GB/T 18254-2016 《高碳铬轴承钢》

**GB/T 18254-2016 《高碳铬轴承钢》**牌号、化学成分、性能特点、主要用途及可生产的产品。

高碳铬轴承钢的核心特点是高碳、高铬,以保证高硬度、高耐磨性和高接触疲劳性能。


一、标准核心牌号及化学成分 (质量分数 %)

标准包含多个牌号,主要分为传统通用牌号具有特殊要求的牌号。化学成分是其性能的基础。

1. 主要通用牌号(5个)

这是最常用、-Mn13耐磨钢-代表性的轴承钢系列。

牌号C 碳Cr 铬Mn 锰Si 硅Mo 钼Ni 镍Cu 铜P 磷 ≤S 硫 ≤O 氧 ≤ (ppm)
GCr150.95-1.051.40-1.650.25-0.450.15-0.35≤0.10≤0.25≤0.200.0250.02015 (特级) / 12 (超特级)
GCr15SiMn0.95-1.051.40-1.650.95-1.250.45-0.75≤0.10≤0.25≤0.200.0250.02015 (特级) / 12 (超特级)
GCr15SiMo0.95-1.051.40-1.650.30-0.600.65-0.850.30-0.40≤0.30≤0.250.0250.02015
GCr18Mo0.95-1.051.75-1.950.25-0.400.20-0.400.20-0.30≤0.25≤0.200.0250.02012 (超特级)
GCr15SiMoA0.95-1.051.40-1.650.30-0.600.65-0.850.30-0.40≤0.30≤0.250.0150.01510

注: 氧含量是衡量钢材纯净度(夹杂物水平)的关键指标,数值越低,纯净度越高,疲劳寿命越长。A级(优质)、特级、超特级是对纯净度的分级。

2. 特殊要求牌号(3个)

为满足特定严苛工况而设计。

牌号主要特点CCr其他关键元素
GCr4低铬渗碳轴承钢0.35-0.450.90-1.20心部韧性好,表面硬化
GCr15SiMnA高纯净度版GCr15SiMn0.95-1.051.40-1.65P、S含量更低(≤0.015%),纯净度高
GCr15SiMoVA添加钒,提高热强性0.95-1.051.30-1.50V: 0.10-0.20, Mo: 0.40-0.60

二、各牌号性能特点与核心用途

GCr15

  • 性能特点“-Mn13耐磨钢-轴承钢”,应用最广泛。淬透性、硬度、耐磨性和接触疲劳强度-Mn13耐磨钢-,综合性能平衡。通过热处理(通常淬火+低温回火)可获得高而均匀的硬度(HRC 61-65)。

  • 主要用途:制造中小型轴承套圈和滚动体(滚珠、滚柱、滚针)。

  • 可生产产品:汽车、机床、电机、家用电器等通用轴承,如深沟球轴承、调心滚子轴承、圆锥滚子轴承等。

GCr15SiMn

  • 性能特点:在GCr15基础上,通过增加硅(Si)和锰(Mn)含量提高了淬透性和强度。适用于制造截面更大的轴承零件。

  • 主要用途:制造大型和特大型轴承(外径>440mm)的套圈和滚动体。

  • 可生产产品:轧钢机、矿山机械、大型发电机、船舶螺旋桨轴等使用的大型、特大型轴承。

GCr15SiMo 与 GCr15SiMoA

  • 性能特点:在GCr15SiMn基础上添加钼(Mo)进一步提高了淬透性、耐磨性和回火稳定性。A代表更高纯净度等级,具有更长的疲劳寿命。

  • 主要用途:替代GCr15SiMn,用于承受更重载荷、要求更高使用寿命的大型、特大型轴承,以及耐冲击轴承。

  • 可生产产品:重型卡车、工程机械、精密机床主轴的高载荷轴承。

GCr18Mo

  • 性能特点高铬钼钢。更高的铬含量提高了耐蚀性和淬透性,钼的加入细化了组织。是国际上常用的轴承钢牌号(类似AISI 52100的改进型)。

  • 主要用途:制造高精度、长寿命、耐轻微腐蚀的轴承。常用于汽车轮毂单元等。

  • 可生产产品:汽车轮毂轴承、高端电机轴承、精密仪器轴承。

GCr4

  • 性能特点低碳合金渗碳钢。表面通过渗碳处理获得高硬度和耐磨性,而心部保持较低的碳含量和良好的韧性,能承受强烈的冲击载荷。

  • 主要用途:制造承受冲击载荷的轴承零件,如铁路货车轴承、汽车万向节、凿岩机轴承等。

  • 可生产产品:铁路货车轴承套圈、滚子、汽车万向节十字轴。

GCr15SiMoVA

  • 性能特点:在GCr15SiMo基础上添加钒(V),形成稳定的碳化物,显著提高钢的热强性、耐磨性和细化晶粒。能在较高温度下保持硬度。

  • 主要用途:制造在较高温度(如150-250℃) 或高速运转条件下工作的轴承。

  • 可生产产品:航空发动机、燃气轮机、高速机床主轴轴承。


三、综合性能与可生产产品总结

1. 共同核心性能:

  • 高硬度与耐磨性:得益于高碳和高铬形成的细小、均匀的碳化物。

  • 高接触疲劳强度:抵抗在循环应力下产生点蚀和剥落的能力强,是轴承寿命的关键。

  • 良好的尺寸稳定性:热处理后变形小,能保证轴承的精度。

  • 一定的耐蚀性:铬元素提供基本的防锈能力。

2. 主要用途与产品领域:

  • 滚动轴承是-Mn13耐磨钢-最主要的用途,覆盖微型到特大型的所有类型滚动轴承。

  • 精密机械零件:利用其高硬度、高耐磨性,也用于制造:

    • 精密机床主轴、丝杠、滚珠丝杠副。

    • 发动机的喷油嘴偶件、泵类柱塞。

    • 精密测量工具(量块、卡尺测头)。

  • 工模具:可用于制造冷冲模、冷挤压模、刀具(如铰刀、拉刀)等对耐磨性要求高的工具。

  • 特殊领域:如GCr4用于耐冲击部件,GCr15SiMoVA用于高温部件。

选择逻辑简要总结:

  • 通用中小型轴承:-Mn13耐磨钢- GCr15

  • 大型、特大型轴承:选用 GCr15SiMn 或性能更优的 GCr15SiMo/Gr18Mo

  • 高寿命、高可靠性要求:选用高纯净度牌号(如带A的牌号,或特级、超特级氧含量钢)。

  • 承受强冲击:选用渗碳轴承钢 GCr4

  • 高温或高速工况:选用 GCr15SiMoVA

GB/T 18254-2016标准通过严格的化学成分控制、非金属夹杂物和纯净度分级,确保了高碳铬轴承钢材料性能的可靠性,以满足现代工业对轴承长寿命、高精度和高可靠性的要求。


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