濟(jì)南市鴻慷機(jī)電設(shè)備有限公司位于交通便利的泉城濟(jì)南，是全球生產(chǎn)滾動(dòng)軸承和直線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)品的領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)---德國(guó)舍弗勒集團(tuán)在山東的授權(quán)代理商。公司專(zhuān)營(yíng)舍弗勒集團(tuán)旗下兩大品牌INA軸承和FAG軸承，是一家順應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要而誕生的專(zhuān)業(yè)化新型高端軸承公司。多年來(lái)一直從事軸承的銷(xiāo)售和售后技術(shù)支持，在機(jī)械行業(yè)技術(shù)方面有著非常豐富的經(jīng)驗(yàn)，今天濟(jì)南鴻慷機(jī)電進(jìn)口軸承專(zhuān)家為大家介紹一下三種高淬透性軸承鋼的主要工藝與性能對(duì)比。

  現(xiàn)行高碳鉻軸承鋼國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T18254-2002中所納入的鋼號(hào)共有5個(gè)，其中3個(gè)牌號(hào)的軸承鋼GCr15SiMn、GCr15SiMo和GCr18Mo是淬透性較高的鋼種。GCr15SiMn鋼的應(yīng)用時(shí)間較長(zhǎng)，它是在GCr15鋼的基礎(chǔ)上，適當(dāng)增加Si、Mn含量的改進(jìn)型鋼種，以改善其淬透性和彈性極限，耐磨性比GCr15鋼好，但切削加工性能較GCr15鋼稍差，有回火脆性?xún)A向，主要用于制造壁厚大于12mm、外徑大于250mm的軸承套圈，以及鋼球直徑大于50mm，圓錐、圓柱及球面滾子直徑大于22mm的軸承零件。

  GCr15SiMo和GCr18Mo鋼分別是在1986～1995年期間先后開(kāi)發(fā)的高淬透性軸承鋼，其目的是為了適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特別是重型機(jī)械、礦山機(jī)械、采掘鉆井機(jī)械等大型化、重型化的發(fā)展需求。這些領(lǐng)域?qū)Υ笮洼S承的品種、規(guī)格和數(shù)量的需求越來(lái)越多，軸承尺寸增加，要求軸承內(nèi)外套圈的有效壁厚和滾體直徑也隨之加大，用GCr15SiMn鋼的淬透性、淬硬性及軸承的壽命滿(mǎn)足不了實(shí)際需要。

  GCr15SiMo鋼開(kāi)發(fā)的基本思路為：通過(guò)研究Si對(duì)Cr-Mo系SKF25及Mo對(duì)Cr-Si-Mn系的GCr15SiMn鋼各項(xiàng)性能的影響，而篩選出淬透性J60≥25mm，同時(shí)淬硬性等各項(xiàng)性能良好的鋼種；GCr18Mo鋼則是以德國(guó)鋼號(hào)100CrMo7（相當(dāng)于SKF24）為基礎(chǔ)而開(kāi)發(fā)的適宜于貝氏體等溫淬火的鋼種，其淬透性為880端淬J60值為18mm。自三種鋼開(kāi)發(fā)并納標(biāo)以來(lái)，GCr15SiMn和GCr18Mo用量較大，GCr15SiMn鋼則多用于制造大型軸承。GCr18Mo鋼用于貝氏體等溫淬火處理，在鐵路客車(chē)軸承上大量應(yīng)用。而GCr15SiMo鋼目前的用量較少，其原因很多，諸如使用習(xí)慣、材料價(jià)格等，更重要的是與軸承生產(chǎn)廠家和軸承用戶(hù)對(duì)其工藝和性能并不十分清楚有關(guān)。為了合理、有效地選擇使用這三種材料，研究人員對(duì)它們的主要工藝與性能進(jìn)行了綜合實(shí)驗(yàn)研究和對(duì)比分析。

  試驗(yàn)用料選取不同的熔煉爐號(hào)，以及不同規(guī)格的GCr15SiMn、GCr15SiMo和GCr18Mo熱軋退火棒材。三種鋼材均以電爐+真空脫氣方法熔煉，化學(xué)成分和冶金質(zhì)量符合GB/T18254-2002標(biāo)準(zhǔn)。以頂端淬火試驗(yàn)法比較了三種材料的淬透性；試驗(yàn)研究了三種鋼淬火溫度、回火溫度與硬度的關(guān)系；試驗(yàn)研究了三種鋼在不同熱處理工藝下沖擊韌性與斷裂韌度KIC；試驗(yàn)研究了GCr15SiMn鋼和GCr15SiMo鋼常規(guī)馬氏體淬回火后TLP試樣的接觸疲勞壽命；對(duì)GCr15SiMo鋼下貝氏體與M/B復(fù)合組織的TLP試樣的接觸疲勞壽命進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)。

  研究結(jié)果表明：

  由三種軸承鋼的淬透性比較可知，以GCr15SiMo鋼最好，GCr15SiMn鋼和GCr18Mo鋼稍差一些，且兩者相近。因此，在要求高淬透性及零件有效壁厚（或直徑）增大的情況下，在馬氏體淬火時(shí)，可優(yōu)先考慮使用GCr15SiMo鋼，其次為GCr15SiMn鋼。GCr18Mo鋼則多用于下貝氏體等溫淬火處理。

  由三種軸承鋼的淬硬性比較可知，以GCr15SiMo鋼最好，GCr15SiMo鋼的65～80方的試樣可以淬透，而GCr15SiMn鋼與GCr15SiMo鋼則相差很多。

  GCr15SiMo鋼抗回火性能明顯優(yōu)于GCr15SiMn鋼和GCr18Mo鋼。

  GCr15SiMn鋼和GCr15SiMo鋼常規(guī)馬氏體淬回火后的沖擊韌度與斷裂韌度基本相當(dāng)，GCr18Mo鋼的等溫淬火貝氏體組織的沖擊韌度和斷裂韌度明顯優(yōu)于GCr15SiMo鋼和GCr15SiMn鋼。

  在常規(guī)馬氏體淬回火條件下，GCr15SiMo鋼的接觸疲勞壽命高于GCr15SiMn鋼。GCr15SiMo鋼與GCr18Mo鋼的等溫淬火下，其全下貝氏體（BL）組織的疲勞壽命高于M/B復(fù)合組織的疲勞壽命。

  在承受大沖擊載荷下使用的軸承，優(yōu)先適宜選擇GCr18Mo鋼等溫貝氏體淬火，在較小沖擊載荷下，也可使用GCr15SiMo鋼等溫貝氏體淬火。

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