滾動軸承鋼的分類,特性用途,性能和化學成分
發布時間：2022-03-16 16:50:20來源：乾潤鋼球
滾動軸承鋼按使用特點可分為：高碳鉻軸承鋼（全淬透型軸承鋼）、滲碳軸鋼（表面硬化型軸承鋼）、不銹軸承鋼和高溫軸承鋼四大類。
一、高碳鉻軸承鋼1．高碳鉻軸承鋼的牌號、特性及及用途 高碳鉻軸承鋼具有高的接觸疲勞強度和耐磨性能，許多牌號屬全淬透型鋼，如GCr15、GCr15SiMn、GCr15SiMo、GCr18Mo。但由于有的軸承需要心部具有良好韌性而表面需要高硬度，因而又發展出限制淬透性軸承鋼，如GCr4。① GCr15（全淬透型鋼）GCr15是高碳鉻軸承鋼的典型鋼種，在淬火、回火后有高的硬度、耐磨性和接觸疲勞強度。其熱加工性能和可加工性良有好，淬透性適中，但焊接性差。GCr15的白點敏感性大，但當采用真空脫氣精煉的軸承里，此缺陷可消除。用于制造壁厚≤12mm、處徑≤250mm的滾動軸承套圈，或制造直徑≤22mm的圓錐、圓柱、球面滾子及全部尺寸的滾針。也可用于制造模具、量具和木工刀具及高彈性極限、高疲勞強度的機械零件。② GCr15SiMn（高淬透型鋼）在GCr15鋼的基礎上提高硅、錳含量，因而淬透性、彈性極限、耐磨性均比GCr15好。由其制作的滾動軸承件的使用溫度不宜超過180℃。用于制造壁厚>12mm、外徑>120mm的滾動軸承套圈、直徑>50mm的鋼球及直徑>22mm的圓錐、圓柱、球面滾子及全部尺寸的滾針。其他用途與GCr15相同。③ GCr15SiMo（高淬透型鋼）在GCr15基礎上增加含硅量，添加了鉬。其淬透性高，耐磨性好，疲勞強度高、綜合性能良好。適于制造大尺寸范圍的滾動軸承套圈及鋼球、滾柱等。④ GCr18Mo（高淬透型鋼）在GCr15基礎上加入質量分數0.15%~0.25%的鉬，并提高了含各量，因而淬透性、耐磨性均提高警惕。可進行下貝氏體等溫淬火，達到與馬氏體淬火相近的硬度和耐磨性，而且鋼的沖擊、斷裂韌度和抗彎強度都得到提高，因而提高了鋼的綜合力學性能和壽命。可制造壁厚達20mm的滾動軸承套圈，其滾動軸承件的尺寸范圍也擴大。⑤ GCr4（限制淬透型鋼）GCr4是低淬透性滾動軸承鋼，用體積感尖加熱、表面淬火回火后，具有GCr15全淬透型軸承鋼和低碳合金滲碳鋼的性能。淬火后表面硬度高，表面耐 耐性好，抗疲勞性能好，心部硬度只有35~40HRC，韌性好、抗沖擊。主要用于制造各種尺寸、受載荷不大的滾動軸承套圈及滾子。2．高碳鉻滾動軸承鋼的化學成分及力學性能
高碳鉻滾動軸承鋼的化學成分
牌號 | 標準 | 化學成分（質量分數%） | ||||||||
C | Si | Mn | Cr | Mo | Ni≤ | Cu≤ | P≤ | S≤ | ||
GCr4 | GB/T 18254-2002 | 0.95~1.05 | 0.15~0.30 | 0.15~0.30 | 0.35~0.50 | ≤0.08 | 0.25 | 0.30 | 0.025 | 0.020 |
GCr15 | 0.95~1.05 | 0.15~0.35 | 0.25~0.45 | 1.04~1.65 | ≤0.10 | 0.30 | 0.25 | 0.025 | 0.025 | |
GCr15SiMn | 0.95~1.05 | 0.45~0.75 | 0.95~1.25 | 1.40~1.65 | ≤0.10 | 0.30 | 0.25 | 0.025.0.025 | ||
GCr15SiMo | 0.95~1.05 | 0.65~0.85 | 0.20~0.40 | 1.40~1.70 | 0.30~0.40 | 0.30 | 0.25 | 0.27~0.020 | ||
GCr18Mo | 0.95~1.05 | 0.20~0.40 | 0.25~0.40 | 1.65~1.95 | 0.15~0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.025 | 0.020 | |
