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gcr15軸承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。經過淬火加回火后具有高而均勻的硬度、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。

化學成分

c：0.95-1.05

mn：0.25-0.45

si：0.15-0.35

s：≤0.020

p:≤0.027

cr:1.40-1.65

熱處理

鋼棒退火，鋼絲退火或830-840度油淬。

工藝參數

1.普通退火：790-810度加熱，爐冷至650度后，空冷——hb170-2

gcr15軸承鋼

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

7用途

除做滾珠、軸承套圈等外，有時也用來制造工具，如沖模、量具。

8特性

綜合性能良好.球化退火后有良好的切削加工性能.淬火和回火后硬度高而且均勻,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

生產工藝流程

50噸uhp電爐冶煉→60噸lf爐精煉→60噸vd爐真空處理→合金鋼矩形坯連鑄（260mm×300mm、180mm×220mm）→緩冷或熱送→軋材→精整→檢驗入庫。

冶金質量性能

為了滿足以上對動軸承的性能的要求，對軸承鋼材料提出了以下一些基本的性能要求：

1）高的接觸疲勞強度，

2）熱處理后應具有高的硬度或能滿足軸承使用性能要求的硬度，

3）高的耐磨性、低的摩擦系數，

4）高的彈性極限，

5）良好的沖擊韌性和斷裂韌性，

6）良好的尺寸穩(wěn)定性，

7）良好的防銹性能，

8）良好的冷、熱加工性能。

6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布，因為非金屬夾雜物的含量和分布對軸承鋼的壽命影響很大。對軸承鋼的基本質量要求就是純凈和組織均勻。純凈就是雜質元素  及非金屬雜物要少，組織均勻是鋼中碳化物要細小，分布要均勻。夾雜物量愈高，壽命就越短。為了改善冶煉質量，近來已采用電爐冶煉并經電渣重熔，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。

冶煉質量要求

根據以上對軸承用鋼的基本要求，對軸承用鋼的冶金質量提出以下的基本要求；

①嚴格的化學成分要求。

一般軸承用鋼主要是高碳鉻軸承鋼，即含碳量1％左右，加入1．5％左右的鉻，并含有少量的錳、硅元素  的過共析鋼。鉻可以改善熱處理性能、提高淬透性、組織均勻性、回火穩(wěn)定性，又可以提高鋼的防銹性能和磨削性能。

但當鉻含量超過1．65％時，淬火后會增加鋼中殘余奧氏體，降低硬度和尺寸穩(wěn)定性，增加碳化物的不均勻性，降低鋼的沖擊韌性和疲勞強度。為此，高碳鉻軸承鋼中的含鉻量一般控制在1，65％以下。只有嚴格控制軸承鋼中的化學成分，才能通過熱處理工序獲得滿足軸承性能的組織和硬度。

②較高的尺寸精度要求，對于使用在高速鐓鍛機上鍛造的熱軋退火棒料，應該對其尺寸精度有更高的要求。

滾動軸承用鋼要求鋼材尺寸精度較高，這是因為大部分軸承零件都要經過壓力成型。為了節(jié)省材料和提高勞動生產率，絕大部分軸承套圈都是經過鍛造成型，鋼球是經過冷鐓或熱軋成型，小尺寸的滾子也是經過冷鐓成型。如果鋼材的尺寸精度不高，就無法精確地計算下料尺寸和重量，而不能保證軸承零件的產品質量，也容易造成設備和模具的損壞。

③特別嚴格的純潔度要求。

鋼的純潔度是指鋼中所含非金屬夾雜物的多少，純潔度越高，鋼中的非金屬夾雜物越少。軸承鋼中的氧化物、硅酸  鹽  等有害夾雜物是導致軸承早期疲勞剝落、顯著降低軸承壽命的主要原因。特別是脆性夾雜物危害最大，由于在加工過程中容易從金屬基體上剝落下來，嚴重影響軸承零件精加工后的表面質量。因此，為了提高軸承的使用壽命和可靠性，必須降低軸承鋼中夾雜物的含量。

