GCr15轴承钢热处理工艺的研究(4)
目前，国内常用的高碳铬轴承钢标准为GB/T 18254—2002《高碳铬轴承钢》和GB/T18579—2001《高碳铬轴承丝》，GB/T 18254—2002是基础标准，该标准纳入的钢号和化学成分如表1-1所示[ ]。
1.3.2成分设计特点
轴承零件在淬火和低温回火后，希望能得到高的硬度、接触疲劳强度和耐磨等性能，碳含量是决定这些性能的主要因素。铬轴承钢中碳的成分属于过共析成分。实践证明，在同样硬度的情况下，在马氏体基体上有均匀细小的碳化物存在，比单纯马氏体的耐磨性要高。为形成足够数量的碳化物，钢中的碳含量就不能太低，故选用过共析成分。但过高的碳含量会增加碳化物分布的不均匀性(含带状碳化物、网状碳化物和液析碳化物)，从而使力学性能降低，故铬轴承钢的碳含量范围为0.95％—1.05％。钢中的铬、锰和硅、钼都可以提高淬透性，因各钢号中的这些元素含量的差异，会导致淬透性各不相同。
钢中的铬含量范围为0.35％—1.95％，铬除了增加淬透性外，在钢中一部分溶于铁素体，一部分溶于渗碳体，形成较稳定的合金渗碳体。含铬的合金渗碳体在淬火加热时溶解较慢，可以减少过热倾向，经过热处理以后，可得到较细的组织，碳化物能以细小质点均匀分布于钢中；铬也可以提高马氏体的抗低温回火性能，使得钢在淬火和低温回火后能得到均匀的、高的硬度，有效地提高钢的耐磨性和强度。但如果钢中铬含量过高，则会使淬火后的残留奥氏体量增加，硬度降低。
在轴承钢中对于磷、硫有着严格的限制。磷在加热时会促使晶粒长大并增加钢的冷脆性，降低强度，增加淬火开裂倾向；硫会增加钢中硫化物杂质，增加钢的热脆性。作为残余元素的镍和铜含量亦有限制，因为镍增加淬回火的残留奥氏体量，降低淬火层的硬度；铜可以引起时效硬化，影响长时间使用时轴承的精度。同时，铜作为低熔点有色金属，使钢加热时容易形成表面裂纹。
在高碳铬轴承钢中具有代表性的是GCrl5，使用量占轴承钢的绝大部分。国外所使用的铬轴承钢，虽然钢号与我国不同，但化学成分基本相近。GCrl5钢用于制造一般要求的微型、小型、中型、部分大型滚动轴承，也可以作为合金工具钢，制造冲击模具、量具、丝锥等，亦常用于制造柴油机的精密偶件。故本次试验内容均围绕GCrl5钢进行研究。
表1-1铬轴承钢的钢号与化学成分（重量%） O(ppm) 连铸钢 不大于 12 12 12 12 12
模铸钢 15 15 15 15 15
Cu 0.20 0.025 0.025 0.025 0.025
Ni 0.25 0.30 0.30 0.30 0.25
S 0.020 0.025 0.020 0.020 0.020
P 0.025 0.025 0.025 0.027 0.025
Mo 0.08 0.10 0.30-0.40 0.30-0.40 0.15-0.25
Cr 0.35-0.50 1.40-1.65 1.40-1.65 1.40-1.70 1.65-1.95