【轴承钢的主要元素】我国目前已生产的高碳铬不锈轴承钢,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。其主要化学成分如下表:
【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℃)。
轴承钢,是钢铁行业里应用得最为广泛的一种,也是钢铁生产过程中要求最严格的钢种之一。使用轴承钢,可以有效地提高轴承的扭转性能、降低噪音和延迟使用寿命。由于其性能优越,所以国际上严格要求了其成分必须具有均匀的硬度、耐磨性和高的弹性极限,但其成分里究竟应该包含多少碳量、多少含铬量,却是一门大大的学问。每一位冶金技术人员都应该懂得不同种类的轴承钢的成分构成,才能更顺利地冶炼出高质量的轴承钢。
轴承钢,作为是所有钢铁生产中要求最严格的钢种之一,其含碳量ωc为1%左右,含铬量ωcr为0.5%-1.65%。国际上按照国际标准,将轴承钢分为六大类: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。其中,高碳铬轴承钢GCr15产量目前已占到世界轴承钢生产总量的80%以上。而高碳铬轴承钢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,高碳铬轴承钢GCr15的主要成分基本上没有改变过。以至于轴承钢如果没有特殊的说明,那就是指GCr15。
一般的轴承钢,主要都是高碳铬轴承钢,即含碳量1%左右,加入1.5%左右的铬,并含有少量的锰、硅元素的过共析钢。铬可以改善热处理性能、提高淬透性、组织均匀性、回火稳定性,又可以提高钢的防锈性能和磨削性能。但当铬含量超过1.65%时,淬火后会增加钢中残余奥氏体,降低硬度和尺寸稳定性,增加碳化物的不均匀性,降低钢的冲击韧性和疲劳强度。为此,高碳铬轴承钢中的含铬量一般控制在1,65%以下。只有严格控制轴承钢中的化学成分,才能通过热处理工序获得满足轴承性能的组织和硬度。
面对成分要求如此严格的轴承钢,其冶金过程中对质量的控制也极其严苛,要注意如下几点:
(1)较高的尺寸精度
(2)特别严格的纯洁度
(3)严格的低倍组织和显微(高倍)组织
(4)特别严格的表面缺陷和内部缺陷
(5)严格的碳化物不均匀性
(6)严格的表面脱碳层深度
随着经济发展,中国各地的城市基础设施工程正进行得热火朝天,而精密的轴承等基础机械铸造业也飞速发展,造成对轴承的需求越来越多,未来的轴承钢市场前景一片光明。各大钢铁厂更要充分了解各大分类的轴承钢成分构成及其物理性能,在冶炼过程中要严格控制成分含量,同时注意对冶金质量的严格控制,使得冶炼出来的轴承钢符合国际标准,并可以满足快速增长的市场需求。
轴承钢主要分为6种:1、常用轴承钢。2、渗碳轴承钢。3、中碳轴承钢。4、高温轴承钢。5、耐腐蚀轴承钢。6、耐低温轴承钢。各轴承钢含有的元素不同,主要有碳、铬、硅、锰、钼、镍、钒、钨、钛等等,还含有一部分硫、磷等杂质。现将各轴承钢的化学成分介绍如下:
1、国产高碳铬钢化学成分YB(T)1-80(%)
钢号 .........碳....... 铬........ .硅........ 锰
GCr9 /////1.00-1.10 /0.90-1.20 /0.15-0.35 /0.25-0.45
GCr15 ////0.95-1.05 /1.40-1.65 /0.15-0.35/ 0.25-0.45
GCr9SiMn /1.00-1.10 /0.90-1.20 /0.45-0.75/ 0.95-1.25
GCr15SiMn 0.95-1.05 /1.40-1.65 /0.45-0.75/ 0.95-1.25
续上表
钢号 .....(磷、.. 硫. 镍+铜. 钼 )
.................(不大于)
GCr9 /////0.025 /0.025 /0.5/ 0.08
GCr15 ////0.025/ 0.025 /0.5/ 0.08
GCr9SiMn /0.025 /0.025 /0.5 /0.08
GCr15SiMn 0.025 /0.025 /0.5 /0.08
2、国产渗碳轴承钢的化学成分(%)
钢号 ///////////碳 //////铬 //////////硅//////// 锰 ///////钼
15//////////0.12-0.19////≤0.25///0.17-0.37//0.35-0.65/////无
15Mn////////0.12-0.19////≤0.25///0.17-0.37//0.70-1.00 ////无
20//////////0.17-0.24////≤0.25///0.17-0.37//0.35-0.65 ////无
20Mn2 //////0.17-0.24//////无//// 0.17-0.37//1.40-1.80 ////无
12Cr2Ni4A //0.10-0.17 /1.25-1.75 /0.17-0.37//0.30-0.60 ////无
