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油冷淬火後,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後使用。
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，儘量預熱後在快速加熱。
(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)。應儘量避免進入熱脆區(800~~950度)。
鍛後熱處理
(1)鍛後————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。
GCr15SiMn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Si、Mn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
矽 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。
金相組織：回火馬氏體。
gcr15simn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。
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,且退火後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),處理後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後冷卻至650°C,再加熱到790°C後冷卻到≤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。
典型套用舉例
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膠模。
