淬火介质温度对GCr15钢组织与性能的影响
淬火、回火工艺对GCr15钢力学性能的影响
课题名称：淬火、回火工艺对GCr15钢力学性能的影响专业：金属材料工程班级：B金属081学号：0810203122姓名：陈志远得分：完成时间：2011年 4 月 22 日评分体系及项目得分评分项目及其要求项目得分1．课题难度值（05分）得分：2．选择和使用工具书(检索系统)的情况（60分）：（1）选择检索工具、系统（数据库）的种类[至少5种，其中必有一种外文数据库] （10分）得分：（2）查的文献条目的数量(至少15条，多查适当加分) （15分）得分：（3）所查文献的出版类型(图书、期刊论文、会议论文、专利、标准等5 种以上，每种出版类型1分)（05分）得分：（4）所查的原始文献的文种(限中英文两种)（05分）得分：（5）外文文摘的翻译情况（至少翻译一篇）（05分）得分：（6）综合运用所选检索系统（数据库）的各种检索途径或制订检索策略的能力（05分）得分：（7）所查检索条目查准率情况（检索条目与选择课题的针对性评价，每查准一条1分）（15分）得分：3．原始文献的获取情况（请您至少提供2篇原文的第一页复印件或打印件）（10分）得分：4．按照“步骤要求”和“格式要求”完成实习报告（10分）得分：5．按照论文写作的具体要求，对你所下载的其中的一篇论文进行综合评价（10分）得分：6．检索结果总结与学习体会（05分）得分：总得分：课题名称：淬火、回火工艺对GCr15钢力学性能的影响一、分析研究课题1．背景分析GCr15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高而均匀的硬度、良好的耐磨性、高的接触疲劳性能。
该钢冷加工塑性中等，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。
2．需要解决的问题（1）淬火、回火的工艺流程以及对钢件的影响。
（2）GCr15钢的服役条件及所需优越的力学性能。
3．检索文献的要求（1）所需的文献内容、水平：紧贴本课题的要求的文献，文献能够代表当今该技术领域的研究水平。
GCr15模具钢材料的力学性能及工艺性能
GCr15模具钢材料的力学性能及工艺性能GCr15模具钢材料的力学性能及工艺性能：（1）力学性能○1淬火温度的影响。
GCr15钢的正常淬火加热温度为830-860℃，多用油冷，最佳淬火加热温度为840℃，淬火后的硬度达到63-65HRC。
在实际生产条件下，根据模具有效截面尺寸和淬火介质的不同，所用的淬火温度可稍有差别。
如尺寸较大或用硝盐分级淬火的模具，宜选用较高淬火温度（840-860℃），以便提高淬透性，获得足够的淬硬层深度和较高的硬度；尺寸较小或用油冷的模具一般选用较低的淬火温度（830-850℃）。
相同规格的模具，在箱式炉中加热应比盐浴炉加热温度稍高。
○2回火温度的影响。
随着回火温度升高，回火后的硬度下降。
回火温度超过200℃后，将进入第一类回火脆性区。
所以，GCr15钢的回火温度一般为160-180℃。
（2）工艺性能○1锻造。
GCr15钢的锻造性能较好，锻造温度范围宽。
锻造工艺规程一般为：1050-1100℃，始锻温度1020-1080℃，终锻温度850℃，锻后空冷。
锻后的组织应为细片状球光体，这样的组织可以不经正火就可以进行球化退火。
○2正火。
GCr15钢正火加热温度一般为900-920℃，冷却速度不能小于40-50℃/min.小型模胚可以在静止空气中冷却；较大模胚可采用鼓风或喷无冷却；直径在200mm以上的大型模胚可在热油中冷却，至表面温度约为200℃时取出空冷。
后一种冷却方式形成的内应力较大，容易开裂，应立即进行球化退火或补加一道去应力退火工序。
○3球化退火。
GCr15钢的球化退火工艺规范一般为：加热温度7700-790℃，保温2-4h，等温温度690-720℃，等温时间4-6h。
退火后组织为细小均匀的球状珠光体，硬度为217-255HBS,具有良好的切削加工性能。
GCr15模具钢淬透性较好（油淬临界淬透直径为25mm）,油淬情况下获得的淬硬层深度与碳素工具钢水淬的相近。
最新GCr15性能要求
材料名称：轴承钢牌号：GCr15A标准：YB 9-1968●特性及适用范围：轴承钢全名叫滚动轴承钢，具有高的抗压强度与疲劳极限，高硬度，高耐磨性及一定韧性，淬透性好，对硫和磷控制极严，是一种高级优质钢，可做冷做摸具钢。
比重：7.81铬轴承钢最常用的是GCr15。
使用量占轴承钢的绝大部分。
添加Mn、Si、Mo、V的轴承钢在铬轴承钢中加入Si、Mn可提高淬透性，如GCr15SiMn、GCr15SiMnMoV等。
为了节铬，加入Mo、V可得到无铬轴承钢。
如GSiMnMoV、GSiMnMoVRE等，其性能与GCr15相近。
GCr15A是GCr15钢经过电渣重熔的一种精密专用轴承钢。
具有高纯度、高密度，碳化物均匀性好的特点，疲惫性能优于普通GCr15轴承钢。
适宜制造军用轴承产品，专用轴承、航空发动机轴承、精密仪表、精密主轴轴承等。
●化学成份：碳 C ：0.95～1.05硅Si：0.15～0.35锰Mn：0.20～0.40硫S ：≤0.020磷P：≤0.027铬Cr：1.30～1.60镍Ni：≤0.30铜Cu：≤0.25●力学性能：抗拉强度σb (MPa)：1902冲击功Akv (J)：26硬度：63HRC试样尺寸：某试样●轴承钢锻造温度（1）始锻温度：1150（1120）终锻温度：850（800）度。
（2）锻造前清除表面缺陷，尽量预热后在快速加热。
（3）温加工时，应避免200~400度的蓝脆区。
热加工时，应避免进入高温脆区（大于1250）。
应尽量避免进入热脆区（800~~950度）。
●锻后热处理（1）锻后——预先热处理（球化退火）——最终热处理（淬火+低温回火）（2）球化退火目的：降低硬度，便于加工，为淬火做准备。
