h,爐冷,硬度58~62HRC,工藝特點為強調硬度取下限,強調韌性取上限。

8、調質:淬火加熱840~860℃,油冷,回火加熱660~680℃,保溫後爐冷或空冷,硬度要求為197~217HBS,特點是高溫淬火可以消除碳化物組織的缺陷,高溫回火得到的細小的回火索氏體組織,為再淬火做組織準備,在改善韌性同時,提高強度,再淬火,加熱溫度820~840℃,油冷。

GCr15 GCr15

8、固體滲硼:滲硼加熱920℃,保溫5h,油冷。滲劑3%BC+5%KBF+5%(NH2)2CO+87%SiC硬度要求1500~1700HV,表面獲得高硬度的硼化物層,心部為淬火組織,滲層厚度0.145mm。

9、液體滲鉻:加熱950℃,保溫4h,油冷。滲劑15%CrO+12.5%稀土矽鎂+72.5%硼砂,硬度要求1665HV,滲層厚度0.01056mm。提高表面硬度、耐磨性與耐腐蝕性。

10、液體滲釩:加熱950℃,保溫4h,降溫860℃,保溫2h;升溫950℃,保溫4h,油冷。滲劑90%BaCl+7%VO+3%NaBO+Al粉,硬度要求2500HV0.1,工藝特點為滲層厚度0.020mm,提高表面硬度,耐磨性。

力學性能

1、淬火溫度的影響。GCr15鋼的正常淬火加熱溫度為830-860℃,多用油冷,最佳淬火加熱溫度為840℃,淬火後的硬度達到63-65HRC。在實際生產條件下,根據模具有效截面尺寸和淬火介質的不同,所用的淬火溫度可稍有差別。如尺寸較大或用硝鹽分級淬火的模具,宜選用較高淬火溫度(840-860℃),以便提高淬透性,獲得足夠的淬硬層深度和較高的硬度;尺寸較小或用油冷的模具一般選用較低的淬火溫度(830-850℃)。相同規格的模具,在箱式爐中加熱應比鹽浴爐加熱溫度稍高。

2、回火溫度的影響。隨著回火溫度升高,回火後的硬度下降。回火溫度超過200℃後,將進入第一類回火脆性區。所以,GCr15鋼的回火溫度一般為160-180℃。

主要特性及用途

淬火和回火後硬度高而均勻,耐磨性、抗解除疲勞強度高。熱加工性好。球化退火後有良好的可加工性,但對形成白點敏感。可用於製造壁厚≤12m、外徑≤250mm的各種軸承套圈;也用於尺寸範圍較寬的滾動體,如鋼球、圓錐滾子、圓柱滾子、球面滾子、滾針等;還用於製造模具、精密量具以及其他要求高耐磨性、高彈性極限和高接觸疲勞強度的機械零件。主要用於製造內燃機、電機車、工具機、拖拉機、軋鋼設備、鑽探機、鐵道車輛以及礦山機械等傳動軸上的鋼球、滾子和軸套等 。

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