GCr15钢

高碳铬轴承钢的代表钢种

GCr15钢是高碳铬轴承钢的代表钢种，综合性能良好。淬火和回火后硬度高而均匀，耐磨性、抗接触疲劳强度高。热加工性好。球化退火后有良好的可加工性，但对形成白点敏感。主要用于制造内燃机、电机车、机床、拖拉机、轧钢设备、钻探机、铁道车辆以及矿山机械等传动轴上的钢球、滚子和轴套等。

执行标准

中国：GB/T 18254 - 2016

化学成分

GCr15钢按（GB/T 18254-2002）标准，化学成分如下表：

热处理工艺

1、不完全退火：加热770~790℃，保温后随炉冷却至550℃以下出炉空冷，硬度要求187~229HBS，工艺特点Ac1=745℃，Accm=900℃，加热温度应在Ac1~Accm之间。

2、等温球化退火：加热770~790℃，680~700℃等温后随炉冷却至550℃以下出炉空冷，硬度要求187~229HBS，工艺特点加热温度应在Ac1~Accm之间，等温温度应低于Ar1=700℃线20℃，以获得粒状珠光体组织。

3、去应力退火：加热600~700℃，保温，炉冷，模具钢硬度要求187~229HBS，工艺特点消除残余应力，消除加工硬化。

4、正火：加热930~950℃，保温，空气，硬度要求为302~388HBS，加热温度高于Accm，消除偏析、带状组织，网状组织，细化晶粒。

5、下贝氏体等温淬火：加热855~875℃，保留50-70min，220-240℃硝盐浴等温3-4小时，后70-80℃热水冲洗，硬度要求58~62HRC。对于大型轴承零件，还需进行260℃回火，保温2.5小时。等温淬火组织为下贝氏体+碳化物+少量马氏体+极少量残余奥氏体，淬火变形很小，强度高，韧性好。

6、下贝氏体等温淬火：加热830~850℃，240~300℃硝盐浴等温，后出浴空冷，硬度要求58~62HRC，Ms=202℃，等温淬火组织为下贝氏体+碳化物+少量马氏体+极少量残余奥氏体，淬火变形很小，强度高，韧性好。

7、回火：加热150~190℃，保温2h，炉冷，硬度58~62HRC，工艺特点为强调硬度取下限，强调韧性取上限。

8、调质：淬火加热840~860℃，油冷，回火加热660~680℃，保温后炉冷或空冷，硬度要求为197~217HBS，特点是高温淬火可以消除碳化物组织的缺陷，高温回火得到的细小的回火索氏体组织，为再淬火做组织准备，在改善韧性同时，提高强度，再淬火，加热温度820~840℃，油冷。

8、固体渗硼：渗硼加热920℃，保温5h，油冷。渗剂3%B4C+5%KBF4+5%（NH2）2CO+87%SiC硬度要求1500~1700HV，表面获得高硬度的硼化物层，心部为淬火组织，渗层厚度0.145mm。

9、液体渗铬：加热950℃，保温4h，油冷。渗剂15%Cr2O3+12.5%稀土硅镁+72.5%硼砂，硬度要求1665HV，渗层厚度0.01056mm。提高表面硬度、耐磨性与耐腐蚀性。

10、液体渗钒：加热950℃，保温4h，降温860℃，保温2h；升温950℃，保温4h，油冷。渗剂90%BaCl2+7%V2O5+3%Na2B4O7+Al粉，硬度要求2500HV0.1，工艺特点为渗层厚度0.020mm，提高表面硬度，耐磨性。

力学性能

1、淬火温度的影响。GCr15钢的正常淬火加热温度为830-860℃，多用油冷，最佳淬火加热温度为840℃，淬火后的硬度达到63-65HRC。在实际生产条件下，根据模具有效截面尺寸和淬火介质的不同，所用的淬火温度可稍有差别。如尺寸较大或用硝盐分级淬火的模具，宜选用较高淬火温度（840-860℃），以便提高淬透性，获得足够的淬硬层深度和较高的硬度；尺寸较小或用油冷的模具一般选用较低的淬火温度（830-850℃）。相同规格的模具，在箱式炉中加热应比盐浴炉加热温度稍高。

2、回火温度的影响。随着回火温度升高，回火后的硬度下降。回火温度超过200℃后，将进入第一类回火脆性区。所以，GCr15钢的回火温度一般为160-180℃。

主要特性及用途

淬火和回火后硬度高而均匀，耐磨性、抗解除疲劳强度高。热加工性好。球化退火后有良好的可加工性，但对形成白点敏感。可用于制造壁厚≤12mm、外径≤250mm的各种轴承套圈；也用于尺寸范围较宽的滚动体，如钢球、圆锥滚子、圆柱滚子、球面滚子、滚针等；还用于制造模具、精密量具以及其他要求高耐磨性、高弹性极限和高接触疲劳强度的机械零件。主要用于制造内燃机、电机车、机床、拖拉机、轧钢设备、钻探机、铁道车辆以及矿山机械等传动轴上的钢球、滚子和轴套等。

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