球化退火过程：加热到750~~770度，保温一定时间，在缓慢冷却到600度以下空冷。
●热处理规范及金相组织：普通退火：790-810度加热，炉冷至650度后，空冷——HB170-207等温退火：790-810度加热，710-720度等温，空冷——HB207-229球化退火：轴承钢预先热处理是球化退火。
GCr15轴承钢淬回火金相检验
GCr15轴承钢淬回火金相检验GCr15轴承钢淬回火金相检验GCr15钢是铬轴承钢中最具有代表性的，使用量占轴承钢的绝大部分。
滚动轴承一般由内圈套、外圈套、滚动体(滚珠、滚柱、滚锥或滚针)和保持器等部分组成轴承钢主要用来制造轴承的内外圈套及滚动体。
其工件淬回火金相检验的依据是JB/T1255-2001《高碳铬轴承钢滚动轴承零件热处理技术条件》(以下简称为：标准)。
实践中如何在标准的指导下分析、检验样品的质量，在帮助企业进行检验小型轴承淬回火工件的工作中我们积累了一些经验。
同时，结合理论知识的收集、整理，又对GCr15钢轴承零件的马氏体淬回火金相检验项目进行了一些总结、分析，在此与同行进行交流。
1.淬回火马氏体级别的鉴定GCr15属于过共析钢，预先热处理是球化退火。
GCrl5正常的淬火温度为：830～860℃，奥氏体中溶解有WC=0.5%～0.6%，以及WCr=0.8%(尚有7%～9%的未溶碳化物)。
为了获得高硬度以及较好的强度、冲击韧度和使用寿命，通常采用160士5℃的低温回火。
正常淬火后的金相组织应为隐晶马氏体，在其上分布着未溶解的碳化物，它能保证综合力学性能的要求。
其光学显微组织通常由黑、白相问的两种马氏体区域所组成，在黑色马氏休区域中存在较多的碳化物颗粒，白色区域中比较少。
标准中对GCr15淬回火马氏体级别设定有5个级别，分别有图片参照，但是，并没有文字说明如何准确判别样品的级别，即不同级别判定的具体操作方式及简单的理论说明。
同时，标准中的图片印刷质量不佳，分辨不清显微组织的准确形貌。
配合洛阳轴承研究所提供的《高碳铬轴承钢滚动轴承零件热处理技术条件》标准评级图虽然可以清晰辨认显微组织，但也是没有具体的文字说明。
通过理论分析及查阅相关资料可知，判定GCrl5钢淬回火马氏级别是否合格的鉴定形式，实际仁可以认为是分析显微组织中黑、白马氏体区域在整体组织中所占的体积比例及辨别淬扣!火马氏体形貌的问题。
GCr15钢复相淬火组织及其对力学性能的影响
（ Ｍ ＋Ｂ １ ）ｄ ｕ ｐ ｌ ｅ ｘ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｒ ｅ ｇ ｏ ｔ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｉ ｓ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｍ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｉ ｓ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍ ａ ｌ ｔ ｉ ｍｅ ．Ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｌ ｆ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ
ｎ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ ｎ ｔ ｌ ｙ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｄ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ＧＣ ｒ １ ５；ｄ ｕ ｐ ｌ ｅ ｘ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ ； ｍａ ｔｅ ｒ ｎ ｓ ｉ ｔ ｅ；ｌ ｏ ｗｅ ｒ ｂ ａ ｉ ｎ ｉ ｔ ｅ ；ｂ ｅ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ
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（ Ｄ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ，Ｐ ｉ ｎ ｇ ｄ ｉ ｎ ｇ ｓ ｈ ａ ｎ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｉ ｒ ａ ｌ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｐ ｉ ｎ ｇ ｄ ｉ ｎ ｇ ｓ ｈ ａ ｎ ４ ６ ７ ０ ０ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
摘要 ： 研究了Ｇ Ｃ ｒ １ ５轴承钢在不 同温度奥 氏体化 后 ， 以不 同等温 淬火温 度 和等温 时 间获 得 的不 同比例 的马 氏
回火温度对GCr15轴承钢组织和性能的影响
