全滚动轴承材料及热处理知识介绍

滚动轴承材料及热处理知识介绍滚动轴承材料及热处理介绍目录目录一、滚动轴承常用材料介绍二、滚动轴承热处理工艺介绍三、滚动轴承材料及热处理检测技术 金属材料基本知识 金属材料基本知识 金属材料基本知识 金属材料基本知识一赏fflt挂1位类—金属材料、非金属材料及复合材料金属材料：黑色金属和有色金属 :黑色金属：珑铁、铜、铸铁有色金属：铜及铜合金、铝及铝合金、钛及钛合金、镁及镁合金等钢；碳钢和合金钢铸铁：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁金属材料基本知识金属材料基本知识金属材料基本知识金属材料基本知识快防钢

台餐棚盍■柯鞘由他金吗M赤色鱼H福土金属f保特架SPCCf音图、钢球GCrt器、5弧40Ct―黄桐HPh597工程有科（星本时林）无机非费胃材料后血骋取由乐等噗舍或轩催鹏甘至豆色材明金禺五苴舍材料*PA66.46、胶木保持架―►NBR.ACM>FKM塞近鼠亘篡厂阿帆阳凌羽轮皮雅.材出E信及密.7九水窕.遛凝土水常用材料分类习惯上，把含碳量>2.11%,或者<0.0218%的归类于铸铁或纯铁：含碳量(2/1%归类为钢按照钢的品质分类，普通钢(P<0.045%,S<0055%)优质钢(P<0.035%,S<0,035%)高级优质钢CFE0Q35%,S<030%)按化学成份分类二碳索钢低碳钢C4025%,中碳钢0.25%=CVO60%,高碳钢C>0.6%合金钢低合金钢M5%,中合金钢5%工CM10%,高合金钢>10%套圈材料及要求套圈材料及要求套圈材料及要求套圈材料及要求套圈常用材料及基本要求高碳铭轴承钢GCH5 GCr15SiMn GCr18Mo套圈］ 壁厚5玄15丽 B150nlm 6滚动体: 球+〈60mni 球2式80mm 球：^50nun滚户W30inin溪T_I160mm 滚子》30nmi上述钢口般工作温度低于12。七,高温问火后可用在200T以下口渗碳轴承钢G20CrMo(A)壁厚。三6〜lOmin层渗0.5〜1,5恤G20c『NiMQ(A)(C-g620)暨厚^^8-12mm层渗L5〜2,OmiG20CrNi2Mc(ANC：L432。｝壁厚6^10-15™层渗L€”2.OnG20Cr2Ni4(A)壁厚6三20〜70涧层渗2.5飞.O】nm使用温度一般不超过120r不锈轴承钢9cH89CM8MQ：工作温度-250〜300C腐蚀环境，较大负荷1Cr13-4Gr13：工作温度2500C以下，腐蚀环境，较小负荷特殊性能钢Cr4Mo4V：工作温度425。以F55钢；壁厚6WlOmm（油淬）40Cr；壁厚GW181ml（油淬） 套圈材料及要求套圈常用材料及基本要求K轴承钢洁净度a、纯洁度的表征；［O］、夹杂物水平、［Ti］［0］；上世纪大于20PpM,目前国内水平6〜15PpM,目前国外最好水平小于8PpM夹杂物类型；A、B,C、D［Ti］：上世纪SKF公司50PpM,本世纪初控制30PpMb,夹朵物的危害：夹杂物与基体交界处产生微裂纹，脆性剥落，破坏钢的连续性并产生应力集中.C、夹杂物来源：炉体耐火材料及炉渣；未能排出脱氧产物及析出的脱氧产物 套圈材料及要求套圈常用材料及基本要求2、材料的均匀性・化学成分均匀性；合金元素均匀性，G.S、P微观及宏观偏析:•碳化物的均匀性：碳化物颗粒大小，间足，形态分布（碳化物网状、碳化物液析，碳化物带状）不均匀形的危害（一些试验结果）：a、碳化物液析的危害相当与脆性夹朵物；b、当碳化物带状大于3级时，可使轴承寿命降低1/3：3碳化物网状升高1级.