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　　滚珠轴承钢简介; 序言 1907年，瑞典工程师斯文·温奎斯特在家乡哥德堡发明了球面滚珠轴承，SKF集团由此而诞生。如今，这家跨国公司的4万员工，分布在24个国家的100家工厂、130多个国家的190余家销售公司或专业公司，2004年公司销售额达到500亿元人民币。 ;SKF发展历程;SKF发展历程;轴承国内外市场状况;市国内外市场状况;轴承钢国内生产用户市场状况;一、轴承的工作条件及对轴承材料的要求;轴承钢的分类; 表面硬化轴承钢：;;合金元素在中的作用轴承钢;合金元素在中的作用轴承钢;钒（v） 钒一般是残余元素，在特殊高碳轴承钢中钒是提高 耐磨性最有效的元素之一。能扩大球化退火温度范围、促进粒状珠光体（P）形成，细化晶粒、提高韧性。一般在0.2%~0.3%.高温轴承钢中2.0%以下。 钨（W） 一般轴承钢 中不含W,但高温轴承钢中是不可缺少的，钨可提高耐磨性、细化晶粒，提高韧性。 铝（Al） 在高碳铬钢中，Al是脱氧剂，与氮化合AlN,可细化晶粒。铝有固溶强化作用、可提高抗回火稳定性和高温硬度。含量一般不超1.0%。 ;钛（Ti） 钛在高碳铬钢中，是有害元素，与N亲和力强，夹杂物TiN坚硬，影响疲劳寿命。 铜（Cu） 铜为低熔点金属，在钢中存在易在加热时形成表面裂纹，同时易引起时效硬化，影响轴承精度，是有害元素。 其他元素 磷、硫、砷、铅、锡、锑和铋都是有害元素。 氧是有害元素，O≤6PPm；H、N都是有害元素。;二、轴承钢的组织转变;加热时的组织转变;1，片状珠光体的形成 片状珠光体是均匀化奥氏体在缓冷条件下形成的，珠光体和渗碳体呈片层状、交替混合组织。片间距约为150～450nm,当过冷度大、形核速度加快，形成的珠光体和渗碳体片层变薄，80～150nm的珠光体为索氏体，30～80nm的珠光体为屈氏体。 2，粒状珠光体的形成 粒状珠光体指分布在鉄素体基体上的渗碳体为球状的两相混合组织。GCr15球化退火后的珠光体组织。当奥氏体化温度不高、奥氏体成分不均、提高加热速度有利于粒状珠光体的形成。如：GCr15球化退火温度正常790～8100C ，当快速加热8500C保温30秒亦实现球化。 ;生产技术（重要参数）;;相图;过冷奥氏体的冷却转变图;等温转变图;连续转变曲线图;连续转变曲线图;马氏体与贝氏体转变;贝氏体转变;轴承钢特性;生产工艺流程;某厂成分;轴承钢的冶炼;轴承钢热加工;轧制工艺流程;高碳铬轴承钢钢坯加热工艺;加热;加热;除磷、轧制及冷却;轧制速度表;;轧制或锻造;冷却;常用几种轴承钢工艺及性能;GCr15组织转变;GCr15SiMn: 钢的特性及用途 :GCrl5SiMn是在GCrl5的基础上，适当增加Si、Mn含量的改型钢种，以改善其淬透性和弹性极限，耐磨性也比GCrl5钢好。冷加工塑性中等，切削加工性能较GCrl5钢差，焊接性能不好。对形成白点敏感，有回火脆性倾向。 GCrl5SiMn钢主要用于制作壁厚大于12mm，外径大于250mm的轴承套圈；制造滚动体的适用尺寸范围比GCrl5钢大，钢球直径大于50mm，圆锥、圆柱及球面滚子直径大于22mm，以及．所有尺寸的滚针。 ;;化学成分： 钢号: GCrl5SiMn ; C :0.95/1.05%; Si :0.4/0.65%; Mn:0.9/1.2%; Cr :1.3/1.65%; S : ≤ 0.02; P : ≤ 0.027; Cu :≤ 0.25; Ni: ≤ 0.3; Cu+Ni : ≤ 0.50 ; Mo 组织转变: 相变点: GCrl5SiMn钢的相变温度 相变点 Acl Acm A r1 Ms 温度／℃ 770 872 708 200 ;生产工艺 : GCrl5SiMn钢热加工工艺参数见下表 ;GCrl5SiMn钢制轴承零件的热处理工艺见下表;; GCrl5SiMn钢制轴承零件的热处理工艺 ;GCrl5SiMn钢制轴承零件的热处理工艺 (接上表);GCrl5SiMn钢的室温力学性能 ;回火温度对GCrl5SiMn钢接触疲劳寿命的影响 ; G8Crl5 钢的特性及用途： G8Crl5钢也是一种全淬透型高碳铬轴承钢，但含碳量比GCrl5 低,是GCrl5 的改型。钢的力学性能和疲碉寿命最好，并有足够的耐磨性。该钢的特点是含碳量比GCrl5倜(0．70％～o．85％)，所以碳化物不均匀性有显著改善，易于获得均匀细小的球化退火组织；提高了冷、热变形性能；疲劳寿命也出 GCrl5钢高。