二、滲碳軸承鋼和高溫滲碳軸承鋼1．牌號、特性及用途 滲碳軸承鋼和高溫滲碳軸承鋼的牌號、特性和和用途：① G20CrMo G20CrMo鋼為低合金滲碳鋼，經過滲碳、淬火、回火之后，表層硬度較高、耐 耐性較好，而心部硬度低，韌性好。適于制作耐沖擊載荷的機械零件，如汽車齒輪、活塞桿、螺栓、滾動軸承等。② G20CrNiMo G20CrNiMo鋼有良好的塑性、韌性和強度。滲碳或碳氮共滲后，其疲勞強度比GCr15高很多，淬火后表面耐磨性與GCr15相近，二次淬火后表面耐磨性比GCr15高很多，而心部韌性好。用于制作受沖擊載荷的汽車軸承及其他用途的中小型軸承，也可制作汽車、拖拉機用的齒輪及鉆探牙輪鉆頭的牙爪及牙輪體。③ G20CrNi2Mo G20CrNi2Mo鋼的表面硬化性能中等，其冷加工、熱加工塑性較好，可制成棒材、板材、鋼帶及無縫鋼管。適于制作汽車齒輪、活塞桿、圓頭螺栓、萬向接頭及滾動軸承等。④ G20Cr2Ni4 G20Cr2Ni4鋼是常用的滲碳合金結構鋼。滲碳、淬火、回火后，其表面有高硬、高耐磨性及高接觸疲勞強度，而心部有良好的韌性，可承受強烈沖擊載荷。其焊接性中等，焊前需預熱至150℃。G20Cr2Ni4對白點有敏感性，有回火脆性。用于制作耐沖擊載荷的大型軸承，如軋鋼機軸承，也用于制作坦克、推土機上的軸、齒輪等。⑤ G20Cr2Mn2Mo G20Cr2Mn2Mo鋼是優質低碳合金鋼，滲碳、淬火、回火后有相當高的硬度、耐磨性和高接觸疲勞強度，同時心部又有較高的韌性。與G20Cr2Ni4相比，基本性能相近，工藝性各有特點。用于制作特大型軸承。⑥ G13Cr4Mo4Ni4V(高溫滲碳軸鋼) G13Cr4Mo4Ni4V鋼是在高溫下使用的低碳滲碳合金鋼，經滲碳、淬火、回火后，具有高的接觸疲勞強度、沖擊韌度和斷裂韌度，特別適合用于高Dn①值時用的耐沖擊軸承。用于制作航空發動機的高溫軸承或其他行業使用的耐高溫、耐沖擊軸承。①D--軸承直徑(mm)；n--主軸速度(r/min)2.化學成分
滲碳軸承鋼的高溫滲碳軸承鋼的化學成分
滲碳軸承鋼 | |||||||||
牌號 | 化學成分（質量分數%） | ||||||||
C | Si | Mn | Cr | Mo | Ni | Cu≤ | P≤ | S≤ | |
G20CrMo | 0.17~0.23 | 0.20~0.35 | 0.65~0.95 | 0.35~0.65 | 0.05~0.15 | 0.25 | 0.030 | 0.030 | |
G20CrNiMo | 0.17~0.23 | 0.15~0.40 | 0.60~0.90 | 0.35~0.65 | 0.15~0.30 | 0.40~0.70 | |||
G20CrNi2Mo | 0.17~0.23 | 0.15~0.40 | 0.40~0.70 | 0.35~0.65 | 0.20~0.30 | 1.60~2.00 | |||
G20Cr2Ni4 | 0.17~0.23 | 0.15~0.40 | 0.30~0.60 | 1.25~1.75 | 3.25~3.75 | ||||
G10CrNi3Mo | 0.08~0.13 | 0.15~0.40 | 0.40~0.70 | 1.00~1.40 | 0.08~0.15 | 3.00~3.50 | |||
G20Cr2Mn2Mo | 0.17~0.23 | 0.15~0.40 | 1.3~1.60 | 1.70~2.00 | 0.20~0.30 | ≤0.30 | |||
3.力學性能
滲碳及高溫滲碳軸承鋼的力學性能
①G20CrMo滲碳軸承鋼
疲勞極限 | ||
表層滲碳層的深度/mm | 端硬度HRC | 標稱疲勞極限/MPa |
1.02 | 64 | 758 |
0.33 | 64 | 772 |
②G20CrNiMo滲碳軸承鋼
室溫力學性能 | |||||
熱處理工藝 | ób/MPa | ó0.2/MPa | ó5(%) | ψ(%) | Ak/J |
800℃油淬，790℃油淬，150~200℃回火 | 1175 | 9 | 45 | 62.80 | |
900℃油淬，800℃油淬，150~200℃回火 | 1420 | 986 | 15.0 | 63 | 86.32 |
