中国GB/T18254-2002
日本JIS G4805:1991
美国ASTM A295:1998
统一数字代号:B00150
GCr15轴承钢是一种合金含量较少、具有良好性能、应用Z广泛的高碳铬轴承钢。经过淬火加回火后具有高而均匀的硬度、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。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Z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、高温轴承钢等四类共17个钢号。
根据以上对轴承用钢的基本要求、对轴承用钢的冶金质量提出以下的基本要求；
①严格的化学成分要求。
一般轴承用钢主要是高碳铬轴承钢、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。
②较高的尺寸精度要求、对于使用在高速镦锻机上锻造的热轧退火棒料、应该对其尺寸精度有更高的要求。
滚动轴承用钢要求钢材尺寸精度较高、这是因为大部分轴承零件都要经过压力成型。为了节省材料和提高劳动生产率、绝大部分轴承套圈都是经过锻造成型、钢球是经过冷镦或热轧成型、小尺寸的滚子也是经过冷镦成型。如果钢材的尺寸精度不高、就无法精确地计算下料尺寸和重量、而不能保证轴承零件的产品质量、也容易造成设备和模具的损坏。
③特别严格的纯洁度要求。
钢的纯洁度是指钢中所含非金属夹杂物的多少、纯洁度越高、钢中的非金属夹杂物越少。轴承钢中的氧化物、硅酸盐等有害夹杂物是导致轴承早期疲劳剥落、显著降低轴承寿命的主要原因。特别是脆性夹杂物危害Z大、由于在加工过程中容易从金属基体上剥落下来、严重影响轴承零件精加工后的表面质量。因此、为了提高轴承的使用寿命和可靠性、必须降低轴承钢中夹杂物的含量。
④严格的低倍组织和显微（高倍）组织要求。
轴承钢的低倍组织是指一般疏松、中心疏松和扁析、显微(高倍)组织包括钢的退火组织、碳化物网状、带状和液析等。碳化物液析硬而脆、它的危害性与脆性夹杂物相同。网状碳化物降低钢的冲击韧性、并使之组织不均匀、在淬火时容易变形与开裂。带状碳化物影响退火和淬火回火组织以及接触疲劳强度。低、高倍组织的优劣对滚动轴承的性能和使用寿命有很大的影响、所以、在轴承材料标准中对低、高倍组织有着严格的要求。
⑤特别严格的表面缺陷和内部缺陷要求。
对轴承钢而言、表面缺陷包括裂纹、夹渣、毛刺、结疤、氧化皮等、内部缺陷包括缩孔、气泡、白点、严重的疏松和偏析等。这些缺陷对于轴承的加工、轴承的性能和寿命有很大的影响、在轴承材料标准中明确规定不允许出现这些缺陷。
⑥严格的碳化物不均匀性要求。
在轴承钢中、如果出现严重的碳化物分布不均匀、则在热处理加工过程中就容易造成组织和硬度的不均匀、钢的组织不均匀性对接触疲劳强度有较大的影响。另外、严重的碳化物不均匀性还容易使轴承零件在淬火冷却时产生裂纹、碳化物不均匀性还会导致轴承的寿命降低因此、在轴承材料标准中、对不同规格的钢材均有明确的特别要求。
⑦严格的表面脱碳层深度要求。
在轴承材料标准中对钢材表面脱碳层有着严格的规定、如果表面脱碳层超出标准的规定范围、且在热处理前的加工过程中又没有将其全部清除掉、则在热处理淬火过程中就容易产生淬火裂纹、造成零件的报废。
⑧其他要求。
在轴承钢材料标准中还对轴承钢的冶炼方法、氧含量、退火硬度、断口、残余元素、火花检验、交货状态、标识等有严格的要求。
Gcr15的化学成分：
C：0.95-1.05
Mn：0.25-0.45
Si：0.15-0.35
S：≤0.020
P:≤0.027
Cr:1.40-1.65
质量性能:
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。
工艺参数:
1.普通退火：790-810度加热、炉冷至650度后、空冷——HB170-207
2.等温退火：790-810度加热、710-720度等温、空冷——HB207-229
3.正 火：900-920度加热、空冷——HB270-390
4.高温回火：650-700度加热、空冷——HB229-285
5.淬 火：860度加热、油淬——HRC62-66
6.低温回火：150-170度回火、空冷——HRC61-66
7.碳氮共渗：820-830度共渗1.5-3小时、油淬、-60度至-70度深冷处理 +150度至+160回火、空冷——HRC≈67
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。对轴承钢的基本质量要求就是纯净和组织均匀。纯净就是杂质元素及非金属杂物要少、组织均匀是钢中碳化物要细小、分布要均匀。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。
用途:
用于制作各种轴承套圈和滚动体.例如:制作内燃机、电动机车、汽车、拖拉机、机床、轧钢机、钻探机、矿山机械、通用机械、以及高速旋转的个高载荷机械传动轴承的钢球、滚子和套圈. 除做滚珠、轴承套圈等外、有时也用来制造工具、如冲模、量具。
特性:
综合性能良好.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匀、耐磨性能和接触疲劳强度高.热加工性能好.含有较多的合金元素、价格比较便宜。