回火温度对GCr15轴承钢组织和性能的影响王桂【摘要】GCr15 steel is widely used in bearing. The tempering temperature has a significant effect on its properties. The effect of different tempering temperature on hardness, residual austenite and surface residual stress of GCr15 steel was investigated. The result shows that with the increasing of tempering temperature in the range of 165~300 ℃, the hardness HRC of the tested steel decreased from 61. 7 to 56. 2 , the residual austenite from 9. 88% to 3. 26% and the surface residual stress from 706. 8 MPa to 382. 2 MPa, accompanied with the gathering and growth of carbide. The microstructure is mainly composed of needle-type martensite, grain-type carbide and little residual austenite. This study provides reference for establishing low-temperature tempering process for GCr15 steel.%GCr15钢在轴承中广泛使用,其回火温度对轴承使用性能有重要影响。
gcr15等温淬火工艺
gcr15等温淬火工艺GCR15是一种常用的高碳铬磨料钢，广泛应用于轴承等制造领域。
为了提高GCR15钢的机械性能，常常需要对其进行等温淬火处理。
本文将详细介绍GCR15等温淬火工艺及其相关参考内容。
一、等温淬火工艺的定义等温淬火工艺是将材料加热至适当温度保持一定时间，然后迅速冷却，以达到改善材料的力学性能的目的。
对于GCR15等温淬火工艺，常用的温度范围为800°C至840°C。
二、等温淬火的工艺参数1. 温度：等温淬火温度对于GCR15的性能影响较大。
一般情况下，温度范围为800°C至840°C。
温度太高会导致脱碳，温度太低则无法获得良好的组织和性能。
2. 保温时间：保温时间应根据不同的工件尺寸和要求来确定。
通常情况下，保持10至30分钟即可。
3. 冷却介质：常用的冷却介质有空气冷却、油淬、水淬等。
选择合适的冷却介质可控制材料的组织和性能。
三、等温淬火的作用机理等温淬火可以改善GCR15钢的晶粒细化程度和均匀性，提高材料的硬度、强度和耐磨性。
在高温下进行保温可以使材料内部的碳原子进行扩散，从而形成了均匀的碳化物颗粒。
冷却过程中，快速冷却可以防止碳化物的分解，从而保持了材料的硬度和强度。
四、等温淬火的实施技术和注意事项1. 保持良好的炉膛环境，避免氧化和污染材料表面。
2. 控制保温时间和温度，避免过长或过短的保温时间以及过高或过低的温度对材料性能的不良影响。
3. 确保冷却介质的质量和温度，控制冷却速度，避免过慢或过快的冷却对材料性能的影响。
4. 针对GCR15的具体应用领域和要求，对等温淬火工艺进行优化和调整。
总结：GCR15等温淬火工艺是一种重要的热处理方法，可以显著改善材料的力学性能。
正确的等温淬火工艺参数和实施技术对于提高GCR15钢的硬度、强度和耐磨性具有重要意义。
准确控制等温淬火温度、保温时间和冷却介质，以及注意炉膛环境和冷却速度等因素，可以获得理想的材料组织和性能。
GCr15、2Gr13热处理实验报告
五、实验数据
1.硬度HRC
表1 GCr15钢热处理前后硬度
状态
1 2 3 平均
硬度
原件59.0 59.1 59.3 59.1
淬火后80.1 80.8 80.7 80.5
回火后79.8 79.4 78.9 79.4
表2 2Cr13钢热处理前后硬度
状态
1 2 3 平均
硬度
原件50.3 50.6 50.3 50.4
淬火后73.4 74.3 74.3 74
回火后63.4 63.2 63.3 63.3
六、金相照片及组织分析
1.金相照片
状态
GCr152Cr13 材料
原件
100μm 100μm
淬火后
100μm 100μm
回火后
100μm 100μm
2.组织分析
(1)GCr15钢合金含量较少、具有良好性能，经过淬火加低温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。
(2)GCr15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。
GCr15低温回火，马氏体分解，残余奥氏体转变，碳化物转变工艺特点为强调硬度取下限，强调韧性取上限。
(3)2Cr13属于不锈铁，硬度好，经过淬火处理后可以得到更好的机械性能，具有较好的可加工性，组织形态为马氏体型。
2Cr13处理应为淬火+高温回火，组织应为回火索氏体+未溶块状铁素体，会很大程度上影响该材料使用时耐腐蚀性。
gcr15,热处理硬度
gcr15,热处理硬度
GCr15是一种高碳铬轴承钢，具有优异的耐久性和高强度，是广泛应用于机械行业的一种材料。
但是，它的硬度需要经过热处理才能得到提高。
接下来，我们将分步骤阐述热处理对GCr15硬度的影响。
1. 热处理的原理
热处理是指对金属材料进行加热或冷却的工艺，以改变其组织结构和物理性能的方法。
通过加热使金属材料达到一定的温度，使其中的碳原子发生扩散，然后迅速冷却，使得金属材料的组织变得均匀致密，从而提高金属材料的强度和硬度。
2. GCr15的热处理方法
GCr15的热处理方法分为两种：淬火和回火。
淬火：将GCr15钢加热至830℃～860℃左右逐渐冷却到300℃左右，然后再用油、水等介质对其加速冷却，使钢材快速冷却获得高硬度和高强度。
淬火后的GCr15钢材具有高硬度、高磨损性、高强度、高韧性等特点。
回火：将淬火后的GCr15钢材放在供给稳定的炉内进行煅烧，使其在一定温度范围内保持一定时间，随后再冷却至室温。
经过回火处理的GCr15钢材不仅硬度减小，而且韧性增大，更加适合于轴承等需要强度和韧性兼备的设备。
3. 热处理对GCr15的硬度的影响