④嚴格的低倍組織和顯微（高倍）組織要求。

軸承鋼的低倍組織是指一般疏松、中心疏松和扁析，顯微(高倍)組織包括鋼的退火組織、碳化物網狀、帶狀和液析等。碳化物液析硬而脆，它的危害性與脆性夾雜物相同。網狀碳化物降低鋼的沖擊韌性，并使之組織不均勻，在淬火時容易變形與開裂。帶狀碳化物影響退火和淬火回火組織以及接觸疲勞強度。低、高倍組織的優(yōu)劣對滾動軸承的性能和使用壽命有很大的影響，所以，在軸承材料標準中對低、高倍組織有著嚴格的要求。

⑤特別嚴格的表面缺陷和內部缺陷要求。

對軸承鋼而言，表面缺陷包括裂紋、夾渣、毛刺、結疤、氧化皮等，內部缺陷包括縮孔、氣泡、白點、嚴重的疏松和偏析等。這些缺陷對于軸承的加工、軸承的性能和壽命有很大的影響，在軸承材料標準中明確規(guī)定不允許出現這些缺陷。

⑥嚴格的碳化物不均勻性要求。

在軸承鋼中，如果出現嚴重的碳化物分布不均勻，則在熱處理加工過程中就容易造成組織和硬度的不均勻，鋼的組織不均勻性對接觸疲勞強度有較大的影響。另外，嚴重的碳化物不均勻性還容易使軸承零件在淬火冷卻時產生裂紋，碳化物不均勻性還會導致軸承的壽命降低因此，在軸承材料標準中，對不同規(guī)格的鋼材均有明確的特別要求。

⑦嚴格的表面脫碳層深度要求。

在軸承材料標準中對鋼材表面脫碳層有著嚴格的規(guī)定，如果表面脫碳層超出標準的規(guī)定范圍，且在熱處理前的加工過程中又沒有將其全部清除掉，則在熱處理淬火過程中就容易產生淬火裂紋，造成零件的報廢。

⑧其他要求。

在軸承鋼材料標準中還對軸承鋼的冶煉方法、氧含量、退火硬度、斷口、殘余元素  、火花檢驗、交貨狀態(tài)、標識等有嚴格的要求。

物理性能

軸承鋼的物理性能主要以檢查顯微組織、脫碳層、非金屬夾雜物、低倍組織為主。一般情況下均以熱軋退火、冷拉退火交貨。交貨狀態(tài)應在合同中注明。鋼材的低倍組織必須無縮孔、皮下氣泡、白點及顯微孔隙。中心疏松、一般疏松不得超過1.5級，偏析不得超過2級。鋼材的退火組織應為均勻分布的細粒狀珠光體。脫碳層深度、非金屬夾雜物和碳化物不均勻度應符合相應有關國家標準規(guī)定。

包裝

直徑小于20mm要打包交貨，大于20mm時可以裸裝交貨。對冷拔鋼應涂防銹油。貨物出廠前應附質量保證書、注明鋼號、爐號、重量、規(guī)格、化學成分、檢驗標準及檢驗結果。

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、氫等含量以及非金屬夾雜物和碳化物的數量、大小和分布狀況，因為非金屬夾雜物和碳化物的數量、大小和分布狀況對軸承鋼的使用壽命影響很大，往往軸承的失效就是在大的夾雜或碳化物周圍產生的微裂紋擴展而成。

夾雜物的含量和鋼中氧含量密切相關，氧含量越高，夾雜物數量就越多，壽命就越短。夾雜物和碳化物粒徑越大、分布越不均勻，使用壽命也越短，而它們的大小、分布狀況與使用的冶煉工藝和冶煉質量密切相關，生產軸承鋼的主要工藝是連鑄以及電爐冶煉+電渣重熔工藝冶煉，還有少量采用真空感應+真空自耗的雙真空或+多次真空自耗等工藝來提高軸承鋼的質量。

分類和用途

分類：當前世界各國所使用的軸承鋼主要有5大類，即高碳鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼、不銹軸承鋼、高溫軸承鋼、中碳軸承鋼。

用途：除做滾珠、軸承套圈等外，有時也用來制造工具，如沖模、量具、絲錐等。

主要生產地區(qū)

我國江陰興澄特鋼、東北特鋼、大冶特鋼、寶特是生產軸承鋼的主要產地。主要出口為東南亞地區(qū)和歐洲。

進口國

我國主要從日本、德國進口軸承鋼。

種類

我國已生產高碳鉻不銹軸承鋼，主要鋼號有9cr18；滲碳軸承鋼，主要鋼號有g20crmo；鉻軸承鋼，主要鋼號有gcr15。