轴承钢具有的八大基本性能
轴承钢具有的八大基本性能
轴承钢具有高的耐磨性、高的接触疲劳强度、高的弹性极限、适宜的硬度、良好的工艺性能、良好的防锈性能、一定的冲击韧性和良好的尺寸稳定性等八大基本性能。
一、高的耐磨性。
滚动轴承正常工作时不但发生滚动摩擦外，还伴有滑动摩擦。
发生滑动摩擦的主要部位是滚动体与滚道之间的接触面、滚动体和保持架兜孔之间的接触面、保持架和套圈引导挡边之间以及滚子端面与套圈引导挡边之间等。
如果轴承钢的耐磨性差，滚动轴承便会因磨损而过早地丧失精度或因旋转精度下降而使轴承振动增加、寿命降低。
二、高的接触疲劳强度。
接触疲劳破坏是轴承正常破坏的主要形式。
滚动轴承运转时滚动体在轴承内、外圈的滚道间滚动，其接触部分承受周期性交变载荷，多者每分钟可达数十万次，在周期性交变应力的反复作用下，接触表面出现疲劳剥落。
滚动轴承开始出现剥落后便会引起轴承振动、噪音增大工作温度急剧上升，致使轴承最终损坏，这种破坏形式称为接触疲劳破坏。
三、高的弹性极限。
滚动轴承工作时由于滚动体与套圈滚道之间接触面积很小，轴承在承受载荷时，特别是在承受较大载荷的情况下接触表面的接触压力很大。
为了防止在高接触应力下发生过大的塑性变形，使轴承精度丧失或发生表面裂纹，因此要求轴承钢应具有高的弹性极限。
四、适宜的硬度。
硬度是滚动轴承的重要指标之一。
它与材料接触疲劳强度、耐磨性、弹性极限有着密切的关系，直接影响着滚动轴承的寿命，轴承的硬度通常要根据轴承承受载荷的方式和大小、轴承尺寸和壁厚的总体情况来决定。
滚动轴承用钢的硬度要适宜，过大或过小都将影响轴承使用寿命。
众所周知，滚动轴承的主要失效形式是接触疲劳破坏，以及由于耐磨性差或尺寸不稳定而使轴承精度丧失；轴承零件如果缺乏一定的韧性，在承受较大冲击载荷时又会由于发生脆断而导致轴承的破坏。
所以，一定要根据轴承的具体情况和破坏的方式来确定轴承的硬度。
对于由于疲劳剥落或耐磨性差使轴承精度丧失的情况，轴承零件应选用较高的硬度；对于承受较大冲击载荷的轴承(例如轧机：轴承、铁路轴承和一些汽车轴承等)，应适当降低硬度以提高轴承的韧性是十分必要的。
滚动轴承钢
（3）硅、锰、钒 进一步提高淬透性
a) Si还能明显地提高钢的强度和弹性极限；
b) 锰还可和钢中的硫生成稳定的MnS，减轻氧化物
对钢的危害作用； c) V还可以形成碳化钒VC，提高钢的耐磨性并防止 过热。
（4）冶金质量要求 纯净+组织均匀 纯净：杂质元素及非金属夹杂物要少 组织均匀：钢中碳化物要细小，分布要均匀 措施：降低S、P含量，减少氧化物、硅酸盐 夹杂物的数量，提高冶金质量。
缺点：过高的碳含量会增加碳化物分布的不均匀性，且易生 成网状碳化物而降低其性能。
（2）铬（主加元素）
Cr的作用是提高钢的淬透性和钢的耐腐蚀性能。 a) 形成的合金渗碳体(Fe,Cr)3C b) 碳化物能以细小质点均匀分布于钢基体组织中
一般铬含量为0.40%-1.65%
当铬含量高于1.65%以后，则会使残余奥氏体增加， 使钢的硬度和尺寸稳定性降低，同时还会增加碳化物的不 均匀性，降低钢的韧性。
滚动轴承钢的主要性能要求： 1、高的接触疲劳强度和弹性极限； 2、高的硬度和耐磨性； 3、足够的强度和冲击韧度； 4、一定的耐蚀性。
2 滚动轴承钢的成分特点
（1）高碳
为了保证轴承钢有高的硬度和耐磨性，轴承钢的碳含 量很高，一般为0.95%-1.15%，属于过共析钢。 ① 一部分存在于马氏体基体中以强化马氏体； ② 另一部分形成足够数量的碳化物以获得所要求的耐磨性。
滚动轴承钢
郭芳
1 滚动轴承钢的性能要求 2 滚动轴承钢的成分特点 3 滚动轴承钢的生产工艺
1 滚动轴承钢的性能要求
滚动轴承是各种机械传动部分的基础零件之一， 其工作条件极苛刻。 1、滚动体和套圈滚道之间接触面积很小，因而接触压
力可高达3000~5000MPa，循环力次数每分钟可高达
轴承钢国家标准及性能要求
钢是用来制造滚珠、滚柱和轴承套圈的钢。轴承钢有高 而均匀的硬度和耐磨性，以及高的弹性极限。对轴承钢 的化学成分的均匀性、非金属夹杂物的含量和分布、碳 化物的分布等要求都十分严格，是所有钢铁生
产中要求最严格的钢种之一。1976年国际标准化组织ISO 将一些通用的轴承钢号纳入国际标准，将轴承钢分为:全
的冷、热加工性能。我国已纳入标准的轴承钢分类方法 与ISO相似，分别对应为高
碳铬轴承钢、渗碳轴承钢、不锈耐蚀轴承钢、高温轴承 钢四大类。近五十年来我国还在轴承钢钢种及其轴承用 材料方面，如无铬轴承钢、中碳轴承钢、特殊用途轴承 钢及合金、金属陶瓷等取得了很大的进展。为
了实现两会提出的经济增长目标，各地城市基础设施建 设工程密集开工，促进社会的发展，推动市场的发展， 轴承钢市场需求只会越来越多，只增不减。轴承钢的冶 炼需要高要求，需要国家支持，还有冶炼轴承
