SUJ2簡介


日本JIS標準SUJ2高碳鉻軸承鋼，對應國標牌號GCr15。


SUJ2高碳鉻軸承鋼，可全硬處理，硬度可達HRC58-61，具備了軸承的耐磨性，也加強了鋼性，加工性佳，并可直接加工成型，使用模次**SKD-61(HRC52)全硬體2-3倍。在淬火、回火時尺寸變化不大,抗疲勞性能相當好。


綜合性能良好。淬火和和回火后硬度高而均勻，耐磨性、接觸疲勞強度高。熱加工性好，球化退火后有良好的可加工性，但對形成白點敏感。


用途


用于一般塑膠模具,汽車,機床軸承,鋼球,滾子,軸套,冷軋。


制造內燃機。電機車、機床、拖拉機、軋鋼設備、鉆探機、鐵道車輛以及礦山機械等傳動軸上的鋼球、滾子和軸套等。


化學成份(%)


C：0.95-1.10


Mn：<0.50


P：<0.025


S：<0.025


Cr：0.30-1.60


Si：0.15-0.35


力學性能


抗拉強度 σb (MPa)：1617


沖擊功 Akv (J)：28


硬度 ：61～64HRC


試樣尺寸：某試樣


密度：7.8g/cm3


熱處理規范及金相組織


熱處理規范：850～860℃淬火，油冷;160℃回火2h。


金相組織：回火馬氏體。


交貨狀態


以熱軋（鍛制）退火，不退火，退火剝皮鋼、冷拉（軋）圓鋼，磨光圓鋼、熱軋鋼管，退火剝皮鋼管、冷拉（軋）鋼管八種狀態交貨。


制作工藝


1964年開始應用鋼包脫氣法，即把鋼包放在真空室內，通人惰性氣體進行攪拌，使其壓力下降到66.5Pa（0.5托）實現脫氣，使鋼中氧含量從(25~35)×10-6下降到(15~20)×10-6。這種方法不足之處是使堿性大的爐渣也同樣攪拌，鋼的純凈度難以較大限度地提高。為解決此問題，1968年開始引進提升脫氣法(RH法)在13.3Pa（0.1托）的高真空下，鋼中的氫、氧被脫去，降低夾雜物，而爐渣不被卷人。60t高功率電爐的使用加上RH脫氣，使鋼中氧含量從(15~20)×10-6下降到(8.3~15)×10-6。1974年以后，為了配合**高功率電爐的合理使用，引進了鋼包精煉技術（LF法），即鋼包帶有加熱、攪拌和真空脫氣裝置，在鋼包內完成還原期，形成還原性爐渣，并脫氧、脫硫、脫氫，還能控制鋼液溫度、鋼液的成分精度和澆注時間。此階段UHP爐應用+LF+RH法聯合使用，使鋼中氧含量降到(5~10)×10-6，這對于與連續澆注相匹配是必不可少的。此外，為進一步改善真空脫氣的效果，還開發和采用了霧化真空脫氣法、循環真空脫氣法(通稱DH法)生產真空脫氣軸承鋼。


真空感應冶煉法(VIM法)


在真空感應冶煉時,挑選基本不含雜質、化學成分與冶煉合金鋼等級相當的廢鋼送入小型電感應爐中，這種爐子置于大型真空室內，真空室內包括一個密封料斗以添加所需合金。早在快速熔化和精煉期間就開始鋼水的脫氣，冶煉完成后，讓爐子傾斜并將鋼水注入鋼鑄模。在真空密封室內，鋼鑄模自動進人和退出澆注位置。這種真空感應冶煉爐工藝是用來制造優質航空軸承鋼的較早真空冶煉方法之一。今天，它的主要作用之一是提供用于生產**高純度真空電弧重熔鋼的電極。


這種工藝是將具有理想化學成分的一個電極置入一個周圍用水冷卻、內部為真空的銅模中。電弧產生于電極底面和同樣合金成分的基板之間。在較高真空度下當電極損耗時，它會自動下降，并且控制電壓以維持恒定的冶煉參數。因為對凝固方式進行了控制，所以重熔鋼基本上無中心氣孔和澆鍵分凝。重熔鋼改善了力學性能,特別是橫向方向的力學性能。