20Cr ///////0.17-0.23 /0.80-1.10 /0.17-0.37//0.50-0.80 ////无
20CrMo /////0.17-0.24/ 0.80-1.10/ 0.17-0.37//0.40-0.70 // /无
20CrMoTi ///0.17-0.23 /1.00-1.30 /0.17-0.37//0.80-1.10 ////无
20Cr2Ni4A //0.17-0.23 /1.25-1.75/ 0.17-0.37//0.30-0.60 ////无
20NiMo /////0.17-0.25 ///<0.30 ///0.17-0.37//0.40-0.70 /0.20-0.30
20Cr2Mn2MoA 0.17-0.23 /1.70-2.00 /0.17-0.37//1.30-1.60 /0.20-0.30
20Cr2NiMoA /0.15-0.22 /0.40-0.60 /0.17-0.37 /0.40-0.70 /0.20-0.30
18CrMnMo ///0.16-0.24 /0.90-1.20 /0.17-0.37/ 0.90-1.20 /0.20-0.30
续上表
钢号////// 镍 /////////(磷 ////硫 ////铜)
..........................(不大于)
15 //////≤0.25///////// 0.04 //0.04 /0.3
15Mn ////≤0.25///////// 0.04 //0.04 /0.25
20 //////≤0.25 /////////0.04 //0.04 /0.25
20Mn2 //////无////////// 0.035 /0.035 /0.3
12Cr2Ni4A /3.25-3.75 ////0.035 /0.035 /0.3
20Cr///////≤0.30 ///////0.035 /0.035 /0.3
20CrMo //////无///////// 0.035 /0.035 /0.3
20CrMoTi ////≤0.30///// 0.035/ 0.035/ 0.3
20Cr2Ni4A ////3.25-3.75 /0.035 /0.035 /0.3
20NiMo ///////1.50-1.90//0.025/ 0.025 /0.2
20Cr2Mn2MoA/////≤0.30 //0.025 /0.025 /0.25
20Cr2NiMoA ///1.60-2.00 /0.035 /0.025 /0.2
18CrMnMo ////////≤0.4 //0.025 /0.025 /0.2
3、国产中碳轴承钢的化学成分(%)
钢号 ////////碳 ////////铬 ///////硅 ////////锰 ////////钼
37CrA //0.32-0.42 /0.80-1.10 /0.15-0.35 /0.40-0.70 /////无
40Cr ///0.34-0.44 /0.80-1.10 /0.17-0.37 /0.50-0.80 /////无
50CrNi /0.47-0.54 /0.45-0.75 /0.17-0.37/ 0.50-0.80 /////无
65Mn ///0.62-0.70 //≤0.25 ///0.17-0.37 /0.90-1.20 /////无
55SIMoV 0.53-0.60 //≤0.30 ///0.80-1.10 /0.30-0.60 /0.40-0.60
50CrVA /0.46-0.54 /0.80-1.10 /0.17-0.37/ 0.50-0.80 /////无
5CrMnMo 0.50-0.60 /0.60-0.90 /0.25-0.60 /1.20-1.60 /0.15-0.30
G8Cr15 /0.75-0.80 /1.30-1.65 /0.15-0.35 /0.20-0.40 /////无
续上表
钢号 镍 钒 ( 磷 硫 铜 )
(不大于)
37CrA ≤0.25 / 0.035 0.03 0.25
40Cr / / 0.035 0.035 0.3
50CrNi 1.00-1.40 / 0.035 0.035 0.3
65Mn //////≤0.25 /////无////// 0.04 ///0.04 ////0.25
55SIMoV ///≤0.30 //0.15-0.25 //0.025 //0.015 ////无
50CrVA ////≤0.35 //0.10-0.20 //0.035 //0.03 ////0.25
5CrMnMo ///≤0.25 /////无////// 0.03 ///0.03 ////0.3
G8Cr15 ////≤0.30 /////无////// 0.025 //0.025////0.25
4、国产高温轴承钢的化学成分(%)
钢号//////////碳///////硅/////////锰////////铬////////钼////////钨