钢的技术，才可以也冶炼出达到国家标准的轴承钢。轴 承杆国家标准更需要每一个冶炼的企业记牢，不能为了 贪快而罔顾轴承钢的国家标准。冲孔铝板安装节点介绍 镀锌线管符号哪里找 小兔整理来报道
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今天给大家介绍的是在“十二五”国家规划中充当重要 角色——轴承钢以及轴承杆的国家标准。精密的轴承钢为 我们国家建造出高楼大厦、汽车的车盖、桥墩的支撑住、 精密仪器的滚珠，滚柱、钢圈……并且轴
承钢需要按照轴承钢国家标准生产方可使用，轴承钢只 有达到国家标准才能为保障人们的人身安全以及促进社 会的快速发展，不然就是祸害了人们阻碍了社会的发展， 因而轴承钢对我们来说是非常重要的。轴承
级、成分控制、定尺和尺寸偏差等均严于GB/T182542002标准。轴承钢的性能要求：1)高的接触疲劳强度，2)
轴承钢
A-耐时效的 G-含较高的P和（或）S H-半镇静钢 K-含较低的P和（或）S L-耐碱脆的 P-可压焊的（可锻焊的） Q-可冷镦的（可挤压的， 可冷变形的）
R-镇静钢 S-可熔焊的 U-沸腾钢 Z-可拉伸的
按照材料强度：主体符号 “St”+抗拉强度下限 按照化学成分：碳素符号+ 含碳量+合金元素符号+合 金含量
顺序号表示钢种顺序
钢种符号：K-碳素工具钢；KC-中空钢； KD-合金模具钢；KH-高速工具钢； KS-合金专用工具钢；KT-锻造工具钢
顺序号表示钢种顺序
SUS201 SUS304 SUS316L SUH11
SUJ1 SUJ2 SUJ3 SUJ4 SUJ5
SK1 SKD4 SKS4 SKT3 SKH10 SKC31
×
分主要化学成分相同而个别成分稍有差
别或包含有特殊元素的一组牌号。SAE、
AISI系牌号最后加“L”，表示超低碳钢，
加“N”表示含氮钢。UNS系包含少量
沉淀硬化不锈钢牌号
日本钢材表示方法
材料名称
牌号组成
说明
举例
碳素结构钢 合金结构钢
S+含碳量+字母代 号（C,CK)
S+主要合金元素符 号+合金元素含量 标记+碳含量代表 值+附加字母
SCM415
4. 附加字母表示方法：L表示加Pb钢，S表示加S钢，U表示加 SMnC420
Ca钢，H表示保证淬透性，K表示渗碳用钢
SNCM616
SNCM815
材料名称
牌号组成
说明
举例
不锈及耐热 钢 含铬轴承钢
工具钢
弹簧钢
S+钢种符号+数字顺 序号 SUJ+顺序号
轴承材料性能对比
轴承材料性能一．高碳铬轴承钢(GCr15/GCr15SiMn/GCr18MO)二．高碳铬轴承钢是含铬～%的高碳合金钢，其特点是：热处理后的显微组织比较均匀稳定、硬度高而均匀、耐磨性好、接触疲劳强度高、具有良好的尺寸稳定性和耐腐蚀性。
经球化退火后，其切削加工性能良好。
这种钢可以满足在一般工况条件下运转的轴承的使用要求。
三．高碳铬轴承钢在全世界得到广泛采用，最常用的牌号是GCr 15和GCr15SiMn，在我国用量约占轴承钢总量的80%以上，这两种钢的性能基本相同，但GCr15SiMn钢的淬透性比GCr15钢好，因此对于较大尺寸的轴承零件，宜采用GCr15SiMn钢。
四．GCr15轴承钢大量用来制造汽车、拖拉机、坦克、飞机等使用的发动机轴承、机床、电机等所使用的主轴轴承以及铁路车辆、矿山机械、通用机械用轴承。
五．GCr15SiMn轴承钢主要用来制造壁厚大的轴承，如各种大型和特大型轴承，多用在重型机床及轧钢机上无较大冲击载荷的工作条件下。
六．由于GCr15SiMn钢的裂纹敏感性较大，冲击韧性差，对于有冲击载荷的厚壁轴承还不能完全满足使用要求，铁道部首先提出客车轴承不允许使用GCr15SiMn钢，还有对于大壁厚的轧机和矿山轴承在承受冲击载荷大的条件下，GCr15SiMn钢也限制使用。
现已开发出GCr18Mo高淬透性钢，和耐磨性。
其性能比GCr15SiMn钢优越，可在铁路轴承、轧机轴承、矿山机械轴承上替代GCr15SiMn钢使用。
七．高碳铬轴承钢的使用范围钢号使用范围套圈钢球滚子GCr15 有效壁厚≤12（26）直径≤50 直径≤22 GCr15SiMn 有效壁厚＞12（26）直径＞50 直径＞22 GCr18Mo 有效壁厚＞15 直径＞80 直径＞50二．渗碳轴承钢(G20Cr2Ni4A)G20Cr2Ni4A轴承钢是一种优质合金渗碳钢（低碳 C ：～）用于制造轴承零件的渗碳钢，用这类钢制造的轴承零件，经渗碳、淬火、回火等热处理工序后，表面具有很高的硬度（硬度≥HRC60）和一定的耐磨性以及较高的抗接触疲劳强度，低碳 C ：～保证了其心部具有良好的韧性（硬度≥HRC33-48）。