GCr15概述

GCr15軸承鋼是一種合金含量較少、具有良好性能、應用較廣泛的高碳鉻軸承鋼。經過淬火加回火后具有較高的硬度、均勻的組織、良好的耐磨性、高的接觸疲勞性能。該鋼冷加工塑性中等，切削性能一般，焊接性能差，對形成白點敏感性能大，有回火脆性。

GCr15是一種較常用的高鉻軸承鋼，具有高的淬透性，熱處理后可獲得高而均勻的硬度。耐磨性優于GCr9，接觸疲勞強度高，有良好的尺寸穩定性和抗蝕性，冷變形塑性中等，切削性一般，焊接性差，對白點形成敏感，有第一類回火脆性。 在滾珠軸承制造中，用以雜質壁厚12mm.外徑<250mm的H級至C級的軸承套，直徑25.4-50.8mm的鋼球；直徑<22mm的滾子，此外也可用作承受大負荷.要求高耐磨性.高彈性極限.高接觸疲勞強度的其他機械零件及各種精密量具冷沖模等。如機床的滾珠絲桿，渦輪噴氣發動機噴嘴的噴口.柱塞.活門.襯套等。

化學成分

C：0.95-1.05

Mn：0.20-0.40

Si：0.15-0.35

S：≤0.020

P：≤0.027

Cr：1.30-1.65

Mo：≤0.10

Ni：≤0.30

Cu：≤0.25

Ni+Cu：≤0.50

GCr15軸承鋼蘭宇鋼鐵現貨規格：熱軋/冷軋 ￠2.0-350mm

熱處理

其熱處理制度為：鋼棒退火，鋼絲退火或830-840度油淬。

熱處理工藝參數

A.普通退火：790-810度加熱，爐冷至650度后，空冷——HB170-207

B.等溫退火：790-810度加熱，710-720度等溫，空冷——HB207-229

C.正火：900-920度加熱，空冷——HB270-390

D.高溫回火：650-700度加熱，空冷——HB229-285

E.淬火：860度加熱，油淬——HRC62-66

F.低溫回火：150-170度回火，空冷——HRC61-66

G.碳氮共滲：820-830度共滲1.5-3小時，油淬，-60度至-70度深冷處理 +150度至+160回火，空冷——HRC≈67

生產制造方法

對軸承鋼的冶煉質量要求很高，需要嚴格控制硫、磷和非金屬夾雜物的含量和分布，因為非金屬夾雜物的含量和分布對軸承鋼的壽命影響很大。夾雜物量愈高，壽命就越短。為了改善冶煉質量，亦可采用真空冶煉，真空自耗精煉等新工藝來提高軸承鋼的質量。

用途

用于制作各種軸承套圈和滾動體.例如:制作內燃機、電動機車、汽車、拖拉機、機床、軋鋼機、鉆探機、礦山機械、通用機械,以及高速旋轉的個高載荷機械傳動軸承的鋼球、滾子和套圈. 除做滾珠、軸承套圈等外，有時也用來制造工具，如沖模、量具。