可使轴承降低1/3；比碳化物颗粒影响轴承寿命，碳化物平均粒度为CL56Lim比1urn的疲劳寿命提高25倍口套圈材料及要求套圈材料及要求套圈材料及要求套圈材料及要求套圈常用材料及基本要求•常用轴承钢国内外牌号对比中国美国LI奉惚国惶国SKFOBSAEA5TMJISDIN村科号BSOCrlS5?1W521MJSUJ2IDHE1.35055S4A99SKF3GCrISSiMnIWCrM”135-MG20CrMu411Batso5HCM22OCiLSMu业IOCSUS44QCHMaqVMW 套圈材料及要求 套圈材料及要求 套圈材料及要求 套圈材料及要求套圈常用材料及基本要求・四、国内较知名轴承钢厂K宝钢集团特殊钢分公司（上钢五厂）主要生产GC百5.52100、9Cr18>9Cr18Mo.Gr4M04V.20CrMo、20c「NiM。及其它特殊钢有模铸钢材和连铸钢材2、江阴兴澄钢厂主要生产GCW5、SKF3.10066、SUJ2及其它特殊钢仅有连铸钢材3、东北特钢主要生产GC15、SKF3.52100等其它特殊钢材有模铸钢材和连铸钢材*其它，西宁特钢、大冶特钢、无锡钢厂、长城特钢等五、人本集团目前常用轴承钢GCr15vCU1.CU2.CU3.CU4、SKF3,100c「6、52100.RB52100热处理基本工热处理基本工艺介绍热处理基本工热处理基本工艺介绍热处理基本工艺介绍热处理定义：为了改变金属的各种机械、物理、化学性能及金属的冷、热加工性能，使之能够满足设计需要的用途,对金属进行加热，并达到一定的温度后，在该温度停留一段时间，然后在某种冷却介质中以一定的冷却速度冷卜来C不同的温度状况、不同含碳量，金属的金相组织是不同的口国7」热处理工艺示意图热处理夏木工艺介绍热处理夏木工艺介绍热处理夏木工艺介绍热处理夏木工艺介绍常用热处理工艺:上料区热处理基本工艺介绍正火（一般正火,高温正火）退火（去应力退火，常用热处理工艺:上料区热处理基本工艺介绍正火（一般正火,高温正火）退火（去应力退火，再结晶退火、球化退火）淬火（不完全奥氏体化）回火（低温回火、中温IH火.高温回火）淬火炉清洗机回火炉冷却油槽 热处理基本工艺介绍 热处理基本工艺介绍 热处理基本工艺介绍 热处理基本工艺介绍热处理基本工艺介绍钢热处理常见相：铁素体一~a—Fe.体心立方晶体口 j铁素体的塑性很高，屈服强度很低，非常容易塑性变形铁素体的硬度，〈HV200晶体模型彩色腐蚀软索体 黑白腐蚀铁素体晶体模型彩色腐蚀软索体 黑白腐蚀铁素体热处理基本工热处理基本工艺介绍热处理基本工热处理基本工艺介绍热处理基本工艺介绍钢热处理常见相:奥氏体一丫―Fe,高温下C溶于铁素体中的固溶体.，面心立方晶体0奥氏体具有较高的塑性,奥氏体位度,屈服强度低，很容易蹩性变形奥氏体具有较高的塑性,奥氏体位度,屈服强度低，很容易蹩性变形热处理基本工艺介绍钢热处理常见相:渗碳体——Fe3J铁原厂和碳原子构成的化合物（碳化物），正火晶系.渗碳体的硬度很高，强度很大,显脆性-一次渗碳体是残留化合物，是钢加热进行奥氏体化时，未完全融化的碳化物；二次渗碳体是析出碳化物，是钢在完成奥氏体化后,冷却过程中从奥氏体中析出的碳化物。片状 粒状热处理基本工艺介绍钢热处理常见相:马氏体一C在a—Fe中的过饱和固溶体,体心正方晶体督马氏体最主要的特征就是高硬度、高强度,其硬度随着马氏体中碳含量的增加而升高，当碳含量达到0.6%时，淬火钢的硬度接近最大值，但塑性和韧性却明显下降板条马氏体 针状马氏体 轴承热处理工艺介绍轴承热处理工艺介绍箍承钢正火：1）消除网状碳化物网状碳化物是由于停轧或停锻温度过高、冷却过慢而使碳化物沿奥氏体境界析出所致，降低轴承的疲劳强度和冲击韧性:2）返修退火的不合格品退火过热产生的粗大片状珠光体，必须先经过正火消除过热组织后，再进行第二次退火，否则将造成粗大碳化物。 轴承热处理工艺介绍轴承热处理工艺介绍轴承钢常用正火工艺：正火工艺的关键在于选择加热温度和冷却方法吃由于正火的目的、正火前显微组织中碳化物的形态以及套圈的壁厚不同学正火采用的温度及冷却方法也有所差异，下表作一简介：消除粗大网状碳化物消除不太粗