滚动轴承钢的分类,特性用途,性能和化学成分
滚动轴承钢滚动轴承钢按使用特点可分为：高碳铬轴承钢（全淬透型轴承钢）、渗碳轴钢（表面硬化型轴承钢）、不锈轴承钢和高温轴承钢四大类。
一、高碳铬轴承钢1．高碳铬轴承钢的牌号、特性及及用途高碳铬轴承钢具有高的接触疲劳强度和耐磨性能，许多牌号属全淬透型钢，如GCr15GCr15SiMn、GCr15SiMo、GCr18Mo。
但由于有的轴承需要心部具有良好韧性而表面需要高硬度，因而又发展出限制淬透性轴承钢，如GCr4。
①GCr15（全淬透型钢）GCr15是高碳铬轴承钢的典型钢种，在淬火、回火后有高的硬度、耐磨性和接触疲劳强度。
其热加工性能和可加工性良有好，淬透性适中，但焊接性差。
GCr15的白点敏感性大，但当采用真空脱气精炼的轴承里，此缺陷可消除。
用于制造壁厚≤12mm、处径≤250mm的滚动轴承套圈，或制造直径≤22mm的圆锥、圆柱、球面滚子及全部尺寸的滚针。
也可用于制造模具、量具和木工刀具及高弹性极限、高疲劳强度的机械零件。
②GCr15SiMn（高淬透型钢）在GCr15钢的基础上提高硅、锰含量，因而淬透性、弹性极限、耐磨性均比GCr15好。
由其制作的滚动轴承件的使用温度不宜超过180℃。
用于制造壁厚>12mm、外径>120mm的滚动轴承套圈、直径>50mm的钢球及直径>22mm的圆锥、圆柱、球面滚子及全部尺寸的滚针。
其他用途与GCr15相同。
③GCr15SiMo（高淬透型钢）在GCr15基础上增加含硅量，添加了钼。
其淬透性高，耐磨性好，疲劳强度高、综合性能良好。
适于制造大尺寸范围的滚动轴承套圈及钢球、滚柱等。
④GCr18Mo（高淬透型钢）在GCr15基础上加入质量分数0.15%~0.25%的钼，并提高了含各量，因而淬透性、耐磨性均提高警惕。
可进行下贝氏体等温淬火，达到与马氏体淬火相近的硬度和耐磨性，而且钢的冲击、断裂韧度和抗弯强度都得到提高，因而提高了钢的综合力学性能和寿命。
可制造壁厚达20mm的滚动轴承套圈，其滚动轴承件的尺寸范围也扩大。
轴承钢的特性功能及化学元素含量
轴承钢的特性功能及化学元素含量1.概述bearing-Steels轴承钢是主要用来制造滚动轴承的零件。
如滚珠、滚柱和轴承套圈等。
它们在工作时承受着高的集中交变载荷，由于滚珠与轴承套圈之间的接触面积小，在高速转动的同时还有滑动，会产生很大的摩擦。
因此滚动轴承钢应具有高的硬度、耐磨性和疲劳强度，对钢的金相组织、化学成分要求是十分严格的，高频红外碳硫分析仪否则会显著缩短轴承的使用寿命。
一般滚动轴承钢的含碳量较高，在0.95～1.1%范围内，并加入某些合金元素，如铬、锰等。
多以球化退火交货，在使用前需进行淬火(约840℃)和低温回火(150℃)。
(1)生产制造方法：对轴承钢的冶炼质量要求很高，需要严格控制硫、磷和非金属夹杂物的含量和分布，因为非金属夹杂物的含量和分布对轴承钢的寿命影响很大。
夹杂物量愈高，寿命就越短。
为了改善冶炼质量，近来已采用电炉冶炼并经电渣重熔，亦可采用真空冶炼，真空自耗精炼等新工艺来提高轴承钢的质量。
(2)用途：除做滚珠、轴承套圈等外，有时也用来制造工具，如冲模、量具、丝锥等。
2.主要生产厂及输往国家、地区我国大连钢厂、大冶钢厂是生产轴承钢的主要产地。
目前主要输往香港和东南亚地区。
3.进口主要生产国家我国主要从日本、德国进口轴承钢。
4.种类我国目前已生产高碳铬不锈轴承钢，主要钢号有9Cr18；渗碳轴承钢，主要钢号有G20CrMo；铬轴承钢，主要钢号有GCr15。
5.规格和外观质量规格主要有圆钢、扁钢、钢丝等。
钢材表面应加工良好。
不得有裂纹、折叠、结疤和夹杂。
冷拉钢表面还应光滑、干净、无氧化皮。
6.红外碳硫分析仪化验化学成分国标、冶标、日本标准中主要钢号的化学成分见表6-7-24。
表6-7-24 有关标准中主要钢号的化学成分指标注：上述钢号Cu%均小于0.25。
7.物理性能轴承钢的物理性能主要以检查显微组织、脱碳层、非金属夹杂物、低倍组织为主。
一般情况下均以热轧退火、冷拉退火交货。
交货状态应在合同中注明。
滚动轴承用钢的五点基本要求
为了防止轴承零件和成品在加工、存放和使
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用过程中被腐蚀生锈，要求轴承钢应具有良好的 防锈性能。 五、加工性能：
轴承零件在生产过程中，要经过许多道冷、
热加工工序，为了满足大批量、高效率、高质量
的要求，轴承钢应具备良好的加工性能。例如， 冷、热成型性能，切削加工性能，淬透性等。 轴承钢除了上述基本要求外，还应该达到化
温轴承钢(如 Cr4Mo4V、Cr14Mo4、Cr15Mo4V、
