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干货:GCr15挖掘机轴承钢的特性、化学成分、热处理工艺应用

2017-11-20 16:57:10

⒈GCr15挖掘机轴承钢的特性

GCr15钢是在T10A钢的基础上主要加入Cr元素而研制成的。GCr15钢特性如下:

⑴、GCr15挖掘机轴承钢中加入Cr元素主要是为了提高钢的淬透性,同时固溶于基体强化基体组织。另外,Cr元素溶入Fe3C中形成复合(Fe、Cr)3C可提高其硬度,增加钢的硬度与耐磨性。

⑵、由于挖掘机轴承钢中加入单一的弱碳化物形成元素Cr,GCr15钢的力学性能、耐磨性、淬透性和淬火变形不如CrWMn钢。

⒉GCr15钢主要化学成分

0.95%~1.05%C、0.25%~0.45%Mn、1.40%~1.65%Cr、0.15%~0.35%Si、≤0.025%P、≤0.025%S。

⒊GCr15挖掘机轴承钢的热处理工艺

GCr15钢相变点为:AC1745℃、Accm900℃、Ar1700℃、Ms235℃。

GCr15挖掘机轴承钢的始锻温度为1050~1100℃,终锻温度为800~850℃,锻造后空冷至700℃,在砂中冷却或坑中冷却。

GCr15挖掘机轴承钢常见的热处理工艺

热处理工艺 工艺参数 硬度要求 工艺特点

不完全退火 加热770~790℃,保温后随炉冷却至550℃以下出炉空冷 187~229HBS Ac1745℃,Accm900℃,加热温度应Ac1~ Accm在之间

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 187~229HBS 加热温度应在Ac1~ Accm之间,等温温度应低于Ar1700℃线20℃,以获得粒状珠光体组织

去应力退火 加热600~700℃,保温,空冷 187~229HBS 消除残余应力,消除加工硬化

正火 加热930~950℃,保温,空冷 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

淬火 加热830~850℃,保温,油冷 62~65HRC 淬火加热温度在Ac1~ Accm之间,Cr元素的溶解,提高淬透性,改善回火稳定性,同时也降低Ms点,有不少残留奥氏体存在

下贝氏体等温淬火 加830~850℃,240~300℃硝盐浴等温,后出浴空冷 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

回火 加热150~190℃,保温2h,炉冷 58~~62HRC 强调硬度取下限,强调韧性取上限

调质 淬火:加热840~860℃,油冷;回火:加热660~680℃,保温后炉冷或空冷 197~217HBS 高温淬火可以消除碳化物组织缺陷,高温回火得到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

双细化处理 淬火加热1050℃,保温,320℃等温2h后空冷。回火加热710℃,保温2h。再淬火加热820℃,保温,油冷。再回火加热230℃,保温2h 62HRC 获得极为细小的淬火组织,改善挖掘机轴承钢的强韧性

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 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

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 1665HV 渗层厚度:0.01056mm。提高表面碍度、耐磨性与耐蚀性

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 2500HV0.1 渗层厚度:0.020mm。提高表面硬度、耐磨性。

⒋GCr15挖掘机轴承钢的应用

GCr15钢常用于制造截面尺寸较小的拉丝模、冷冲模和冷镦模等

GCr15挖掘机轴承钢是一种合金含量较少、具有良好性能、应用最广泛的高碳铬轴承钢。经过淬火加回火后具有较高的硬度、均匀的组织、良好的耐磨性、高的接触疲劳性能。该挖掘机轴承钢冷加工塑性中等,切削性能一般,焊接性能差,对形成白点敏感性能大,有回火脆性。实际就是Cr15。

GCr15是一种最常用的高铬挖掘机轴承钢,具有高的淬透性,热处理后可获得高而均匀的硬度。耐磨性优于GCr9,接触疲劳强度高,有良好的尺寸稳定性和抗蚀性,冷变形塑性中等,切削性一般,焊接性差,对白点形成敏感,有第一类回火脆性。 在滚珠轴承制造中,用以杂质壁厚12mm.外径<250mm的H级至C级的轴承套,直径25.4-50.8mm的钢球;直径<22mm的滚子,此外也可用作承受大负荷.要求高耐磨性.高弹性极限.高接触疲劳强度的其他机械零件及各种精密量具冷冲模等。如机床的滚珠丝杆,涡轮喷气发动机喷嘴的喷口.柱塞.活门.衬套等。

GCr15化学成分/元素含量(%)  C:0.95-1.05 Mn:0.25-0.45 Si:0.15-0.35 S:<=0.025 P:<=0.025 Cr:1.40-1.65 Mo:≤0.10 Ni:≤0.30 Cu:≤0.25 Ni+Cu≤0.50

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