经过淬火和回火处理后，GCr15的硬度明显加强。
淬火后的
GCr15钢材硬度通常可以达到62-66HRC以上，而回火后的GCr15钢材硬度约在57-62HRC之间。
总之，热处理是使GCr15钢材硬度得到提高的关键步骤之一。
在机械制造业中，GCr15钢的热处理是必不可少的一步，可以使轴承等机械零部件更加耐用，具有更长的生命周期。
同时，也可提高机械行业产品的整体竞争力。
gcr15 热处理后屈服强度
gcr15 热处理后屈服强度
摘要：
I.简介
- 热处理对GCr15 屈服强度的影响
II.GCr15 材料概述
- GCr15 的含义
- GCr15 的特性
III.热处理对GCr15 屈服强度的影响
- 淬火
- 回火
- 冷却速度
IV.提高GCr15 屈服强度的方法
- 增加合金元素含量
- 提高淬火温度
- 细化晶粒
V.总结
- 热处理对GCr15 屈服强度的重要性
正文：
GCr15 是一种合金元素含量较高的钢材，具有高强度、高硬度、高耐磨性等特性。
在机械制造领域中，GCr15 常被用于制造高负荷、高转速的轴承、齿轮等零件。
热处理是GCr15 制造过程中的关键工序，可以显著影响其屈服强
度。
热处理对GCr15 屈服强度的影响主要表现在淬火、回火和冷却速度等方面。
淬火是将GCr15 加热至高温，然后迅速冷却，使其组织发生相变，从而提高其硬度和强度。
回火是将淬火后的GCr15 再次加热至一定温度，然后冷却，以减轻淬火带来的应力和脆性。
冷却速度是淬火和回火过程中的一个重要参数，可以影响GCr15 的晶粒大小和屈服强度。
为了提高GCr15 的屈服强度，可以采取以下方法：增加合金元素含量，提高淬火温度，细化晶粒。
增加合金元素含量可以提高GCr15 的强度和硬度；提高淬火温度可以增大淬火时的过冷度，提高冷却速度，从而使马氏体晶粒细小，提高屈服强度；细化晶粒可以降低GCr15 的屈服强度，同时提高其延伸率和韧性。
总之，热处理是GCr15 制造过程中至关重要的一环，可以显著影响其屈服强度。
gcr15热处理淬火工艺
gcr15热处理淬火工艺
gcr15热处理淬火工艺是一种金属材料的热处理工艺，用于强化金属材料的物理性能。
它既可以在低温条件下应用，也可以在高温条件下使用，可以满足不同金属材料的要求。
这种热处理方法可以有效地提高金属材料的强度、硬度和耐蚀性。
GCR15热处理淬火工艺有很多种，比如空气淬火、油淬火、水淬火和气体淬火等，根据不同的加工要求选择不同的淬火方法。
空气淬火是把金属材料直接放入室温的空气中，保持恒定的温度和时间，使金属材料进行淬火处理，用于获得最佳性能。
油淬火则是把金属材料放入油中，使其处于一定的温度和时间，以获得最佳性能。
水淬火是把金属材料放入沸水中，维持恒定的温度和时间，使其进行淬火处理，以获得最佳性能。
气体淬火是把金属材料放入碳化氢、氧化氢或其他气体的环境中，维持一定的温度和时间，以获得最佳性能。
gcr15热处理淬火工艺可以在低温下应用，也可以在高温下使用。
当金属材料处于低温时，可以使用油淬火、水淬火或气体淬火方法。
当金属材料处于高温时，可以使用空气淬火或气体淬火方法。
gcr15热处理淬火工艺可以有效地提高金属材料的强度、硬度和耐蚀性。
这种热处理方法可以改善金属材料的结构，减少其内部残留应力，提高其硬度和强度，从而延长金属材料的使用寿命。
此外，还可以改善金属材料的热处理表面耐蚀性，使金属材料更加耐腐蚀，从而增加其使用寿命。
GCR15热处理淬火工艺可以有效提高金属材料的物理性能，是一种有效的金属热处理方法。
但是，在进行gcr15热处理淬火工艺之前，需要对金属材料的特性进行调查和分析，以便找到最佳的淬火处理参数，以获得最佳的性能。
【精品】滚动轴承用钢GCr15钢的热处理原理
第一章滚动轴承用钢GCr15钢的热处理原理一、滚动轴承用钢应具有的特性1、高的接触疲劳强度；2、高的耐磨性；（发生滑动摩擦的主要部位）1）、滚动体与滚道的接触面；2）、滚动体与保持架兜孔的接触面；3）、保持架引导与套圈引导档边的接触面；4）滚子的端面与套圈档边的接触面。
3、高的弹性极限；4、高的硬度；5、一定的韧性；6、好的尺寸稳定性；7、一定的防锈功能；8、良好的工艺性能。
二、GCr15钢的物理性能1、GCr15钢的临界点：Ac1:760℃Acm：900℃Ar3：707℃Ar1：6952、GCr15钢的Ms点：Ms点随着奥氏体固溶度的变化而变化，亦即随着奥氏体温度的升高而降低，GCr15钢在860℃温度Ms点为216~225℃。
三、铬轴承钢热处理基础1、基本概念1）、奥氏体：是碳及合金元素溶于r-Fe八面体间隙的间隙式固溶体。
特征：[1]、在钢的各种组织中，奥氏体的比容最小；[2]、奥氏体的塑性高，屈服强度低，容易塑性变形加工成型。
2）、珠光体：是过冷奥氏体共析分解的铁素体和碳化物的整合组织片状珠光体：是指在光学显微镜下能够明显看出F与Fe3C呈片状分布的组织状态。
根据片间距的大小分为普通片状珠光体、索氏体、屈氏体。
粒状珠光体：铁素体基体上分布着粒状Fe3C的组织。
GCr15的正常锻造后组织应为细珠光体类型组织及细小的网状碳化物组成，不允许有＞3级的网状碳化物及明显线条状组织，不允许有粗针状马氏体和粗片状珠光体组织。
3)、马氏体：是碳在α-Fe中的过饱和固溶体。
马氏体分类：板条马氏体、片状马氏体、针状马氏体、隐晶马氏体。
GCr15钢淬火后得到的马氏体为隐晶马氏体或者细小结晶马氏体。
马氏体具有高的硬度、强度、耐磨性。
4）贝氏体：是过冷奥氏体在中温区域分解后所得的的产物，它一般是由铁素体和碳化物所组成的非层状组织。
贝氏体分类：上贝氏体、下贝氏体上贝氏体：是一种两相组织，有铁素体和Fe3C所组成的，大致平行的铁素体板条自奥氏体晶界的一侧或两侧向奥氏体晶粒内部长大，Fe3C分布于铁素体板条之间。
淬火温度对钢组织性能的影响分析