W18Cr4V) 、 不 锈 轴 承 钢 (9Cr18 、 9Cr18Mo 、 1Cr18Ni9Ti)、真空脱气钢、防磁轴承钢等，其 中最常用的是高碳铬轴承钢。高碳铬轴承钢的基 本钢号有 GCr6 、GCr9、GCr9SiMn 、GCr15、 GCr15SiMn，它是我国轴承制造工业中用途最广、 用量最大的钢种，具备良好的耐磨性能和接触疲
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劳性能，有较理想的加工性能，具备一定的弹性 和韧性。
1c04f8ca1 轴承隔离器油缸密封
学成分适当、内部组织均匀、非金属夹杂物少、
内部表面缺陷符合标准以及表面脱碳层不超过
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规定浓度等要求，这些项目在原材料标准中都有 明确的规定。 轴承零件常用材料主要有：高碳铬轴承钢、
渗碳钢(如 20Cr2Ni4A、15Mn、20Cr2我把带有我生肖的吊坠早早的扔掉
保持轴承精度稳定性，延长使用寿命，轴承钢应 有很好的耐磨性能。 三、硬度：
硬度是轴承质量的重要质量之一，对接触疲
劳强度、耐磨性、弹性极限都有直接的影响。轴
承钢在使用状态下的硬度一般要达到 HRC61~65， 才能使轴承获得较高的接触疲劳强度和耐磨性 能。 四、防锈性能：
轴承钢的抗拉强度
轴承钢的抗拉强度
摘要：
1.轴承钢的概念及特性
2.轴承钢的抗拉强度
3.轴承钢的种类及性能
4.轴承钢的应用领域
5.结论
正文：
轴承钢是一种特殊的钢材，它具有高硬度、均匀的组织、良好的耐磨性、高的接触疲劳性能等特性。
轴承钢的主要应用领域是制造轴承，因为轴承在机械设备中承受着很大的压力和摩擦，所以轴承钢的抗拉强度非常重要。
轴承钢的抗拉强度取决于其材料成分和热处理工艺。
一般来说，轴承钢的抗拉强度在800-1200MPa 之间。
其中，高铬轴承钢具有更高的抗拉强度，可以达到1500MPa 以上。
轴承钢的种类有很多，其中最常用的是GCR15 和GCr9。
GCR15 是一种高铬轴承钢，具有高的淬透性，热处理后可获得高而均匀的硬度。
其耐磨性优于GCr9，接触疲劳强度高，有良好的尺寸稳定性和抗蚀性。
但是，GCR15 的冷变形塑性中等，切削性一般，焊接性能差。
轴承钢在机械、汽车、航空等领域都有广泛的应用。
因为轴承在这些领域中承受着很大的压力和摩擦，所以轴承钢的抗拉强度和耐磨性非常重要。
总之，轴承钢的抗拉强度取决于其材料成分和热处理工艺，而轴承钢的种类和性能则决定了其在不同领域的应用。
轴承钢
工艺流程
（1）50吨及以上UHP电炉冶炼→60吨及以上LF炉精炼→60吨及以上VD炉真空处理→合金钢方坯或矩形坯连铸 （260mm×300mm、180mm×220mm）→缓冷或热送→轧材→精整→检验入库。
（2）90吨及以上转炉冶炼→100吨及以上LF炉精炼→100吨及以上RH炉真空处理→合金钢方坯或矩形坯连铸 →（如：320mm×340mm、240mm×240mm）缓冷或热送→轧材→精整→检验入库。
介绍
轴承钢又称高碳铬钢，含碳量Wc为1%左右，含铬量Wcr为0.5%-1.65%。轴承钢又分为高碳铬轴承钢、无铬轴 承钢、渗碳轴承钢、不锈轴承钢、中高温轴承钢及防磁轴承钢六大类。
高碳铬轴承钢GCr15是世界上生产量最大的轴承钢，含碳Wc为1%左右，含铬量Wcr为1.5%左右，从1901年诞 生至今100多年来，主要成分基本没有改变，随着科学技术的进步，研究工作任在继续，产品质量不断提高，占 世界轴承钢生产总量的80%以上。以至于轴承钢如果没有特殊的说明，那就是指GCr15。
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夹杂物的含量和钢中氧含量密切相关，氧含量越高，夹杂物数量就越多，寿命就越短。
夹杂物和碳化物粒径越大、分布越不均匀，使用寿命也越短，而它们的大小、分布状况与使用的冶炼工艺和 冶炼质量密切相关，生产轴承钢的主要工艺是连铸以及电炉冶炼+电渣重熔工艺冶炼，还有少量采用真空感应+真 空自耗的双真空或+多次真空自耗等工艺来提高轴承钢的质量。
我国已生产高碳铬不锈轴承钢，主要钢号有9Cr18；渗碳轴承钢，主要钢号有G20CrMo；铬轴承钢，主要钢号 有GCr15。
物理性能
轴承钢的物理性能主要以检查显微组织、脱碳层、非金属夹杂物、低倍组织为主。一般情况下均以热轧退火、 冷拉退火交货。交货状态应在合同中注明。钢材的低倍组织必须无缩孔、皮下气泡、白点及显微孔隙。中心疏松、 一般疏松不得超过1.5级，偏析不得超过2级。钢材的退火组织应为均匀分布的细粒状珠光体。脱碳层深度、非金 属夹杂物和碳化物不均匀度应符合相应有关国家标准规定。
滚动轴承钢.
