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。

基本介紹

• 中文名：GCr15鋼
• 外文名：High-carbon chromium bearing steel
• 特點：綜合性能良好
• 標準號：GB/T 18254-2016
• 屬性：高碳鉻軸承鋼
• 領域：金屬材料學

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：

C	Si	Mn	Cr	Mo	P	S	Ni	Cu	Ni+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。

8、固體滲硼：滲硼加熱920℃，保溫5h，油冷。滲劑3%B₄C+5%KBF₄+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。

GCr15

9、液體滲鉻：加熱950℃，保溫4h，油冷。滲劑15%Cr₂O₃+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%BaCl₂+7%V₂O₅+3%Na₂B₄O₇+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≤12mm、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。