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　　3.4.6滚动轴承钢??????????滚动轴承钢的钢号、成分、热处理和用途（表3-10）主要用来制造滚动轴承的滚动体（滚珠、滚柱、滚针）、内外套圈等，属专用结构钢。从化学成分上看它属于工具钢，所以也用于制造精密量具、冷冲模、机床丝杠等耐磨件。（1）工作条件与性能要求①工作条件：用于高速运转的机械中，承受周期变载荷，接触面积小，接触应力高。循环受力次数可达每分钟数万次。②性能要求：1）高而均匀的硬度、高的弹性极限：接触面积小，接触应力高，可达1500-5000MPa。2）高的接触疲劳强度：高速运转，循环受力次数可达每分钟数万次以上。3）高的耐磨性：高速运转时，存在滚动摩擦和滑动摩擦。4）足够的韧性和淬透性，在大气或润滑剂中有一定的抗蚀能力；钢的纯度（非金属夹杂物等）、组织均匀性、碳化物分布、形状、大小以及脱碳程度等。（2）成分特点Wc＝0.95-1.15%C，以保证钢有高的硬度和耐磨性（决定钢硬度的主要因素是M中的含碳量，只有足够高碳时才可保证M的高硬度）；碳还形成一部分高硬度的碳化物，进一步提高钢的硬度和耐磨性。①高碳②合金化原则主加元素为Cr，0.4-1.65%Cr，一是提高淬透性及耐磨性，二是形成合金渗碳体，使钢中的碳化物非常细小、均匀，大大提高钢的耐磨性和接触疲劳强度，三是提高钢的耐蚀性。大于1.65%Cr时，增加残余奥氏体数量，反而会降低其性能及尺寸稳定性。Si，Mn，Mo等元素常用于制造大型轴承时进一步提高钢的淬透性和强度，Si还可显著提高钢的回火稳定性。为了节铬，加入Mo、V可得到无铬轴承钢，如GSiMnMoV、GSiMnMoVRE等，其性能与GCr15相近。对无Cr轴承钢还应加入V元素，形成VC以保证耐磨性并细化钢基体晶粒。（3）冶金质量统计表明：由原材料质量引起的滚动轴承失效约占65%。钢的纯净度和组织均匀性是其主要问题。夹杂：硫化物（MnS）（非金属化合物特性，塑性好）；氧化物；硅酸盐（炉衬材料）SiO2，Al2O3。偏析：铸锭存在的组织缺陷。主要依靠改进冶炼、浇注、锻轧工艺来提高钢的冶金质量。轧制后退火。制造厂商在钢材进厂时要进行评级才能进行生产。（4）热处理特点①预先热处理：正火+球化退火正火主要作用是消除网状碳化物，以利于球化退火的进行。球化退火：一是获得球化组织，降低钢的硬度，以利切削加工；二是为最终热处理作好组织准备。②最终热处理：淬火+低温回火淬火温度要求十分严格，温度过高会过热，晶粒长大，使韧性和疲劳强度下降，且易淬裂和变形；温度过低，则奥氏体中溶解的铬量和碳量不够，钢淬火后硬度不足。**例1：GCr15钢的淬火温度严格控制在820℃～840℃范围内，回火温度一般为150℃～160℃。显微组织为极细的回火M、分布均匀的细粒状碳化物及少量的残余A。典型牌号：GCr15：0.95-1.05%C；1.50-1.65%Cr**例2：GCr15SiMn（不超过1.5%Si、Mn）矿山大型轴承（瓦房店）；精密零件（公差范围很小，尺寸随时间推移变化极小）。典型例子：发动机中供油系统“针阀体”下料(锻)→球化退火→粗切削加工→半精加工→消除应力退火+淬火+低回（冷处理-78°C消除残余A）→去应力时效去应力（130℃低温回火，10-15小时）→精磨→时效（130℃-150℃）GCr15钢淬火温度对机械性能的影响?GCr15钢淬火、回火后的显微组织*****特别注意：精密轴承必须保证在长期存放和使用中不变形。引起变形和尺寸变化的原因主要是存在有内应力和残余奥氏体发生转变。为了稳定尺寸，淬火后可立即进行“冷处理”（-60℃～-50℃），并在回火和磨削加工后，进行低温时效处理（120℃～130℃，保温5h～10h）。*****做一做：请选择制造下列零件的材料：汽车齿轮、机床主轴、汽车板簧、滚珠。Q390（15MnV）；GCr15；20CrMnTi；60Si2Mn；45汽车齿轮：20CrMnTi机床主轴：45汽车板簧：60Si2Mn滚珠：GCr15