职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库金属材料与热处理课程滚动轴承钢主讲教师：王仙萌西安航空职业技术学院滚动轴承钢所谓滚动轴承钢是指专门用于制造滚动轴承的钢。
滚动轴承是一种高速转动的零件，工作时接触面积很小，不仅有滚动摩擦，而且有滑动摩擦，承受很高、很集中的周期性交变载荷，常见失效形式是接触疲劳损伤或断裂。
因此要求滚动轴承钢应满足以下性能要求：具有高而均匀的硬度；具有高的弹性极限和接触疲劳强度；具有足够的韧性和一定的抗腐蚀能力；具有足够的淬透性，以满足大尺寸滚动轴承的要求。
一、化学成分特点滚动轴承钢是一种高碳低铬钢，含碳量为0.95％-1.10％，含铬量为0.4％-1.65％。
高碳可保证有高的淬硬性，同时可形成铬的碳化物强化相。
铬的主要作用是增加钢的淬透性,使淬火、回火后整个截面上获得较均匀的组织。
铬可形成合金渗碳体（Fe·Cr）3C，加热时降低过热敏感性，得到细小的奥氏体组织。
溶入奥氏体中的铬，又可提高马氏体的回火稳定性。
高碳低铬的滚动轴承钢，经正常热处理后获得较高且均匀的硬度、强度和较好的耐磨性。
二、热处理特点以GCr15轴承钢制作某产品的柱塞套（如下图）为例，分析其热处理工艺规范。
技术要求：硬度指标：60～65HRC。
金相组织为隐针马氏体。
1．滚动轴承的加工工艺路线下料→毛坯锻造→预先热处理 → 粗机械加工 → 最终热处理 → 精加工 →成品检验2．热处理工艺曲线（如下图）及分析预先热处理是正火、球化退火，钢经下料、锻造后的组织是索氏体+少量粒状二次滲碳体，硬度为255~340HB ，正火后采用球化退火的目的在于获得粒状珠光体组织，调整硬度（207~229HB ）便于切削加工及得到高质量的表面。
一般加热到790~810℃烧透后再降低至710~720℃保温3~4h ，使组织全部球化。
最终热处理为淬火+冷处理+低温回火，淬火为获得极细的马氏体，满足硬度要求。
冷处理是使残留奥氏体继续转变为极细的马氏体，然后立即进行回火（经150~160℃回火2~4h ），以去除应力，提高韧性和稳定性，图1 GCr15精密柱塞套（仅标注部分尺） 图2 GCr15钢热处理工艺曲线此时组织为极细的回火马氏体、分布均匀细小的粒状碳化物（5％~10％）以及少量残余奥氏体（5％~10％），硬度为62~66HRC。
第六节轴承钢
2、球化退火
目的： 1、 便于切削加工 207~229HBS
2、 为淬火作组织准备 粒状珠光体在加热时渗碳 体不容易溶解，得到含碳量为0.45~0.6%左右的A+ 未溶渗碳体，渗碳体呈细小球状均匀分布在奥氏 体基体上，奥氏体晶粒非常细小，淬火后得到隐 针M和均匀分布在M上的未溶碳化物，硬度、接触 疲劳强度和耐磨性都很高。
对于精密轴承，要求残余A要少，否则在使用过程中 因残余A转变为M而使尺寸变化。
淬火后立即冷到-79~-80 ℃保持1~2h，冷处理可使残 余A减少到5%左右。冷处理后可使硬度提高2HRC 左右。
磨削后还要进行时效处理，在低于回火温度的温度 下保温5~10h，消除内应力，稳定尺寸。
习题：
1. 渗氮、碳氮共渗、渗碳热处理工艺适合哪些齿轮的 热处理？随齿轮模数的增大，渗碳层深度应该如何 变化？
2. 模数为8的齿轮，选用什么材料比较合适？写出加工 工艺路线，画出渗碳工艺曲线（注明温度）（采用 直接淬火）；说明预先热处理的目的。
（参考p143、p235）
3、滚动轴承常用的材料是什么钢？说明预先热处理的 目的？精密轴承与普通轴承相比，热处理工艺有何 特点？
1、高的接触应力 （可高达3000~35000MPa）并且 有滚动和滑动 失效形式: 磨损和接触疲劳 →表面具有高硬度、耐磨性和接触疲劳强度 选材：高碳钢
2、对于尺寸较大的轴承，承受的力也很大，并且 还会有一定的冲击 失效形式: 断裂 →大的轴承要有较高的韧性 选材：渗碳钢
滚动轴承钢必须有高而均匀的耐磨性，高的弹性 极限和接触疲劳强度，足够的韧性和淬透性，同 时在大气和润滑剂中具有一定的抗腐蚀能力。
3、晶粒 晶粒不断长大，淬火后组织由隐针M 变为粗大透镜状M，强度和韧性降低。
轴承常见材料及性能要求
青铜轴承适用于轴和轴承对中性好的低速重载的场合，可由多种合金成分制成以获得各种不同的物理性能。
铅铜
这种轴承的承载能力高于轴承合金，其适应性较差，因此用于轴的刚性好且对中性好的场合。