特性

綜合性能良好.球化退火后有良好的切削加工性能.淬火和回火后硬度高而且均勻,耐磨性能和接觸疲。

勞強度高.熱加工性能好.含有較多的合金元素,價格比較便宜.GCr15鋼是高碳鉻軸承鋼中使用和生產量較多的牌號,被世界廣泛采用.但是白點敏感性強,焊接性能較差。

具有高而均勻的硬度,良好的耐磨性.用于制作承受負荷較大的小截面調質件和應力較小的大型正火零件。

具有了軸承的耐磨性,也加強了**也鋼性.GCr15鍛造工藝。

噴射成形作為一項新穎的快速凝固技術,在材料制造與加工方面顯示出巨大的優勢.采用該技術制備了GCr15鋼、2.98wt﹪si**高碳鋼,以及Cu- 20wt﹪Fe原位復合材料,對它們的組織與性能進行了研究.噴射成形GCr15鋼的鑄態組織為等軸細層狀珠光體,平均片間距為85nm ;油淬處理獲得的馬氏體片平均寬度為0.35μm.x射線衍射分析及TEM觀察表明,硬度隨回火溫度升高而下降與回火中ε碳化物析出及長大有關.由CCT曲線測試獲得噴射成形GCrl5鋼的Ms(150℃)比母合金的Ms(250℃)低100℃,其主要原因是因為前者基體中固溶的碳含量**后者.噴射成形 GCr15鋼鑄態試樣的**塑延伸率優于常規工藝制備的同種材料.**利用噴射成形工藝制備了Cu-2Owt﹪Fe合金(SF)。

軸承鋼簡介

軸承鋼是用于制造滾動軸承的滾珠，滾柱和套筒等的鋼種，也可用于制作精密量具，冷沖模，機床絲杠及柴油機油泵的精密偶件。

名稱：軸承鋼

英文：bearing steel

發展前景

精密軸承等基礎機械鑄造業已經成為國家“十二五”期間重點發展的行業，為了實現*提出的經濟增長目標，各地城市基礎設施建設工程密集開工，軸承鋼市場需求也將隨之釋放。

伴隨著軸承制造業的持續、較快發展，軸承鋼市場前景被看好。國內軸承鋼生產廠家正積極研發軸承鋼新品種，軸承制造產業發展立足高端產品是未來的主要趨勢。

為了實現*提出的經濟增長目標，各地城市基礎設施建設工程掀起施工高潮，鐵路、**房、水利、港口、機場等重大工程項目的密集開工帶動了工程機械制造業的復蘇，拉動工程機械需求，軸承鋼市場需求也隨之釋放。同時鐵礦石、焦炭、高鉻等鋼鐵原材料市場價格持續高位運行，使軸承鋼生產成本不斷攀升，剛性成本的推動，促使鋼廠的出廠價格上調，從而進一步帶動軸承鋼市場價格的上升，這兩方面利好因素穩定了增長拉動了內需。

產業洞察研究資料《2013年中國軸承鋼產業深度研究報告》顯示目前國內軸承制造產業發展勢頭強勁，對軸承鋼市場平穩向好將帶來利好效應。一批高端軸承需求量大幅增長，如航空航天軸承、機床主軸用高速精密軸承、高速電主軸軸承、光伏行業機床用精密軸承、高鐵軸承、汽車軸承、起重機用滑輪軸承等等。

產品概述

軸承鋼是用來制造滾珠、滾柱和軸承套圈的鋼。軸承在工作時承受著較大的壓力和摩擦力，所以要求軸承鋼有高而均勻的硬度和耐磨性，以及高的彈性極限。對軸承鋼的化學成分的均勻性、非金屬夾雜物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分嚴格，是所有鋼鐵生產中要求較嚴格的鋼種之一。1976年**標準化組織ISO將一些通用的軸承鋼號納入**標準，將軸承鋼分為：全淬透型軸承鋼、表面硬化型軸承鋼、不銹軸承鋼、高溫軸承鋼等四類共17個鋼號。

有的國家增加一個類別為特殊用途的軸承鋼或合金。我國已納入標準的軸承鋼分類方法與ISO相似，分別對應為高碳鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼、不銹耐蝕軸承鋼、高溫軸承鋼四大類。近五十年來我國還在軸承鋼鋼種及其軸承用材料方面，如無鉻軸承鋼、中碳軸承鋼、特殊用途軸承鋼及合金、金屬陶瓷等取得了很大的進展。高碳鉻軸承鋼GCr15是世界上生產量較大的軸承鋼，含碳Wc為1%左右，含鉻量Wcr為1.5%左右，從1901年誕生至今100多年來，主要成分基本沒有改變，隨著科學技術的進步，研究工作任在繼續，產品質量不斷提高，占世界軸承鋼生產總量的80%以上。以至于我們所說的軸承鋼如果沒有特殊的說明，那就是指GCr15。