淬火温度对钢组织性能的影响分析一般机械所采用的零件大部分为钢制品，但钢组织在制成成品之前要经过高温淬火热处理工艺，在这一过程当中钢组织的组织性能会发生改变。
为探索高温淬火对钢组织性能的影响，文章以25MnV钢组织为例，对钢组织进行了分析，在不断的实践中可知，淬火温度对钢组织的刚度与硬度有着较大的影响，钢组织在进行淬火后会得到马氏体与碳化物。
在淬火温度达到910℃时，钢组织的刚度与强度达到最大值，之后温度再度上升钢组织性能会下降。
标签：淬火温度；钢组织；性能变化钢组织在机械零部件中运用广泛，是当下众多机械元件的原材料，在钢制成机械零件之前，需要进行加工。
当下钢链、齿轮等都是常见的机械零部件，其普遍能够承受较高的重量，且使用环境较为广泛，具有耐高温、耐磨损等特点。
文章主要以25MnV钢为例对其组织特征进行分析，25MnV钢是圆环链中常用的钢材料，圆环链在煤矿的机械的使用中较广泛，需要承受较大的拉应力。
在制作的过程当中，为强化钢组织的性能会进行淬火处理，但淬火温度会对钢组织产生一定的影响。
一、淬火温度及钢材料选取为研究淬火温度对钢组织性能的影响，将25MnV钢作为钢材料，对其采用热轧+空冷的预处理工艺，25MnV钢硬度为16.6HRC，抗拉强度约为672MPao。
在对25MnV钢进行淬火时，淬火时间、回火温度与回火时间均为不变量，只设淬火温度为变量，以此更好的对刚组织性能的变化进行分析，其中淬火温度可分别设定为870℃、890℃、910℃、930℃、950℃，为精确的对钢材料组织的性能进行分析，选取质量相同、硬度相同、拉应力相同的钢组织进行淬火。
二、淬火温度对钢组织性能的影响文章选用25MnV钢为研究材料，并对其进行热轧+空冷的预处理措施，在常温下显微组织为珠光体和铁素体，刚度大约为17.SHRC，变形强度大约为743MPao在进行实验过程中，淬火和回火的溫度以及保温时间设置为固定值，采用的不同淬火温度有870℃、890℃、910℃、930℃、950℃，并对该钢材做热处理。
淬火介质温度对GCr15钢组织与性能的影响
一般来说 , 试样的硬度与马氏体的数量以及残留 奥氏体数量有密切关系 。 不同温度 G35 介质中淬火 后试样硬度的变化曲线如图 2(a)所示 。 可以看出 , 随 着所用介质温度的升高 , 试样的硬度随之减低 。 20 ℃ 时 G35介质中淬火后试样获得较多的 马氏体致使其 硬度增加 ;另外 , 足够大的过冷度致使马氏体及其亚结 构的超 细 化以 及晶 体 缺陷 和 点阵 畸 变的 大 幅度 增 加 [ 5] , 细小的晶粒边界和分布密集的碳化物阻碍了测 定硬度变形时位错线的滑移 , 硬度也会增大 。 G35介 质温度升高至 50 ℃后 , 试样淬火后其硬度较 20 ℃时 稍有下降 。 但是 , 当在 80 ℃时的 G35中淬火 , 试样的 硬度有较大幅度的下降 , 可能归因于试样组织中马氏 体量的减少和残留奥氏体量的增加使其硬度降低 。 2.2 力学性能
2.ZhengzhouDayiQuenchingMediumLimitedLiabilityCompany, ZhengzhouHenan450000, China) Abstract:AdoptingnewdevelopedinorganiccompoundsolublequenchantJEF-G35, microstructure, hardness, bendingpropertyandimpact toughnessofGCr15 steelwereanalyzedbyaseriesofopticalmicroscope, impact-toughnesstesterandmicrocomputercontrolelectronic universaltestingmachine.EffectofquenchingmediumtemperatureonGCr15 steelwasdiscussedtodeterminethebestservicetemperature. Theresultsshow thatGCr15 steelatalowermedium temperaturecanobtainhigherhardness, andthemicrostructureisfinerandmore uniform.However, thebendingpropertyandimpacttoughnessofthesamplearepreferablewhenthequenchingmedium temperatureisat 50 ℃.InordertomakecomprehensivemechanicalpropertiesofGCr15 steelmuchbetter, quenchingmedium temperatureisataround 50 ℃. Keywords:GCr15 steel;water-solubilityquenchingmedium;microstructure;mechanicalproperties
gcr15热处理淬火硬度
gcr15热处理淬火硬度1. 引言热处理是金属材料加工中的重要工艺之一，通过控制材料的加热和冷却过程，可以改变材料的组织结构和性能。
GCR15是一种常用的高碳铬轴承钢，其淬火硬度是评价其性能的重要指标之一。
本文将对GCR15热处理淬火硬度进行全面、详细、完整地探讨。
2. GCR15的组织结构和性能GCR15是一种含有高碳和铬的合金钢，其组织结构主要由马氏体、贝氏体和残余奥氏体组成。
马氏体具有高硬度和脆性，贝氏体具有较高的韧性，而残余奥氏体的存在会降低材料的硬度和韧性。
因此，通过热处理可以调控GCR15的组织结构，从而改善其性能。
3. GCR15热处理工艺GCR15的热处理工艺主要包括加热、保温和冷却三个步骤。
具体的工艺参数如下：3.1 加热GCR15的加热温度通常在850-900摄氏度之间，目的是使材料达到奥氏体化温度，使其组织结构转变为奥氏体。