网状碳化物

或返修退火细化组织消除粗大网状碳化物消除不太粗

网状碳化物

或返修退火细化组织GCr15930-950900-920890*-GCr15930-950900-920890*-900GCr15SIMn910^940 380-910 870-890 轴承热处理工艺介绍轴承热处理工艺介绍轴承钢退火：1）获得均匀分布的细粒状珠光体为后道工序的淬火热处理做好预准备。2）把硬度降低到最有利于切削加工的范围锻造或热轧后的套圈硬度一般在255~340HB之间，这种硬度不利于车削口退火后硬度可以控制在170-220HB（179-207HB）之间，为车加工提供良好的车削加工性能口3）消除应分消除机加工或冲压加工时在零件中形成的剩余应力，为零件提供稳定的尺寸和精度 轴承热处理工艺介绍 轴承热处理工艺介绍 轴承热处理工艺介绍 轴承热处理工艺介绍轴承热处理工艺介绍轴承钢常用退火工一艺1）低温退火，消除内应力温度/℃:GCr15670-720GCr15SiMn650-720时间/h轴承热处理工艺介绍时间/h轴承热处理工艺介绍轴承钢常用退火工艺2），般退火，球化退火，降低硬度、为淬火做淮备温度轴承热处理工艺介绍时间/h轴承热处理工艺介绍轴承钢常用退火工艺2），般退火，球化退火，降低硬度、为淬火做淮备温度rC770-810升温轴承热处理工艺介绍轴承热处理工艺介绍轴承热处理工艺介绍轴承热处理工艺介绍轴承热处理工艺介绍轴承钢常用退火工艺3）等温退火，球化退火，降低硬度飞为淬火做准备时时fnj/h温度温度rc温度780±102-2.5冷却60-90C/h温度780±102-2.5冷却60-90C/h至65TC退火 轴承热处理工艺介绍轴承热处理工艺介绍轴承钢常用退火工艺4）快速退火，球化退火，降低懒度、为淬火做准备900-91030-50min正火时间巾 轴承热处理工艺介绍轴承热处理工艺介绍轴承钢淬火将钢加热到临界点A"c1~AcM之间某一温度，用温一段时间，然后快

速（大于临界速度）冷却下来的热处理过程叫淬火；轴承钢淬火的目的是为了得到隐晶或细小的马氏体、细小而分布均匀的碳化物及少量残余奥氏体所组成的显微组织。一般淬回火情况下，轴承钢显微组织中马氏体占80%以上，碳化物

占570%,残余奥氏体占975%左右.进炉 加，*冷却

轴承热处理工艺介绍时间m轴承热处理工艺介绍轴承钢淬火工艺曲线温度/C轴承热处理工艺介绍时间m轴承热处理工艺介绍轴承钢淬火工艺曲线温度/C750-795r820-86。七保温轴承热处理工艺介绍轴承热处理工艺介绍轴承热处理工艺介绍轴承热处理工艺介绍轴承热处理工艺介绍轴承钢回火把淬火钢加热到AC1以下的某一个温度，保温一定时间后冷却至室温的热处理过程叫回火“回火可以减轻淬火内应力，防止开裂，稳定组织,从而稳定尺寸，