铸铁
铸铁轴承材料广泛应用于要求不太严格的场合。轴颈的硬度必须高于轴瓦的硬度。工作表面要用石墨和油的混合胶质仔细地加以跑合。要求轴颈与轴承之间必须良好地对中。
（1）高的接触疲劳强度，
（2）热处理后应具有高的硬度或能满足轴承使用性能要求的硬度，
（3）高的耐磨性、低的摩擦系数，
（4）高的弹性极限，
（5）良好的冲击韧性和断裂韧性，
（6）良好的尺寸稳定性，
（7）良好的防锈性能，
（8）良好的冷、热加工性能。
轴承不同的材料
轴承合金
轴承合金(巴氏合金)被广泛使用。它们通常有两种类型：锡基轴承合金和铅基轴承合金，它们具有跑合快的特点，很容易将表面变得非常平滑，它们通常作为轴承衬附在钢的轴瓦基体上。巴氏合金轴承具有很好的适应性，对于较小的不对中或存在缺陷的轴具有自动调节的特性。因为进入到润滑剂中的适量灰尘或外界杂物能被这种软材料吸收，防止轴出现胶合破坏，故这种嵌入性使得它们成为极优秀的轴承材料。轴颈材料可以是软钢、硬钢或铸铁。
多孔轴承
首先将金属粉末进行烧结，然后将其浸在油中，就可制作出所谓“自润滑”或“多孔”轴承。各种不同成分的青铜被广泛使用在多孔轴承上，而较少使用铁。由于多孔轴承具有自润滑性能，所以它主要用于当使用一般润滑方法时，轴承难以或不可能获得可靠润滑的场合。
碳和塑料
在高温场合，或传统的润滑方式不能使用时，纯碳轴承可以达到满意的效果。聚四氟乙烯是一种非常普通的塑料。由它做成的轴承具有极低的摩擦系数，并且用在无油润滑的场合，它可以在低速或间歇摆动且重载的工况下工作。实验表明，一些材料的组合可以很好地搭配工作，而有一些则不能。在一起不能很好搭配工作的材料组合将会出现过度的磨损。
轴承材料性能对比
轴承材料性能一．高碳铬轴承钢（GCr15/GCr15SiMn/GCr18MO)高碳铬轴承钢是含铬1.30～1。
65％的高碳合金钢，其特点是：热处理后的显微组织比较均匀稳定、硬度高而均匀、耐磨性好、接触疲劳强度高、具有良好的尺寸稳定性和耐腐蚀性。
经球化退火后，其切削加工性能良好。
这种钢可以满足在一般工况条件下运转的轴承的使用要求。
高碳铬轴承钢在全世界得到广泛采用，最常用的牌号是GCr 15和GCr15SiMn，在我国用量约占轴承钢总量的80％以上，这两种钢的性能基本相同，但GCr15SiMn钢的淬透性比GCr15钢好，因此对于较大尺寸的轴承零件,宜采用GCr15SiMn钢.GCr15轴承钢大量用来制造汽车、拖拉机、坦克、飞机等使用的发动机轴承、机床、电机等所使用的主轴轴承以及铁路车辆、矿山机械、通用机械用轴承.GCr15SiMn轴承钢主要用来制造壁厚大的轴承,如各种大型和特大型轴承，多用在重型机床及轧钢机上无较大冲击载荷的工作条件下。
由于GCr15SiMn钢的裂纹敏感性较大，冲击韧性差,对于有冲击载荷的厚壁轴承还不能完全满足使用要求，铁道部首先提出客车轴承不允许使用GCr15SiMn钢，还有对于大壁厚的轧机和矿山轴承在承受冲击载荷大的条件下，GCr15SiMn钢也限制使用。
现已开发出GCr18Mo高淬透性钢,和耐磨性.其性能比GCr15SiMn钢优越，可在铁路轴承、轧机轴承、矿山机械轴承上替代GCr15SiMn钢使用.高碳铬轴承钢的使用范围钢号使用范围套圈钢球滚子GCr15 有效壁厚≤12（26）直径≤50 直径≤22 GCr15SiMn 有效壁厚＞12（26) 直径＞50 直径＞22GCr18Mo 有效壁厚＞15 直径＞80 直径＞50二．渗碳轴承钢（G20Cr2Ni4A)G20Cr2Ni4A轴承钢是一种优质合金渗碳钢（低碳 C ：0.17~0.23）用于制造轴承零件的渗碳钢,用这类钢制造的轴承零件，经渗碳、淬火、回火等热处理工序后,表面具有很高的硬度（硬度≥HRC60)和一定的耐磨性以及较高的抗接触疲劳强度,低碳 C ：0.17~0。
洛阳轴承研究所关于轴承钢的一些解释
洛阳轴承研究所关于轴承钢的一些解释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。
滚动轴承钢
热处理工艺
轴承钢一般的工艺路线为： 锻（轧）
球化退火
淬火、回火
机械加工
热处理工艺
1 预先热处理
由于轴承钢是过共析钢，并且对碳化物的形状和分布要求较 高，因此通常采用球化退火。
球化退火加热温度：GCr15钢的球化退火加热温度范围780～ 810℃，790℃被认为是最适宜的加热温度。