3.2 保温保温是将材料在加热温度下保持一定时间，使其组织结构充分转变为奥氏体。
保温时间一般为30-60分钟，可以根据具体情况进行调整。
3.3 冷却冷却是将加热保温后的材料迅速冷却至室温，使其组织结构定型为马氏体。
冷却方式可以选择水淬、油淬或气冷等，不同的冷却方式会对材料的淬火硬度产生不同的影响。
4. 影响GCR15淬火硬度的因素GCR15的淬火硬度受多种因素的影响，下面将对其中的几个关键因素进行详细介绍。
4.1 热处理温度热处理温度的选择会直接影响GCR15的组织结构和硬度。
通常情况下，较高的热处理温度会导致材料的晶粒长大，从而降低硬度；而较低的热处理温度则会使材料产生较多的残余奥氏体，同样会降低硬度。
4.2 保温时间保温时间的长短会影响奥氏体的形成和转变速度，从而影响材料的硬度。
过短的保温时间会导致奥氏体转变不完全，硬度较低；而过长的保温时间则会导致晶粒长大，同样会降低硬度。
4.3 冷却速度冷却速度的选择会直接影响马氏体的形成和数量。
较快的冷却速度可以使马氏体数量增加，从而提高硬度；而较慢的冷却速度则会导致马氏体数量减少，硬度较低。
GCr15性能要求
材料名称：轴承钢牌号：GCr15A标准：YB 9-1968●特性及适用范围：轴承钢全名叫滚动轴承钢，具有高的抗压强度与疲劳极限，高硬度，高耐磨性及一定韧性，淬透性好，对硫和磷控制极严，是一种高级优质钢，可做冷做摸具钢。
比重：7.81铬轴承钢最常用的是GCr15。
使用量占轴承钢的绝大部分。
添加Mn、Si、Mo、V的轴承钢在铬轴承钢中加入Si、Mn可提高淬透性，如GCr15SiMn、GCr15SiMnMoV等。
为了节铬，加入Mo、V可得到无铬轴承钢。
如GSiMnMoV、GSiMnMoVRE等，其性能与GCr15相近。
GCr15A是GCr15钢经过电渣重熔的一种精密专用轴承钢。
具有高纯度、高密度，碳化物均匀性好的特点，疲惫性能优于普通GCr15轴承钢。
适宜制造军用轴承产品，专用轴承、航空发动机轴承、精密仪表、精密主轴轴承等。
●化学成份：碳C ：0.95～1.05硅Si：0.15～0.35锰Mn：0.20～0.40硫S ：≤0.020磷P ：≤0.027铬Cr：1.30～1.60镍Ni：≤0.30铜Cu：≤0.25●力学性能：抗拉强度σb (MPa)：1902冲击功Akv (J)：26硬度：63HRC试样尺寸：某试样●轴承钢锻造温度（1）始锻温度：1150（1120）终锻温度：850（800）度。
（2）锻造前清除表面缺陷，尽量预热后在快速加热。
（3）温加工时，应避免200~400度的蓝脆区。
热加工时，应避免进入高温脆区（大于1250）。
应尽量避免进入热脆区（800~~950度）。
●锻后热处理（1）锻后——预先热处理（球化退火）——最终热处理（淬火+低温回火）（2）球化退火目的：降低硬度，便于加工，为淬火做准备。
球化退火过程：加热到750~~770度，保温一定时间，在缓慢冷却到600度以下空冷。
●热处理规范及金相组织：普通退火：790-810度加热，炉冷至650度后，空冷——HB170-207等温退火：790-810度加热，710-720度等温，空冷——HB207-229球化退火：轴承钢预先热处理是球化退火。
gcr15淬火硬度范围
gcr15淬火硬度范围GCr15是一种高碳铬钢，主要含有C、Cr、Si、Mn、P、S等元素。
该材料具有良好的硬度、耐磨性和热稳定性，被广泛应用于制造轴承、齿轮、汽车配件等领域。
淬火是提高GCr15钢硬度的常用处理方法之一，通过控制淬火工艺参数可以得到不同的硬度范围。
GCr15的淬火硬度范围通常在60-65 HRC之间。
下面将详细介绍一些相关参考内容，以了解GCr15的淬火硬度范围及其影响因素。
1.淬火过程的影响因素淬火是通过将材料加热至一定温度，然后迅速冷却来改变其组织结构，从而提高硬度。
对于GCr15来说，淬火过程中的温度、冷却介质和速度是影响其硬度的重要因素。
温度：淬火温度决定了钢材中的碳浓度和晶粒大小。
一般来说，淬火温度越高，晶粒越粗，硬度越低；相反，淬火温度越低，晶粒越细，硬度越高。
对于GCr15来说，常见的淬火温度范围为820-850℃。
冷却介质：常用的冷却介质有水、油和气体。
水冷却速度最快，可以得到较高的硬度；油冷却速度适中，得到的硬度相对较低；气体冷却速度较慢，得到的硬度较低。
在工业应用中，一般采用油冷却。
冷却速度：冷却速度决定了钢材的组织结构，快速冷却有利于形成较细的马氏体组织，从而提高硬度。
对于GCr15来说，在油浴中的冷却速度一般在15-25℃/s之间。
2.淬火工艺参数的选择淬火工艺参数的选择是影响GCr15硬度范围的关键。
一般来说，选择合适的淬火温度、冷却介质和速度可以使得GCr15的硬度达到设计要求。
在选择淬火温度时，需要考虑到材料的起熔点、细化晶粒和限制淬火变形等因素。
通常，较低的淬火温度可以得到较高的硬度，但会增加材料的变形和开裂风险。
在选择冷却介质时，需要考虑到介质的冷却速度和成本等问题。
水冷却速度最快，但易产生内应力和变形；油冷却速度适中，成本较低但硬度相对较低；气体冷却速度较慢，并且可以避免液体冷却中的相关问题。
在选择冷却速度时，需要根据具体材料的要求和工艺条件来确定。
GCr15钢热处理
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。
淬火介质对GCr15钢力学性能和显微组织的影响