还能在硬度稍有降低的情况下大大提高韧性.犹得良好的综合力学性轴承热处理工艺介绍轴承钢回火淬火钢，般回火工艺名称公差等级回火设备回火温度回火时间/h中小里套圈PHP6油炉或电炉160-1802.5-3P4,P5油炉170-2003.5~4大型套圈P0电炉180-2206-12 轴承材料及热处理测试介绍轴承材料及热处理测试介绍轴承钢材料测试项目1）化学成份（C.Si.Mn、Cr.S、P、Cu、0、Ti）；2）组织的均匀性：宏观组织（偏析、中心疏松、一般疏松）、微观组织（碳化物液析，碳化物带状.碳化物网状及退火组织等）;3）材料的洁净度；非金属夹杂物的大小、形状及分布等；4）力学性能；抗拉强度、硬度.轴承材料及热处理测试介绍轴承材料及热处理测试介绍 轴承材料及热处理测试介绍轴承材料及热处理测试介绍原材料缺陷检验及产生原因：1）偏析: -检查方法：热酸洗，50%的工业盐酸水溶液、酸洗温度65〜8。七,酸洗时间为30〜40分钟,然后取出试样用碱水中和并用80。的热清水冲洗口在横截面上,用肉眼或放大镜观察.评定标准：63"18254—2002中第3级别图或美国标准八5丁1\/1E381的规定；产生原因：钢锭冷凝过程中，由于钢种合金元素和杂质元素的扩散速度不一致而形成的成份不均的现象.原材料偏机图片:轴承材料及热处理测试介绍 轴承材料及热处理测试介绍轴承材料及热处理测试介绍原材料缺陷检验及产生原因：2）疏松：检查方法=热酸洗，50%的工业盐酸水溶液、酸洗温度65〜60匕，酸洗时间为30〜40分钟，然后取出试样用碱水中和井用80°C的热清水冲洗。在横截面匕用肉眼或放大镰观察。评定标准；GB/T18254—2002中第1,2级别I图或美国标准ASTME381的规定；产生原因：钢锭在冷凝过程中，由于体积的收缩而引起的细小孔隙〃与钢锭冷凝速度有很大的关系口根据孔隙的分布分为一般疏松和中心疏松两类◎轴承材料及热处理测试介绍原材料疏松;中心疏松一般疏松轴承材料及热处理测试介绍轴承材料及热处理测试介绍轴承材料及热处理测试介绍原材料疏松及偏析检验设备: 轴承材料及熟处理测试介绍轴承材料及热处理测试介绍原材料缺陷检验及产生原因：3）碳化物不均匀性：检查方法：淬火试样，经金相磨抛之后，用4%硝酸酒精进行深腐蚀口碳化物液析在纵向试样100倍放大后观察：碳化物带状在纵向试样100倍和500倍结合观察，根据碳化物聚集程度、大小和形状评定；碳化物网状在横向试样放大500后观察.评定标准：GB/T18254—2002中碳化物液析根据第9级别图，碳化物带状根据第8级别图，碳化物网状根据7级别图或参照德国标准DINSEP1520的规定；产生原因；碳化物液析，钢锭结晶过程中：由于冷速慢，碳的枝晶偏析严重形成的一次碳化物.在以后的冷热加工中难以改变：碳化物带状，本质上与碳化物液析一样，这种一次碳化物晶锻造、轧制而被破碎成小块并沿轨制方向成条带状分布；碳化物网状，钢材在锻造或轧制冷却过程,冷却速度太慢，导致碳化物沿晶界析出成网状分布以碳优物带状 碳化物网状 碳化物液析 轴承材料及热处理测试介绍轴承材料及热处理测试介绍原材料缺陷检验及产生原因：4）非金属夹杂物：检查方服；试样经淬火，并经磨抛之后，注意抛光面应与轧制方向一致，在放大100下观察-评定标准：GB/T18254—2002中第4级别图进行评定，也可根据ASTME45的规定进行评定.产生原因：钢在冶炼、浇铸过程中，由于钢液内各成份间,钢液和炉气、容器接触引起的化学反应而形成的产物，以及钢液在冷凝过程由于温度F降、溶解度减小析出的非金属产物*根据夹杂物的种类，可分为：A型（硫化物）、B型（氧化铝）、C型（硅酸盐）、D型（点状不变形）以及Ds类（大颗粒夹杂物（直径大于13|jrn的夹杂）口D类点状夹杂物 A类夹杂物轴承材料及热处理测试介绍轴承材料及热处理测试介绍原材料非金属夹杂物检查设备:金相磨抛机轴承材料及热处理测试介绍轴承材料及热处理测试介绍原材料非金属夹杂物检查设备:金相磨抛机金相显檄镶 轴承材料及热处理测试介绍 轴承材料及热处理测试介绍 轴承材料及热处理测试介绍 轴承材料及热处理测试介绍轴承材料及热处理测试介绍轴承热处理质量测试项目1）硬度；退火后硬度I淬回火后硬度.硬度均匀性2）金相组织：退火后金相组织淬同火后金相组织表面脱贫碳3）酸洗：冷酸洗表面软点 轴承材料及热处理一试介绍轴承材料及热处理测试介绍1）硬.度检测：便度是指材料抵抗局部变形的能力，也是热处理质量的主要检测指标常见硬度表示方法：压入硬度测试法：洛氏硬度、布氏硬度等；回跳硬度测定法：肖氏硬度、里氏硬度；中小型号轴承用洛氏硬度，大型号轴承可用里氏硬度法，未热

处理零件用布氏硬度或者洛氏硬度法,般料橡胶用肖氏硬度法轴承材料及热处理测试介绍轴承材料及热处理测试介绍n洛氏硬度检测范围;■F।…UL=液喷展藏荷鹰用强眼睛主鞋稔1IIHRC1冲金削石剧第HPHRC25-6