GCr15 钢是一种高碳低合金钢 ,根据其化学成分和实际工程应用,此种刚具有良 好的综合力学性能。
应用广泛的高碳络轴承钢被广泛应用与机械制造、 汽车制造等领域, 主要用来制造大型机械轴承的滚子和套筒,还可以制造耐磨、高接触疲劳强度、较大负 荷的机械零件, 如牙轮钻头的转动轴。
目前在汽车行业中的低压汽车转向泵定子的材料 采用 GCr15 钢。 轴承在服役过程中承受极高的交变载荷, 要求其具有较高的抗接触疲劳 性能和耐磨性能,而这种钢经过热处理淬火、回火及机械加工后的强韧性尚且不足,疲 劳性能差,经常出现断裂现象。
因此轴承钢需具有隐晶回火马氏体+细小渗碳体颗粒组 织, 即具有良好球化的珠光体组织,为获得此种组织,则要求对该种钢进行球化处理。
GCr15 的快速碳化物球化的工艺方案 球化退火主要适用于共析钢和过共析钢,如碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。这 些钢经轧制、锻造后空冷,所得组织是片层状珠光体与网状渗碳体,这种组织硬而脆,不 仅难以切削加工,且在以后淬火过程中也容易变形和开裂。而经球化退火得到的是球状珠 光体组织,其中的渗碳体呈球状颗粒,弥散分布在铁素体基体上,和片状珠光体相比,不 但硬度低,便于切削加工,而且在淬火加热时,奥氏体晶粒不易长大,冷却时工件变形和 开裂倾向小。另外对于一些需要改善冷塑性变形(如冲压、冷镦等)的亚共析钢有时也可 采用球化退火。
2.1 普通(缓冷)球化退火 普通球化退火是将钢加热到 Ac1 以上 20~30℃,保温适当时间,然后随炉缓慢冷 却,冷到 500℃左右出炉空冷。 2.2 等温球化退火 1 球化退火加热温度为 Ac1+(20~40)℃或 Acm-(20~30)℃,保温后等温冷却或直接 缓慢冷却。在球化退火时奥氏化是“不完全”的,只是片状珠光体转变成奥氏体,及少 量过剩碳化物溶解。因此,它不可能消除网状碳化物,如过共析钢有网状碳化物存在, 则在球化退火前须先进行正火,将其消除,才能保证球化退火正常进行。 等温球化退火是将钢加热到Ac1以上20~30℃,保温适当时间,然后随炉缓慢冷却 到略低于Ar1的温度进行等温,等温时间为其加热保温时间的1.5倍。等温后随炉冷至 500℃左右出炉空冷, 使珠光体以钢中的未溶碳化物为形核中心形成球状碳化物的过程。 等温球化退火与普通球化退火相比不仅可缩短周期, 而且可使球化组织均匀, 并能严格 地控制退火后的硬度。 其中主要以低于钢奥氏体化临界点温度的共析碳化物的等温球化 和在稍高于钢奥氏体化临界点温度下的等温球化为主。