钢的耐磨性、防锈性、力学性能、回火稳定性、淬透性等都与GCrl5钢相当。 钢的化学成分(％) ： ;G8Crl5钢的相变温度 相变点 AC1 Acm Arm Ar1 Ms 温度／℃ 752 824 780 684 240 生产工艺: G8Cr15钢的热加工工艺参数表：; G8Crl5钢的热处理工艺参数 ;力学性能:G8Crl5钢的室温力学性能 G8Crl5钢的高温力学性能 ; SKF24(GCrl8Mo) 钢的特性及用途: SKF24是瑞典SKF公司Hofors厂生产的钢种，它是在SKF3(相当于GCrl5)的基础上加入0．15％～0．25％的Mo，并适当提高 Cr的含量(从1．45％～1．65％，增加到1．60％～1．90％)。因而提高了钢的淬透性和耐磨性，所制轴承套圈壁厚从 16ram增加到≤20mm，扩大了使用范围。其他特性及用途与GCrl5钢基本相同。化学成分见下表： ; 化学成分%;钢热加工工艺参数 ：加热温度，钢锭1180℃～1210 ℃，钢坯1060 ℃～1180 ℃；开轧锭1220～1150 ℃、坯1000～1120 ℃；终轧锭≥ 850 ℃，坯850 ℃；冷却，缓冷。 钢的热处理工艺参数见下表： ;钢的热处理工艺参数续表 ;SKF24钢的力学性能 ： 切削性能 SKF24钢与GCrl5钢比，球化退火后的强度、硬度稍高，塑性稍低，切削加工性能好，对于一般的机械加工，没有任何困难。 ;SKF25钢 钢的特性及用途 SKF25钢的化学成分与SKF24比，只有Mo含量从0．15％～0．25％提高到0．30％～0．40％，其他元素的含量完全相同。由于 Mo含量的提高，使该钢种生产轴承的壁厚增加到≤30mm，应用范围显著扩大了。应当指出，SKF25钢的回火脆性倾向由于Mo含量提高而有所改善。其他特性和用途与GCrl5SiMn相当。化学成分钢的化学成分见SKF24表。(前面) ;锻造工艺 锻造温度／℃ 终锻温度／℃ 冷却方式 1050——1100 ≥800 空冷 热处理工艺： 工序名称 加热温度／℃ 保温时间／h 冷却方式 硬度 去应力退火 550～650 1.5～2 炉冷至500C后空冷 退火 810～820 2～5 以15--20 ℃ ／h炉冷 HB 210 到650C后空冷 淬火 850——870 1．油淬，2．对于大型 和复杂断面在 100～150℃ 油中冷却 分级淬火 870(∮ 50mm) 220℃x10min ? 875(∮ 75mm ) 210℃x10min ? 贝氏体淬火 870(∮ 50mm) 260℃×10min 870(∮ 75ram) 260℃x10min 回火 150——200 3～6 空冷 ;SKF25钢的力学性能见表 SKF25钢的室温力学性能 状态 σ0.2 ／Mpa σb / Mpa δ5／% ／％ HB 退火 392 686 25 60 210 切削加工性能 此钢种球化退火状态的屈服强度、破断强度略高于SKF24，塑性指标稍低，切削加工性能好，与GCrl5比稍差。 ;GCrl5SiMo钢 钢的特性及用途 GCrl5SiMo钢是在GCrl5钢的基础上提高硅的含量，添加钼而成的新型轴承钢。它的特点是淬透性高，耐磨性好，接触疲劳寿命高，其他性能与GCrl5SiMn钢相仿。因此是一个综合性能良好的高淬透性轴承钢。 GCrl5SiMo钢适用于制造大尺寸范围的轴承套圈、滚珠及滚柱等。其他用途与GCrl5钢相同。化学成分见下表。 ;GCrl5SiMo钢的化学成分 生产工艺 GCrl5SiMo钢的相变温度 相变点 A c1 Acm Arm A r1 Ms 温度／℃ 750 785 695 210 ? ;GCrl5SiMo钢的热加工工艺参数 金属类型 加热温度／℃ 开始温度／℃ 终止温度／℃ 冷却方式 钢锭 1180—1210 1130—1160 ≥850 缓冷 钢坯 1060—1180 1000—1120 ≤850 缓冷 GCrl5SiMo钢的热处理工艺参数 项目 加热温度／℃ 保温时间／h 冷 却 硬度 普通退火 790～810 2～6 10-30℃／h，炉冷至 HB 217 650 ℃出炉空冷 淬火 860 0.5 油 冷 回火 200 2 空 冷 HRC62 ; GCrSiWV(GCrl5SiWV) 钢的特性及用途 GCrSiWV是一种空冷淬硬性中温轴承钢。它在300℃以下具有硬度高、耐磨性好、尺寸稳定及接触疲劳寿命长等特点。并有高的淬透性和较好的冷热加工性能。 GCrSiwv钢适用于制造工作温度在250℃以下的轴承部件。