淬火介质对GCr15钢力学性能和显微组织的影响王桂【摘要】通过对GCr15钢进行盐浴淬火和油浴淬火后,研究不同淬火介质及淬火方式对GCr15钢力学性能、硬度、显微组织的影响.结果表明:采用盐浴淬火比油浴淬火,其抗拉强度提高3.31％,冲击韧性降低1.16％、硬度降低0.89％,显微组织更细小.盐浴淬火与油浴淬火GCr15钢材料总体性能相当,采用盐浴淬火工艺可有效替代油浴淬火工艺.【期刊名称】《失效分析与预防》【年(卷),期】2016(011)003【总页数】4页(P148-150,189)【关键词】GCr15钢;淬火介质;力学性能;显微组织【作者】王桂【作者单位】宝塔实业股份有限公司,银川750021【正文语种】中文【中图分类】TG156.32GCr15钢是过共析钢，由于Cr的加入，除了增加钢的淬透性外，在钢中部分溶于铁素体，部分溶于渗碳体，形成较稳定的合金渗碳体(Fe、Cr)3C。
含Cr的合金渗碳体在淬火加热时溶解较慢，可减少过热倾向，经过热处理后，可以得到较细的组织，碳化物能以细小质点均匀分布于钢中，Cr也可以提高马氏体的低温回火稳定性，因此在淬火和低温回火后能得到均匀、高的硬度，有效地提高钢的耐磨性并使钢具有高的强度[1-4]。
Cr的加入，同时降低了碳在奥氏体中的溶解度，使共析点“S”左移。
GCr15钢冷却大时，在淬火温度小于245 ℃，由于C的扩散能力较小，C在铁素体里扩散比在奥氏体里扩散容易，碳化物在过饱和铁素体片上析出，显微组织呈针状下贝氏体，具有硬度、强度高，韧性好的综合机械性能指标[5-9]。
就冷却曲线而言，油存在蒸汽膜阶段，而盐没有，盐的高温区域冷速较快，低温冷速慢，只是盐浴淬火高温区冷速比油快[10]。
目前，淬火油的价格日益上涨，为了节约成本，盐浴淬火的应用越来越广泛，为此，研究GCr15钢采用不同淬火介质对材料硬度、显微组织、力学性能等的影响，为不同淬火介质选用提供参考和依据。
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MAQin1 , LUXue-mei1 , ZHANGWen2 (1.SchoolofMaterialsScienceandEngineering, LanzhouUniversityofTechnology, LanzhouGansu730050, China;
体发生部分等温转变 , 组织中出现珠光体类屈氏体以及 贝氏体组织 ;G35在低温阶段缓慢的冷却速度 , 引起了 奥氏体的热稳定化 , 马氏体转变发生迟滞 , 使得试样组 织中马氏体量减少 , 而且使继续进行马氏体转变的温度 下降 [ 4] 。所以 , 在 80 ℃G35介质中淬火后试样显微组 织中出现的黑色块状物可能为珠光体类屈氏体或贝氏
了 4.0%;相对理想的冷却速度使试样获得均匀细小 的组织 , 这是抗弯强度提高的主要原因 。 80 ℃时 , G35 介质冷速即冷却能力的急剧减缓 , 试样组织中马氏体 晶粒的粗大导致试样抗弯强度下降 。 静弯试验中 , 挠 度可以很好的评定脆性材料的塑性, 当介质温度从 20 ℃升高至 50 ℃时 , 其挠度有所增大 , 但变化不大 ; 80 ℃下 G35介质中淬火后试样的挠度明显增大 , 主要 是由于组织中出现了屈氏体 、贝氏体以及大量的残留 奥氏体 , 这些组织较马氏体的塑性好 。
试样在不同温度 G35介质中淬火后的冲击试样 断口形貌如图 3所示 。 从宏观上看 , 所有断口均呈浅 灰色 , 有大小面积不等的小刻面 。图 3(a)断面比较平 整 , 没有较大 、较多的起伏面 ;图 3(b)中断面明显变得 粗糙 , 出现了高低不平的大块刻面 ;图 3(c)虽然不及 图 3(b)粗糙 , 但断面上出现的小刻面较多 。
2.ZhengzhouDayiQuenchingMediumLimitedLiabilityCompany, ZhengzhouHenan450000, China) Abstract:AdoptingnewdevelopedinorganiccompoundsolublequenchantJEF-G35, microstructure, hardness, bendingpropertyandimpact toughnessofGCr15 steelwereanalyzedbyaseriesofopticalmicroscope, impact-toughnesstesterandmicrocomputercontrolelectronic universaltestingmachine.EffectofquenchingmediumtemperatureonGCr15 steelwasdiscussedtodeterminethebestservicetemperature. Theresultsshow thatGCr15 steelatalowermedium temperaturecanobtainhigherhardness, andthemicrostructureisfinerandmore uniform.However, thebendingpropertyandimpacttoughnessofthesamplearepreferablewhenthequenchingmedium temperatureisat 50 ℃.InordertomakecomprehensivemechanicalpropertiesofGCr15 steelmuchbetter, quenchingmedium temperatureisataround 50 ℃. Keywords:GCr15 steel;water-solubilityquenchingmedium;microstructure;mechanicalproperties
DO I :10.13251/j .issn.0254 -6051.2011.01.022
第 36卷 第 1期
20 11 年
1月
HEATTREATMENTOFMETALS
Vol.36 No.1 January201 1
工艺研究 淬火介质温度对 GCr15钢组织与性能的影响
马 勤 1 , 卢雪梅 1 , 张 文 2 (1.兰州理工大学 材料科学与工程学院 , 甘肃 兰州 730050;2.郑州大一淬火剂有限公司 , 河南 郑州 450000)