技術標準

軸承鋼生產主要執行GB/T18254-2002標準和適應于精鍛軸承用戶要求的萊鋼GCr15JD質量協議，其中GCr15JD協議質量要求嚴于GB/T18254-2002標準 ，GCr15JD要求氧含量≤10ppm、中心偏析級別≤1.0級、成分控制、定尺和尺寸偏差等均嚴于GB/T18254-2002標準。

工藝流程

50噸UHP電爐冶煉→60噸LF爐精煉→60噸VD爐真空處理→合金鋼矩形坯連鑄（260mm×300mm、180mm×220mm）→緩冷或熱送→軋材→精整→檢驗入庫。

質量性能

為了滿足以上對動軸承的性能的要求，對軸承鋼材料提出了以下一些基本的性能要求：

1.高的接觸疲勞強度，

2.熱處理后應具有高的硬度或能滿足軸承使用性能要求的硬度，

3.高的耐磨性、低的摩擦系數，

4.高的彈性極限，

5.良好的沖擊韌性和斷裂韌性，

6.良好的尺寸穩定性，

7.良好的防銹性能，

8.良好的冷、熱加工性能。

基本要求

根據以上對軸承用鋼的基本要求，對軸承用鋼的冶金質量提出以下的基本要求；

①嚴格的化學成分要求。

一般軸承用鋼主要是高碳鉻軸承鋼，即含碳量1%左右，加入1．5%左右的鉻，并含有少量的錳、硅元素的過共析鋼。鉻可以改善熱處理性能、提高淬透性、組織均勻性、回火穩定性，又可以提高鋼的防銹性能和磨削性能。

但當鉻含量**過1．65%時，淬火后會增加鋼中殘余奧氏體，降低硬度和尺寸穩定性，增加碳化物的不均勻性，降低鋼的沖擊韌性和疲勞強度。為此，高碳鉻軸承鋼中的含鉻量一般控制在1，65%以下。只有嚴格控制軸承鋼中的化學成分，才能通過熱處理工序獲得滿足軸承性能的組織和硬度。

②較高的尺寸精度要求，對于使用在高速鐓鍛機上鍛造的熱軋退火棒料，應該對其尺寸精度有更高的要求。

滾動軸承用鋼要求鋼材尺寸精度較高，這是因為大部分軸承零件都要經過壓力成型。為了節省材料和提高勞動生產率，絕大部分軸承套圈都是經過鍛造成型，鋼球是經過冷鐓或熱軋成型，小尺寸的滾子也是經過冷鐓成型。如果鋼材的尺寸精度不高，就無法精確地計算下料尺寸和重量，而不能**軸承零件的產品質量，也容易造成設備和模具的損壞。

③特別嚴格的純潔度要求。

鋼的純潔度是指鋼中所含非金屬夾雜物的多少，純潔度越高，鋼中的非金屬夾雜物越少。軸承鋼中的氧化物、硅酸鹽等有害夾雜物是導致軸承早期疲勞剝落、顯著降低軸承壽命的主要原因。特別是脆性夾雜物危害較大，由于在加工過程中容易從金屬基體上剝落下來，嚴重影響軸承零件精加工后的表面質量。因此，為了提高軸承的使用壽命和可靠性，必須降低軸承鋼中夾雜物的含量。

④嚴格的低倍組織和顯微（高倍）組織要求。

軸承鋼的低倍組織是指一般疏松、中心疏松和扁析，顯微(高倍)組織包括鋼的退火組織、碳化物網狀、帶狀和液析等。碳化物液析硬而脆，它的危害性與脆性夾雜物相同。網狀碳化物降低鋼的沖擊韌性，并使之組織不均勻，在淬火時容易變形與開裂。帶狀碳化物影響退火和淬火回火組織以及接觸疲勞強度。低、高倍組織的優劣對滾動軸承的性能和使用壽命有很大的影響，所以，在軸承材料標準中對低、高倍組織有著嚴格的要求。

⑤特別嚴格的表面缺陷和內部缺陷要求。

對軸承鋼而言，表面缺陷包括裂紋、夾渣、毛刺、結疤、氧化皮等，內部缺陷包括縮孔、氣泡、白點、嚴重的疏松和偏析等。這些缺陷對于軸承的加工、軸承的性能和壽命有很大的影響，在軸承材料標準中明確規定不允許出現這些缺陷。

