GCr15钢的特性、化学成分、热处理工艺及应用

GCr15钢是在T10A钢的基础上主要加入Cr元素而研制成的。GCr15钢特性如下：
⑴、GCr15钢中加入Cr元素主要是为了提高钢的淬透性，同时固溶于基体强化基体组织。另外，Cr元素溶入Fe3C中形成复合（Fe、Cr）3C可提高其硬度，增加钢的硬度与耐磨性。
⑵、由于钢中加入单一的弱碳化物形成元素Cr，GCr15钢的力学性能、耐磨性、淬透性和淬火变形不如CrWMn钢。
0.95%~1.05%C、0.25%~0.45%Mn、1.40%~1.65%Cr、0.15%~0.35%Si、≤0.025%P、≤0.025%S。
GCr15钢相变点为：AC1745℃、Accm900℃、Ar1700℃、Ms235℃。
GCr15钢的始锻温度为1050~1100℃，终锻温度为800~850℃，锻造后空冷至700℃，在砂中冷却或坑中冷却。
GCr15钢常见的热处理工艺
热处理工艺 工艺参数 硬度要求 工艺特点
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。渗层厚度0.145mm
液体渗铬 加热950℃，保温4h，油冷，渗剂：15%Cr2O3+12.5%稀土硅镁+72.5%硼砂 1665HV 渗层厚度：0.01056mm。提高表面碍度、耐磨性与耐蚀性
液体渗钒 加热950℃，保温4h；降温860℃，保温2h；升温950℃，保温4h，油冷。渗剂：90%BaCl2+7%V2O5+3%Na2B4O7+Al粉 2500HV0.1 渗层厚度：0.020mm。提高表面硬度、耐磨性
GCr15钢常用于制造截面尺寸较小的拉丝模、冷冲模和冷镦模等
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较高的硬度、均匀的组织、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。实际就是Cr15。
　　GCr15是一种最常用的高铬轴承钢，具有高的淬透性，热处理后可获得高而均匀的硬度。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，冷变形塑性中等，切削性一般，焊接性差，对白点形成敏感，有第一类回火脆性。 在滚珠轴承制造中，用以杂质壁厚12mm.外径<250mm的H级至C级的轴承套，直径25.4-50.8mm的钢球；直径<22mm的滚子，此外也可用作承受大负荷.要求高耐磨性.高弹性极限.高接触疲劳强度的其他机械零件及各种精密量具冷冲模等。如机床的滚珠丝杆，涡轮喷气发动机喷嘴的喷口.柱塞.活门.衬套等。
GCr15化学成分/元素含量（%）　　C：0.95-1.05 Mn：0.25-0.45 Si：0.15-0.35 S：<=0.025 P:<=0.025 Cr:1.40-1.65 Mo:≤0.10 Ni:≤0.30 Cu:≤0.25 Ni+Cu≤0.50