GCr15SiMn轴承钢


材料属于: 模具钢


标准：YB 9-1968




轴承钢全名叫滚动轴承钢，具有高的抗压强度与疲劳极限，高硬度，高耐磨性及一定韧性，淬透性好，对硫
和磷控制极严，是一种高级优质钢，可做冷做摸具钢。比重：7.81
耐磨性和淬透性比GCr15更高，冷加工塑性变形中等，焊接性差，对白点形成敏感，热处理时有回火脆性。 用于制造壁厚>12mm.外径≥250mm的套圈；直径50.8-203.2的钢球，直径>22mm的滚子；此外也可作要求高硬度高耐磨性的其他机械零件，如轧辊.螺旋量规等






GCr15SiMn钢是高碳、高铬轴承用钢,比GCr15钢有更高的耐磨性和淬透性.在油中的临界淬火直径为90~110mm (体积分数为50%马氏体),经840°C油冷淬火后,350°C回火状态,再进行光淬火,表面硬度高达1096HV,淬硬层深度可达1mm。针对成形滚轮热处理工艺的不足,采用薄边处预冷降温发生非马氏体转变,产生托氏体或索氏体，增强韧性、减小应力、再整体淬火达到工艺要求。
进行冰冷处理,可提高轴承的尺寸稳定性,或进行马氏体分级淬火,以稳定残留奥氏体,获得高的尺寸稳定性和较高的韧性。该钢一般不建议进行锻造。一般淬火和低温回火后使用。[1]








标号/牌号：


中国GB/JB标号: GCr15SiMn


德国DIN钢号标号: 100CrMn6


德国DIN材料标号: 1．3520








锻造工艺


轴承钢锻造温度


(1)始锻温度：1150(1120)终缎温度：850(800)度。


(2)锻造前清除表面缺陷，尽量预热后在快速加热。


(3)温加工时，应避免200~400度的蓝脆区。热加工时，应避免进入高温脆区(大于1250)。应尽量避免进入热脆区(800~~950度)。






锻后热处理


(1)锻后————预先热处理(球化退火)————最终热处理(淬火+低温回火)


(2)球化退火目的：降低硬度，便于加工，为淬火做准备。


球化退火过程：加热到750~~770度，保温一定时间，在缓慢冷却到600度以下空冷。


(3)各种轴承钢淬火+低温回火及硬度表


钢号 淬火温度及淬火介质 低温回火 硬度HRC






GCr15SiMn 800~840 油 150~170 62~64


淬火及淬火介质


(1)淬火颜色(经验) 白色最硬而脆，黄色硬而韧，兰色软而韧。


(2) 淬火介质




A 水：一般温度不超过40度，不得有油，肥皂等杂质。






B 盐及碱的水溶液：水中加百分之5~10的盐或碱。


盐溶液冷却速度是水的十倍，硬度高而均匀，但组织应力大，有一定的锈蚀作用。温度小于60度。


碱溶液(苛性纳水溶液)腐蚀性大，适应范围小。






C 油：包括机油，锭子油，变压器油，柴油等。可减小变形与开裂。不适用碳钢。油温度：在60~~80度，最高不超过100~120度。
回火温度
轴承钢采用低温回火。温度：150~250度。可在保持高硬度和高耐磨性的前提下，降低内应力和脆性，以免使用时崩裂或过早损坏。硬度HRC：58~~64。








特性


●特性及适用范围：


是在 GCr15钢基础上，适当提高Si、Mn含量以改善其淬透性和弹性极限，耐磨性
也比 GCr15好。制造滚动体的适用尺寸范围比 GCr15大，主要用于制造壁厚>
12mm，外径>280mm 的轴承套圈钢球直径>50mm；圆锥、圆柱和球面滚子直径>
22mm和所有尺寸的滚针。








参考对应牌号


中国GB/YB标准牌号GCr15SiMn、德国DIN标准牌号100CrMn6、德国DIN标准材料编号1. 3520、俄罗斯ΓOCT标准牌号ⅢX15CΓ。[2]








化学成分


●化学成份：


碳 C ：0.95～1.05


硅 Si：0.40～0.65


锰 Mn：0.90～1.20 


硫 S ：≤0.020


磷 P ：≤0.027


铬 Cr：1.30～1.65


镍 Ni：≤0.30


铜 Cu：≤0.25










力学性能




●力学性能：


抗拉强度 σb (MPa)：1831


冲击功 Akv (J)：23


硬度 ：65HRC


试样尺寸：某试样




●热处理规范及金相组织：


热处理规范：830～840℃淬火，油冷;160℃回火3h。


金相组织：回火马氏体。


gcr15simn表示方法


① 钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，如40Cr、25Cr2MoVA合金管


②钢中主要合金元素，除个别微合金元素外，一般以百分之几表示。当平均合金含量<1.5%时，钢号中一般只标出元素符号，而不标明含量，但在特殊情况下易致混淆者，在元素符号后亦可标以数字"1"，例如钢号"12CrMoV"和"12Cr1MoV"，前者铬含量为0.4-0.6%，后者为0.9-1.2%，其余成分全部相同。当合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……时，在元素符号后面应标明含量，可相应表示为2、3、4……等。例如18Cr2Ni4WA。


③钢中的钒V、钛Ti、铝AL、硼B、稀土RE等合金元素，均属微合金元素，虽然含量很低，仍应在钢号中标出。例如20MnVB钢中。钒为0.07-0.12%，硼为0.001-0.005%。


④高级优质钢应在钢号最后加"A"，以区别于一般优质钢。


⑤专门用途的合金结构钢，钢号冠以（或后缀）代表该钢种用途的符号。例如铆螺专用的30CrMnSi钢，钢号表示为ML30CrMnSi。






热处理规范


临界点温度


Ac1=770°C、Ac3=872°C、Ar3=708°C


普通球化退火


退火温度780~810°C,以25°C/'h的冷却速度随炉缓慢降至≤650°C,出炉空冷。该工艺热处理时间长达20h以上,且退火后碳化物的颗粒不均匀,会影响后续的冷加工及最终的淬、回火组织和性能。




等温球化退火


退火温度780~810°C,快冷至690~720°C,进行等温,再出炉空冷。


该工艺节省热处理时间(整个工艺过程需时间12~18h),处理后的组织中碳化物细小均匀。






重复球化退火


第一次加热到810°C后冷却至650°C,再加热到790°C后冷却到≤650°C,出炉空冷。


该工艺虽可节省一定的时间,但工艺操作过程比较繁琐。


淬、回火处理


淬火温度830~860°C,油冷,回火温度170 ~190°C。冷处理温度-50~ -78°C。[2]






典型应用举例


1)可用作成形滚轮。


2)也可用于制作尺寸较大、形状较复杂和精度较高的塑料模。