⑥嚴格的碳化物不均勻性要求。

在軸承鋼中，如果出現嚴重的碳化物分布不均勻，則在熱處理加工過程中就容易造成組織和硬度的不均勻，鋼的組織不均勻性對接觸疲勞強度有較大的影響。另外，嚴重的碳化物不均勻性還容易使軸承零件在淬火冷卻時產生裂紋，碳化物不均勻性還會導致軸承的壽命降低因此，在軸承材料標準中，對不同規格的鋼材均有明確的特別要求。

⑦嚴格的表面脫碳層深度要求。

在軸承材料標準中對鋼材表面脫碳層有著嚴格的規定，如果表面脫碳層**出標準的規定范圍，且在熱處理前的加工過程中又沒有將其全部清除掉，則在熱處理淬火過程中就容易產生淬火裂紋，造成零件的報廢。

⑧其他要求。

在軸承鋼材料標準中還對軸承鋼的冶煉方法、氧含量、退火硬度、斷口、殘余元素、火花檢驗、交貨狀態、標識等有嚴格的要求。

物理性能

軸承鋼的物理性能主要以檢查顯微組織、脫碳層、非金屬夾雜物、低倍組織為主。一般情況下均以熱軋退火、冷拉退火交貨。交貨狀態應在合同中注明。鋼材的低倍組織必須無縮孔、皮下氣泡、白點及顯微孔隙。中心疏松、一般疏松不得**過1.5級，偏析不得**過2級。鋼材的退火組織應為均勻分布的細粒狀珠光體。脫碳層深度、非金屬夾雜物和碳化物不均勻度應符合相應有關國家標準規定。

產品種類

我國已生產高碳鉻不銹軸承鋼，主要鋼號有9Cr18；滲碳軸承鋼，主要鋼號有G20CrMo；鉻軸承鋼，主要鋼號有GCr15。

軸承鋼又稱高碳鉻鋼，含碳量ωc為1%左右，含鉻量ωcr為0.5%-1.65%。軸承鋼又分為高碳鉻軸承鋼、無鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼、不銹軸承鋼、中高溫軸承鋼及防磁軸承鋼六大類；

制造方法

對軸承鋼的冶煉質量要求很高，需要嚴格控制硫、磷、氫等含量以及非金屬夾雜物和碳化物的數量、大小和分布狀況，因為非金屬夾雜物和碳化物的數量、大小和分布狀況對軸承鋼的使用壽命影響很大，往往軸承的失效就是在大的夾雜或碳化物周圍產生的微裂紋擴展而成。

夾雜物的含量和鋼中氧含量密切相關，氧含量越高，夾雜物數量就越多，壽命就越短。夾雜物和碳化物粒徑越大、分布越不均勻，使用壽命也越短，而它們的大小、分布狀況與使用的冶煉工藝和冶煉質量密切相關，生產軸承鋼的主要工藝是連鑄以及電爐冶煉+電渣重熔工藝冶煉，還有少量采用真空感應+真空自耗的雙真空或+多次真空自耗等工藝來提高軸承鋼的質量。

分類用途

分類：當前**所使用的軸承鋼主要有5大類，即高碳鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼、不銹軸承鋼、高溫軸承鋼、中碳軸承鋼。

用途：除做滾珠、軸承套圈等外，有時也用來制造工具，如沖模、量具、絲錐等。

進口產地

我國主要從日本、德國、美國進口軸承鋼。

產品包裝

直徑小于20mm要打包交貨，大于20mm時可以裸裝交貨。對冷拔 鋼應涂防銹油。貨物出廠前應附質量保證書、注明鋼號、爐號、重量、規格、化學成分、檢驗標準及檢驗結果。

規格外觀

規格主要有圓鋼、鋼板、鋼絲、鋼管、鋼材表面應加工良好 。不得有裂紋、折疊、結疤和夾雜。冷拉鋼表面還應光滑、干凈、無氧化皮。

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