加热温度过高，奥氏体中未溶碳化物量过少，奥氏体成分进 一步均匀化，冷却后得到的是粗片层珠光体，或有大块聚集碳化 物，这是不合格的过热组织；
滚动轴承钢的应用
世界上最大的滚动轴承是海上巨型风机SL5000的发电机底座轴 承，直径有两层楼高，加工精度不超过6微米，相当于头发丝 的二十分之一。
滚动轴承钢的性能
根据轴承的工作条件和失效破坏情况，轴承钢的 性能应满足如下要求： ①高而均匀的硬度与耐磨性 ②高的接触疲劳强度 ③高的弹性极限和一定的韧度 ④尺寸稳定性好 ⑤一定的耐蚀性 ⑥具有良好的冷、热加工性能
滚动轴承钢的应用
高温轴承钢：这类钢的成分特点是含有大量的W、Mo、 Cr、V等碳化物形成元素，淬火后可获得高合金化的高 碳马氏体，具有良好的回火稳定性，并在高温回火后产 生二次硬化现象，能在高温下保持高硬度、高耐磨性和
良好的接触疲劳强度。 Cr4Mo4V钢是航空发动机上最 常用的高温轴承钢，这种钢在热处理和性能上具有 高速钢的特点，但含合金元素含量略少，故高温硬 度不如高速钢，但这种钢的加工性能好于高速钢。
碳化物能以细小质点均匀分布于钢基体组织中，既可提 高钢的回火稳定性，又可提高钢的硬度，进而提高钢的耐 磨性和接触疲劳强度。
适宜的铬含量为0.40%-1.65%。 当铬含量高于1.65%以后，则会使残余奥氏体增加，使 钢的硬度和尺寸稳定性降低，同时还会增加碳化物的不均 匀性，降低钢的韧性。
解析滚动轴承用钢应具备的性能
解析滚动轴承用钢应具备的性能现在很多机器都要求在高转速、高载荷、高旋转精度下进行，因此制造滚动轴承时所选择的材料的好坏对其使用性能的影响非常大。
对材料的基本要求是由轴承的破坏形式而决定的。
一般情况下滚动轴承的主要破坏形式是在交变应力作用下疲劳剥落，以及因摩擦磨损而使轴承精度丧失的。
另外，还有压痕、裂纹、锈蚀等，因此要求制造滚动轴承用钢具备以下性能。
下面天津FAG 轴承代理就为大家简单介绍下。
一、有较高的接触疲劳强度：滚动轴承运转的时候，滚动体在轴承内圈和外圈的滚道之间滚动，它的接触部分承受周期性的交变载荷。
多的每分钟可达数十万次，在周期性的交变应力反复作用下，接触表面金属出现疲劳剥落现象，会引起轴承振动、噪声增大，工作温度会迅速上升，导致轴承最终损坏，称为接触疲劳破坏。
接触疲劳破坏是轴承正常破坏的一种主要形式。
材料的接触疲劳强度高意味着其抗疲劳能力比较强，所以滚动轴承所用的钢，应具备较高的接触疲劳强度。
二、有良好的耐磨性：滚动轴承工作的时候，除了会发生滚动摩擦外，同时也会发生滑动摩擦，发生滑动摩擦的部位主要有：滚动体和滚道、滚动体和保持架的兜孔、保持架和套圈引导挡边及滚子端面与套圈引导挡边之间等。
无论是宏观还是微观的滑动摩擦都会带来轴承接触表面的磨损，滚动轴承中滑动摩擦的存在使轴承零件产生磨损。
如果轴承钢的耐性比较差，滚动轴承就是因为磨损过早的失去精度或者因为旋转精度下降使轴承的振动增加、寿命降低。
所以，轴承钢应当具有良好的耐磨性。
三、有比较高的弹性极限：由于滚动体和套圈滚道之间接触面积比较小，轴承在比较大的载荷作用下，其接触表面的接触压力很大。
为防止在高接触压力下发生过大的塑性变形，使轴承精度丧失或者发生表面裂纹，所以，要求轴承钢具有比较高的弹性极限。
四、需要有适宜的硬度：硬度对于接触疲劳强度、耐磨性、弹性极限，都有着最直接的影响，所以，滚动轴承的硬度也会直接影响滚动轴承的寿命。
滚动轴承钢的硬度并不是越高越好的，大小也要适宜，过大或者过小都会影响轴承的使用寿命。
GCr15SiMn
GCr15SiMnGCr15SiMn 轴承钢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，可做冷做模具钢。
比重：7.81(一)轴承钢锻造温度(1)始锻温度：1150(1120)终缎温度：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)。
(二)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。
(3)各种轴承钢淬火+低温回火及硬度表钢号淬火温度及淬火介质低温回火硬度HRCGCr15SiMn 800~840 油150~170 62~64(三)淬火及淬火介质(1)淬火颜色(经验) 白色最硬而脆，黄色硬而韧，兰色软而韧。