三、高溫軸承鋼1．高溫軸承鋼的牌號、特性及用途：① Cr4Mo4V高溫軸承鋼 Cr4Mo4V鋼是含鉬高速鋼，用此鋼制造的滾動軸承可在316℃的高溫下工作。這種鋼的尺寸穩定性較好，有較高的高溫硬度和高溫接觸疲勞強度。其缺點是鍛造、可加工性較差，熱處理時的脫碳敏感性大。用于制造在高溫下工作的滾動軸承套圈及滾子。② Cr14Mo4高溫不銹軸承鋼 Cr14Mo4高溫不銹軸承鋼是一種高碳高鉻馬氏體不銹鋼，有較高的高溫硬度和良好的耐蝕性，耐磨性比Cr4Mo4V鋼稍低，可加工性比Cr4Mo4V鋼好。適合用于制造長期工作在中、低工作載荷且溫度低于300℃環境中的零件。③ W18Cr4V高溫軸承鋼 W18Cr4V鋼是通用鎢系高速鋼。在500℃和600℃時，其高溫硬度仍分別保持在57~58HRC和52~53HRC的水平。因此鋼的高溫硬度和熱硬性都較高。適于制造各類切削刀具及540℃以下工作的高溫軸承件。④ W9Cr4V2高溫軸承鋼 W9Cr4V2鋼的性能與W18Cr4V鋼相近，但鋼中的含鎢量僅為W18Cr4V鋼的一半，鋼中的碳化物數量減少，淬火后鋼的硬度與W18Cr4V相擬。其磨削性能較差，應用較少。適于制造刀具及高溫軸承。⑤ GCrSiWV(GCr15SiWV)中溫軸承鋼 GCrSiWV鋼是一種空淬型鋼種，具有硬度高、耐磨性好、尺寸穩定、接觸疲勞強度高等特點。適于制造工作溫度在250℃左右的軸承件，也可用于制造柴油機油泵的油嘴偶件等。2．化學成分及力學性能
高溫軸承鋼的化學成分：
牌號 | 化學成分（質量分數%） | ||||||||||
C | Si | Mn | Cr | W | Mo | V | Cu | Ni | S≤ | P≤ | |
Cr4Mo4V | 0.75~0.85 | ≤0.35 | ≤0.35 | 3.75~4.25 | 4.00~4.50 | 0.90~1.10 | ≤0.2 | ≤0.2 | 0.020 | 0.027 | |
Cr14Mo4 | 1.00~1.15 | ≤0.60 | ≤0.60 | 13.4~15.00 | 3.75~4.25 | 0.10~0.20 | 0.030 | 0.030 | |||
W18Cr4V | 0.70~0.81 | ≤0.40 | ≤0.40 | 3.80~4.40 | 17.50~19.00 | ≤0.30 | 1.00~1.40 | 0.030 | 0.030 | ||
W9Cr4V2 | 0.85~0.95 | ≤0.40 | ≤0.40 | 3.80~4.40 | 8.50~10.00 | ≤0.30 | 2.00~2.60 | 0.030 | 0.030 | ||
GCrSiWV | 0.95~1.05 | 0.70~0.90 | 0.40~0.60 | 1.30~1.60 | 1.10~1.40 | 0.20~0.35 | ≤0.30 | ≤0.30 | 0.020 | 0.027 | |
四、不銹軸承鋼列入國家標準的不銹軸承鋼有9Cr18和9Cr18Mo兩個牌號。1．特性及用途9Cr18是高碳、高鉻馬氏體不銹鋼，淬火后有高硬度和高耐蝕性。9Cr18Mo是在9Cr18鋼中加入鉬元素發展起來的。和9Cr18鋼相比，9Cr18Mo鋼淬火后的硬度和穩定性更好。這兩種不銹鋼可用于制造在腐蝕環境及無潤滑的強氧化氣氛中工作的軸承，如船舶、化工、石油機械中的軸承及航海儀表上的軸承等，也可作為耐蝕高溫軸承材料，但使用溫度不能超過250℃。此外，它們還可以用于制作醫療手術刀具。2．化學成分及力學性能耐
9Cr18M和9Cr18Mo鋼的化學成分
化學成分（質量分數%） | |||||||
C | Si | Mn | Cr | Mo | S | P | |
9Cr18 | 0.9~1.00 | ≤0.80 | ≤0.80 | 17.00~19.00 | ≤0.030 | ≤0.035 | |
9Cr18Mo | 0.95~1.10 | ≤0.80 | ≤0.80 | 16.00~18.00 | 0.40~0.70 | ≤0.030 | ≤0.035 |
3.熱加工及熱處理不銹軸承鋼的導熱性較差，熱加工時最好采用冷裝爐加熱，加熱速度不要太快，特別是在700℃以下時更應緩慢加熱，同時還應控制較高的停鍛、停軋的溫度并嚴格控制緩冷條件。
五、無磁軸承鋼70Mn15Cr2Al3WMoV2特性及用途：70Mn15Cr2Al3WMoV2鋼是沉淀硬化型奧氏體鋼，具有低磁導率、高強度、高硬度、高耐磨性等特點。退火后其可加工性較好，是無磁軸承和無磁模具的優良材料，也可用于制造要求強度高、耐磨、無磁的電子零件。
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