2 试验结果与分析
2.1 显微组织和硬度 G35介质属于水溶性淬火剂 , 冷却特性受初始温度
影响较 大 , 随介 质 使用 温度 升高 , 其 冷 却速 度降 低 。 GCr15钢在不同温度的 G35介质中淬火 、回火后显微组织 如图 1所示 。可以看出 , 试样在 20 ℃G35介质中淬火后
第 1期
试样在不同温度 G35介质中淬火后的冲击韧性 和抗压强度的变化如图 2(c)所示 。 冲击韧性变化趋 势与抗弯强度大致相同 , 在 50 ℃时 G35 介质中获得 相对较高的冲击韧性 。试样的压缩性能与淬火后组织 的均匀性有很大关系 , 随介质温度的升高 , 试样的抗压 强度逐渐减低 , G35介质温度从 20 ℃升高到 50 ℃时 , 试样抗压强度稍有下降 , 继续升至 80 ℃时 , 从图 1(c) 可以明显的看出其组织的不均匀性 , 所以试样抗压强 度出现了明显的下降 。 2.3 冲击试样断口形貌
一般来说 , 试样的硬度与马氏体的数量以及残留 奥氏体数量有密切关系 。 不同温度 G35 介质中淬火 后试样硬度的变化曲线如图 2(a)所示 。 可以看出 , 随 着所用介质温度的升高 , 试样的硬度随之减低 。 20 ℃ 时 G35介质中淬火后试样获得较多的 马氏体致使其 硬度增加 ;另外 , 足够大的过冷度致使马氏体及其亚结 构的超 细 化以 及晶 体 缺陷 和 点阵 畸 变的 大 幅度 增 加 [ 5] , 细小的晶粒边界和分布密集的碳化物阻碍了测 定硬度变形时位错线的滑移 , 硬度也会增大 。 G35介 质温度升高至 50 ℃后 , 试样淬火后其硬度较 20 ℃时 稍有下降 。 但是 , 当在 80 ℃时的 G35中淬火 , 试样的 硬度有较大幅度的下降 , 可能归因于试样组织中马氏 体量的减少和残留奥氏体量的增加使其硬度降低 。 2.2 力学性能
本文针对郑州大一淬火剂有限公司 生产的 JEFG35型水溶性淬火介质 , 考察其使用温度对 GCr15钢 淬火后组织与性能的影响 。
1 试验材料与方法试验材源自选用婆梅氏密度为 15的 G35型淬火介 质和退火态的 GCr15钢 。试验中 , 将 GCr15钢加工成
收稿日期 :2010-09-04 作者简介 :马 勤 (1959— ), 男 , 甘肃静宁人 , 教授 , 博士 , 主要从事新型 金属材料 技 术的 研 究 与开 发 , 发 表论 文 100 余 篇 。 联 系电 话 :09312976094, E-mail:maq@
经最终热处理后的 试样通过 MEF-3 型光学显微 镜 、CIEM-30D-CPC型冲击试验机 、WDW-300J、WDW100D微机控制电子万能试验机观察试样的显微组织 、 测 定其 冲击 韧 性 、抗 弯强 度 、抗 压 强度 等性 能 。 在 JEOLJSM6400型扫描电子显微镜下观察弯曲 、冲击 试样的断口形貌并分析其断裂机制 。
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第 36卷
图 2 G35介质温度对 GCr15钢性能的影响 (a)硬度 ;(b)抗弯强度 、挠度 ;(c)冲击韧性 、抗压强度 Fig.2 InfluenceofG35 quenchingmediumtemperatureonpropertiesofGCr15 steel (a)hardness;(b)bendingstrengthanddeflection;(c)impacttoughnessandcompressionstrength
10 mm ×10 mm ×55 mm的 梅 氏 切 口 冲 击 试 样 和 5 mm×5 mm×30 mm的三点弯曲试样以及 3 mm× 5 mm的压缩试样 , 每种试样 分 3 组 , 每组 3个 。 试样 的热处理制度如下 :在盐炉中将试样加热至 840 ℃, 保 温 4 ～ 7 min, 分别淬入 20、50和 80 ℃的 G35介质 , 随 后冷却至室温后在 165 ℃下回火 2 h。
基于 GCr15 钢 , 试验 采用了静弯试验 , 所 得试验 数据如图 2(b)所示 。 随 G35介质温度的升高 , 试样抗 弯强度先增大后减小 。这种变化趋势与试样淬火过程 中的组织转变有密切关系 。 试样在 20 ℃的 G35介质 中淬火后其抗弯强度仅为 693 MPa。 这是因为 G35在 20 ℃时其冷却速度较快 , 当大量奥氏体在较短时间内 转变为马氏体时 , 产生了较大的内应力 , 当应力无法通 过滑移来释放时 , 即可能在淬火组织中产生显微裂纹 , 这些显微裂纹在弯曲载荷作用下发生低能量扩展 , 从 而使得试样抗弯强度较低[ 6] ;试样在 50 ℃的 G35 介 质中淬火后其抗弯强度有明显的提高 , 较 20 ℃时提高
从微观上看 , 所有断口都属于准解理断口 。图 3 (d)中存在较大 、较深的韧窝 , 此时试样的断裂主要以 穿晶断裂为主 ;图 3(e)中韧窝明显变浅 , 大韧窝数量 也有所减少 ;图 3(f)中韧窝更加细小 , 随 G35介质温 度的升高 , 试样断面韧窝逐渐变小 、变浅 。 G35介质温
马 勤 , 等 :淬火介质温度对 GCr15钢组织与性 能的影响
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获得细小马氏体 , 均匀分布的细粒状碳化物和少量残留 奥氏体 。当 G35介质温度升高至 50 ℃时 , 虽然它的冷却 能力下降 , 但仍能保证试样淬火后获得足够多且细小的 马氏体组织 , 同时残留奥氏体量有所增加 。当 G35介质 温度达到 80 ℃时 , 理论上无论是在高温阶段还是在低温 阶段其冷却能力都急剧降低 。 从图 1(c)可以看出 , 由 于试样淬火时在高温阶段没有足够的过冷度使得奥氏