还可以用作柴油机油泵的油嘴偶件等中温耐磨零件 ;G20CrMo(AISI 4118) 钢的特性及用途 G20CrMo钢为低合金渗碳钢。其心部及表层的硬度均较低，但经渗碳、淬火、回火热处理之后，表层硬度较高，耐磨性较好，达到轴承材料的基本要求，而且心部硬度低、韧性好，因而适用于制作耐冲击负荷的零部件。通常用于汽车齿轮、活塞杆、螺栓和滚动轴承。化学成分见下表。 ; G20CrNiMo钢的化学成分 元素 C Si Mn Cr Ni Mo Cu S P 含量 0.17 0.15 0.60 0.35 0.40 0.15 ≤0.25 ≤0.030 ≤0.03 ％ 0.23 0.4 0.90 0.65 0.70 0.30 G20CrNiMo钢的相变温度 相变点 Acl Ac3 Ar3 Ar1 Ms 温度／℃ 730 830 770 669 395 G20CrNiMo钢的热加工工艺参数 金属类型 加热温度／℃ 开始温度／℃ 终止温度／℃ 冷却方式 钢锭 1200～1260 1150～1200 ≥800 缓冷 钢坯 1140—1180 1080—1120 ≥800 缓冷 ; G20CrNiMo钢的热处理工艺参数工序名称 加热温度／℃ 保温时间／h 冷却 硬度 HB 正火 860～890 30-40min 空冷 ≤229 870—950 退火 850—880 2～4 空冷 ≤229 高温回火 600～670 2～4 炉冷或空冷 渗碳 850-950 按渗碳层 炉冷至820℃直接淬油或 表面硬度HRC60 一次淬火 850-900 深度调整 炉冷，780 ℃后空冷或油冷 ? 高温回火 渗碳后为了机械加工 650～680℃ 而采用这一工序 正火860～890℃ 细化晶粒和消除 ? 碳化物网状 二次淬火780～830℃ 油淬或分级淬火 ?回火150～200℃ 3h 空冷 表面硬度HRC58--63 中心硬度HRC25--42 附加回火120—140 3～6h 空冷 ? ? ; 渗碳温度与时间对渗碳深度的影响 渗碳时间／h 渗碳温度／℃ 1 2 4 8 875 0.40mm 0.50mm 0.70mm 1.0mm 925 0.50mm 0.70mm 1.0mm 1.4mm 975 0.70ram 0.95mm 1.30mm 1.80mm ; G20Cr2Ni4钢 钢的特性及用途: G20Cr2Ni4是一种常用的渗碳合金结构钢。渗碳处理后表面有相当高的硬度、耐磨性和接触疲劳强度。同时心部还保留有良好的韧性，能耐强烈的冲击负荷。但对形成白点敏感，有回火脆性。可焊性中等，焊前要预热到150℃。 G20Cr2Ni4钢一般用于耐冲击负荷的大型轴承，如轧钢机轴承等等。更经常的是用作坦克、推土机等的轴料和齿轮材料。 ;G20Cr2Ni4钢的化学成分 G20Cr2Ni4钢的相变温度 相变点 Ac1 Ac3 A r3 Ar1 Ms 温度／℃ 685 775 630 585 305 ;G20Cr2Ni4钢的热加工工艺参数 ;G20Cr2Ni4钢的热处理工艺参数 ;特大型轴承渗碳和其他热处理工艺 ;G20Cr2Ni4钢的室温力学性能 ; G20Cr2Ni4钢渗碳后的力学性能;G20Cr2Ni4钢渗碳后的接触疲劳寿命 ;G55SiMoVA 钢的特性和用途: G55SiMoVA是我国自行研制的中碳低合金钢，调质处理后淬回火状态下使用。此钢种的屈强比、塑性和韧性，较G50CrNiA钢稍低，但是G55SiMoVA钢的强度、耐磨性、抗冲击载荷等都比G50CrNiA钢高得多。该钢含Mo，调质处理高温回火后可以空冷。 G55SiMoVA钢一般用于耐冲击重载荷轴承滚动体，如冶矿山用牙轮钻头滚动体，石油钻井涡轮钻具上的滚动轴承部件等. ; Cr4M04V 钢的特性及用途: Cr4M04V钢是一种含钼的高速钢，也是世界各国应用最广泛的一种高温轴承钢。Cr4M04V钢除具有一般轴承钢的特性外，还具有较好的高温尺寸稳定性、高温硬度、高温接触疲劳性能。其缺点是锻造、车削和磨削性能较差，脱碳敏感性大。 Cr4M04V钢制造的高温轴承可在315℃以下使用。主要用于飞机、舰艇发动机主轴轴承，以及冶金、化工、原子能工业的高温设备，也可作为泵类、活塞、密封结构的耐磨件或热作模具。 ;轴承钢常见缺陷低倍缺陷1.卷渣;轴承钢常见缺陷;a)宏观夹杂 ;轴承钢常见缺陷;夹杂物对轴承疲劳寿命的影响 ;网状碳化物控制;网状碳化物控制;确定合理的控轧控冷工艺;确定合理的控轧控冷工艺;确定合理的控轧控冷工艺;国标化学成分;