GCr15SiMn轴承钢热处理工艺研究；姓名：；专业：机械制造及其自动化班级：学号：；摘要：GCr15SiMn轴承钢广泛用于制作重型机；承的钢球、滚子和套圈；关键词：GCr15SiMn、球化退火、淬火和回火；前言：GCr15SiMn轴承钢是一种高碳铬轴承钢；量改善了淬透性和弹性极限，有回火脆性，白点敏感性；一、球化退火；1、球化退火过程中的组织转变；退火前的
GCr15SiMn轴承钢热处理工艺研究
专业：机械制造及其自动化
摘要：GCr15SiMn轴承钢广泛用于制作重型机床大型机械的大型轴承的钢球、滚子和套圈。本文论述了不同锻后退火工艺、淬火工艺、回火工艺中组织转变和对该钢组织性能的影响，提出最佳热处理工艺。 关键词：GCr15SiMn、球化退火、淬火和回火、热处理。
前言：GCr15SiMn轴承钢是一种高碳铬轴承钢，提高了Si、Mn含量改善了淬透性和弹性极限，有回火脆性，白点敏感性强，焊接性能较差。 一、球化退火 1、球化退火过程中的组织转变 退火前的原始组织为热轧热锻或者正火组织，是片状碳化物与铁素体
相间的珠光体。将其加热至Ac1~Ac3之间并保温时，体心立方的铁素体转变为面心立方的奥氏体，部分片状碳化物溶解入奥氏体中，剩余的碳化物也逐渐由片状向粒状或球状转化。加热温度越高，保温时间越长，则碳化物将全部溶入奥氏体中。在随后的冷却过程中，如冷却速度足够缓慢或冷至770~800( GCr15SiMn）进行等温，则溶入的碳化物将以粒状在未溶碳化物或新位置析出，同时奥氏体转变为铁素体基体上分布着粒状碳化物和粒状珠光体，为球化退火的正常的组织。冷速越大，析出的碳化物越细小，过缓的冷却速度产生粗大碳化物。但冷却速度过快，且加热温度过高，保温时间不长，则溶入的碳化物将部分或全部以片状的形态析出，成为全部或含有部分片状碳化物分布于铁素体基体的混合珠光体。 二、淬火和回火 1、淬火工艺过程中的组织转变 把具有球化退火组织的工件加热到Ac1~Ac3之间进行保温时，铁素体基体转变成为奥氏体，粒状碳化物溶入奥氏体中并在奥氏体中扩散均匀化，同时奥氏体晶粒也不断长大，在随后的冷却过程中，如以足够快的冷却速度冷至Ms以下，奥氏体转变为马氏体，溶入奥氏体中的碳原子保留在马氏体中，随着工件温度的降低，越来越多的奥氏体转变为马氏体。若在马氏体转变终止温度Mf以上某个温度保留冷却，未转变的奥氏体被保留下来成为残余奥氏体。加热过程中未溶入奥氏体的碳化物在冷却过程中不发生转变，成为残留碳化物。最终组织为：马氏体+残余奥氏体+碳化物。
如在Ms以上冷却速度不是足够快，则在冷却过程中，部分奥氏体首先转变为珠光体型组织或贝氏体型组织，剩余的奥氏体在继续冷却过程中转变为马氏体，最终组织为：马氏体+珠光体（贝氏体）+碳化物+残余奥氏体。 2、回火过程中的组织转变 1）、回火的第一阶段 过饱和的碳原子向一定晶面偏聚，形成薄片状偏聚区。这些偏聚区的碳含量过于马氏体中的平均碳含量。随着回火温度的提高，ε型碳化物沿马氏体的惯析面析出，ε型碳化物是由几十埃的小粒子组成约1000埃左右的条状薄片。 2）、回火的第二阶段 残余奥氏体发生分解，此时残余奥奥氏体转变为过饱和的α固溶体和碳化物组成的混合体，其产物类似于下贝氏体和回火马氏体。GCr15SiMn钢在正常的淬火工艺下所获得的残余奥氏体，当回火温度达到250℃左右并保持一定时间，就将分解完毕。 3）、回火的第三阶段 碳化物将聚集长大，并向Fe3C型碳化物转变，在碳原子偏聚区形成Fe3C。
3、淬火工艺参数对组织形态的影响 随淬火温度升高，残留碳化物变少，变小；晶粒变粗，残余奥氏体增多。
淬火的马氏体可按马氏体粗细分为隐晶，细小结晶和针状马氏体。淬火温度越高，马氏体越粗，其形态逐渐由隐晶马氏体向细小结晶，针状马氏体过渡，直到最后全部成为粗大的针状马氏体。 在金相组织中往往见到一些黑区和白区，这主要是由于原材料中的粒状碳化物分布不均匀所造成的。黑区往往是残留碳化物较集中，白区则残留碳化物较稀少。 三、网状碳化物 1、网状碳化物的形成及影响 锻造或热轧后缓冷或退货工艺不当，则产生沿原奥氏体晶界析出的粗大网状碳化物。在随后的淬回火后，网状被保留下来，网状碳化物的出现，对基体起分割作用，且造成成分不均匀，严重降低淬回火后机械性能。 四、贝氏体等温淬火 1、淬火组织及其影响因素 贝氏体等温淬火或分级淬火后组织应由下贝氏体或马氏体+贝氏体混合组织+残留碳化物+残余奥氏体所组成。影响贝氏体组织性能的因素主要取决于下贝氏体的含量和粗细。 五、GCr15SiMn轴承钢热处理工艺
(一)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
(二)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。
(三)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。
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GCr15轴承钢热处理工艺设计
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规格：齐全
所属类型：其它特殊材料
价&&&&格：6200元(含税)
发布时间：
数&&&&量：吨 (美)
所在地：江苏 苏州
是否标准件非标准件产地/厂家其它-东北特钢
&GCr15SiMn轴承钢
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
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
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。
●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:
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。
材料名称:(渗碳)轴承钢
牌号:G20CrMo
标准:GB/T&
●交货状态:热轧或锻制钢材以热轧(锻)状态或退火状态交货。冷拉钢材以退火状态交货
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