W18Cr4V///0.70-0.80//<0.40//////<0.40///3.80-4.40///<0.30///17.5-19.0
W2Cr4Mo8V 0.75-0.85/0.20-0.40/0.20-0.40/3.75-4.50/7.75-9.25/1.15-1.85
W6Cr4Mo5V20.80-0.90///≤0.40////≤0.40/////无/////////无 ///5.50-6.75
Cr4Mo4V///0.75-0.85///≤0.35////≤0.35//3.75-4.25//4.0-4.5//////无
GCrSiWV///0.95-1.05//0.70-0.90/0.40-0.60/1.30-1.60///无/////1.10-1.40
Cr15Mo4///0.90-1.00///≤1.00////≤1.00////14-16////3.80-4.30////无
续上表
钢号 ..........钒 ...( 镍 ..铜.. 硫... 磷)
............................(不大于)
W18Cr4V ///1.00-1.40 //无 //无 /0.03 /0.03
W2Cr4Mo8V /0.90-1.30 //无 //无 /0.03 /0.03
W6Cr4Mo5V2/1.75-2.20 //无//无// 0.03/ 0.03
Cr4Mo4V ///0.90-1.10 /0.2 /0.2 /0.02 /0.027
GCrSiWV ///0.2-0.35 //0.3 /0.3 /0.02 /0.027
Cr15Mo4 /////≤0.20 //0.3///无 /0.02 /0.027
5、国产耐腐蚀轴承钢的化学成分(%)
钢号 .......碳 ..(硅 ...锰) 铬 .........钼
..................(不大于)
9Cr18 ///0.8-1.0// 0.8 /0.8 /17-19 ///////无
9Cr18Mo /1.0-1.10 /0.5 /0.8 /16-18 ///////0.75
9Cr18MoV /0.85-0.95 /0.8 /0.8 /17-19 /1.00-1.30
1Cr17Ni2 /0.11-0.17/ 0.8 /0.8/ 16-18 //////无
1Cr17Ni9//// ≤0.12//1.0 /2.0 /17-19 //////无
0Cr18Ni9Ti //≤0.08//1.0 /2.0 /17-19 //////无
1Cr18Ni9Ti// ≤0.12//1.0 /2.0 /17-19 //////无
续上表
钢号 ........钒 .......镍 ....钛 .......硫 ....磷
9Cr18 ///////无////////无/////无///////0.03 //0.035
9Cr18Mo /////无////////无/////无///////0.03 //0.03
9Cr18MoV /0.07-0.12 ///无/////无////// 0.03 //0.035
1Cr17Ni2 /////无// 1.5-2.5 ///无////// 0.03 //0.035
1Cr17Ni9 /////无 ///8-11 /////无///////0.03 //0.035
0Cr18Ni9Ti ///无/// 8-11/// 5XC%-0.7// 0.03// 0.035
1Cr18Ni9Ti ///无/// 8-11 ////无/////// 0.03 //0.035
6、耐低温轴承钢一般用SUS440C(日本牌号,相对于中国牌号为9Cr18Mo,在耐腐蚀轴承钢中有化学成分)。一般将马氏体不锈钢进行低温深冷处理,以保证其组织不发生变化。
废旧轴承的用途:
1、对于大型和特大型废旧轴承,频于失效或已失效而零件尚无重损伤的贵重轴承可以进行修复。
2、某些确实难以购到的轴承品种,失效后可以进行修复。
3、对于损伤较重的轴承只有回炉熔炼。
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含15%的铬,还有点微量元素。
废旧轴承可以把外圈掏出来扔出去,滚着玩,我小时候如果有个这东西很叫让人羡慕的。里面的滚珠可以弹球玩,可以摆做装饰,挺拉风的。
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。轴承钢是用来制造滚珠、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:全淬透型轴承钢、表面硬化型轴承钢、不锈轴承钢、陌贝网提供实时轴承供需,高温轴承钢等四类共17个钢号。
性能要求:为了满足以上对动轴承的性能的要求,对轴承钢材料提出了以下一些基本的性能要求:
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。