(2) 淬火介质A 水：一般温度不超过40度，不得有油，肥皂等杂质。
B 盐及碱的水溶液：水中加百分之5~10的盐或碱。
盐溶液冷却速度是水的十倍，硬度高而均匀，但组织应力大，有一定的锈蚀作用。
温度小于60度。
碱溶液(苛性纳水溶液)腐蚀性大，适应范围小。
C 油：包括机油，锭子油，变压器油，柴油等。
可减小变形与开裂。
不适用碳钢。
油温度：在60~~80度，最高不超过100~120度。
(四)回火温度轴承钢采用低温回火。
温度：150~250度。
可在保持高硬度和高耐磨性的前提下，降低内应力和脆性，以免使用时崩裂或过早损坏。
硬度HRC：58~~64。
●特性及适用范围：是在GCr15钢基础上，适当提高Si、Mn含量以改善其淬透性和弹性极限，耐磨性也比GCr15好。
制造滚动体的适用尺寸范围比GCr15大，主要用于制造壁厚＞12mm，外径＞280mm 的轴承套圈钢球直径＞50mm；圆锥、圆柱和球面滚子直径＞22mm和所有尺寸的滚针。
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轴承钢具有高的耐磨性、高的接触疲劳强度、高的弹性极限、适宜的硬度、良好的工艺性能、良好的防锈性能、一定的冲击韧性和良好的尺寸稳定性等八大基本性能。
一、高的耐磨性。
滚动轴承正常工作时不但发生滚动摩擦外，还伴有滑动摩擦。
发生滑动摩擦的主要部位是滚动体与滚道之间的接触面、滚动体和保持架兜孔之间的接触面、保持架和套圈引导挡边之间以及滚子端面与套圈引导挡边之间等。
如果轴承钢的耐磨性差，滚动轴承便会因磨损而过早地丧失精度或因旋转精度下降而使轴承振动增加、寿命降低。
二、高的接触疲劳强度。
接触疲劳破坏是轴承正常破坏的主要形式。
滚动轴承运转时滚动体在轴承内、外圈的滚道间滚动，其接触部分承受周期性交变载荷，多者每分钟可达数十万次，在周期性交变应力的反复作用下，接触表面出现疲劳剥落。
滚动轴承开始出现剥落后便会引起轴承振动、噪音增大工作温度急剧上升，致使轴承最终损坏，这种破坏形式称为接触疲劳破坏。
三、高的弹性极限。
滚动轴承工作时由于滚动体与套圈滚道之间接触面积很小，轴承在承受载荷时，特别是在承受较大载荷的情况下接触表面的接触压力很大。
为了防止在高接触应力下发生过大的塑性变形，使轴承精度丧失或发生表面裂纹，因此要求轴承钢应具有高的弹性极限。
四、适宜的硬度。
硬度是滚动轴承的重要指标之一。
它与材料接触疲劳强度、耐磨性、弹性极限有着密切的关系，直接影响着滚动轴承的寿命，轴承的硬度通常要根据轴承承受载荷的方式和大小、轴承尺寸和壁厚的总体情况来决定。
滚动轴承用钢的硬度要适宜，过大或过小都将影响轴承使用寿命。
众所周知，滚动轴承的主要失效形式是接触疲劳破坏，以及由于耐磨性差或尺寸不稳定而使轴承精度丧失；轴承零件如果缺乏一定的韧性，在承受较大冲击载荷时又会由于发生脆断而导致轴承的破坏。
所以，一定要根据轴承的具体情况和破坏的方式来确定轴承的硬度。
对于由于疲劳剥落或耐磨性差使轴承精度丧失的情况，轴承零件应选用较高的硬度；对于承受较大冲击载荷的轴承(例如轧机：轴承、铁路轴承和一些汽车轴承等)，应适当降低硬度以提高轴承的韧性是十分必要的。
五、良好的工艺性能。
滚动轴承在生产过程中，其零件要经过多道冷、热加工工序。
这就要求轴承钢应具有良好的工艺性能，如冷、热成型性能，切削、磨削加工性能及热处理性能等等，以适应滚动轴承大批量、高效率、低成本和高质量生产的需要。
六、良好的防锈性能。
滚动轴承的生产工序繁多，生产周期较长，有的半成品或成品零件在装配前还需较长时间的存放，因此，轴承零件在生产过程中或在成品保存中都极易发生一定的锈蚀，特别是在潮湿的空气中。
所以，要求轴承钢要具有良好的防锈性能。
七、一定的冲击韧性。
很多滚动轴承在使用过程中都会受—定的冲击载荷，因此要求轴承钢具有一定的韧性，以保证轴承不因冲击而破坏。
对于承受较大冲击载荷的轴承例如轧机轴承、铁路轴承等要求材料具有相对较高的冲击韧性和断裂韧性，这些轴承有的用贝氏体淬火热处理工艺，有的用渗碳钢材料，就是为了保证这些轴承具有较好的耐冲击韧性。
八、良好的尺寸稳定性。
滚动轴承是精密的机械零件，其精度是以微米为计算单位。
在长期的保管和使用过程中，因内在组织发生变化或应力变化会引起轴承尺寸的变化，导致轴承丧失精度。