GCr15钢是应用最广的轴承钢，试说明该钢种的热处理工艺、目的，以及热处理后的组织与性能特点有哪些？

题目

参考答案和解析

正确答案: 经过球化退火处理和淬火加低温回火处理。球化退火的目的是降低硬度，改善切削加工性，同时获得均匀分布的细粒状珠光体，为最终处理做好组织上的准备。GCr15钢淬火温度控制在（840±10）℃范围内，淬火组织为隐晶马氏体。淬火后应立即回火，以消除淬火应力、提高韧性、稳定组织和尺寸。回火温度为150~160℃，回火时间为2~3h。为了消除零件在磨削时产生的磨削应力，以及进一步稳定组织和尺寸，在磨削加工后再进行一次附加回火，回火温度为120~150℃，回火时间为2~3h。对于精密轴承，为了保证尺寸的稳定性，淬火后立即进行冷处理，然后再回火，磨削加工后再进行一次尺寸稳定性处理，在120~150℃保温5~10h。GCr15钢经淬火回火处理后，钢的组织为：马氏体（w=80%）+残余奥氏体（w=10%）+碳化物（w≈10%），其硬度为HRC61~65。

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相似问题和答案

第1题：

钢的热处理工艺都有哪些？各自的目的是什么？

正确答案: 1.退火，
（1）完全退火，目的：使室温下的珠光体和铁素体全部转化为奥氏体，以细化晶体，消除内应力，降低硬度和改善切削加工性能；
（2）不完全退火，目的：使钢中的二次渗碳体和珠光体中的片状渗碳体变成球状渗碳体；
（3）低温退火，目的：消除铸件、锻件和焊接件的内应力以防止变形和开裂。
2.正火，目的：消除冶金及热加工过程中产生的某些缺陷，改善组织及加工性能也为最终热处理做好准备。
3.淬火，目的：为了提高钢的强度、硬度和耐磨性。
4.回火，降低淬火钢的脆性，减小和消除内应力防止变形和开裂，稳定组织，调整力学性能，以满足零件的使用要求。

第2题：

钢的热处理工艺有哪些？

正确答案: 钢的热处理工艺可分类为：普通热处理（退火、正火、淬火、回火）、表面热处理（表面淬火、化学热处理）

第3题：

下列哪一种热处理工艺的目的是消除应力、细化组织、改善切削加工性能及淬火前的预热处理，也是某些结构件的最终热处理。（）

A．钢的退火工艺

B．钢的回火工艺

C．钢的淬火工艺

D．钢的正火工艺

正确答案：D

第4题：

轴承钢（例如GCr15）的热处理一般包括预备热处理和最终热处理两部分，试简述一下这两种热处理的目的？

正确答案: 1）预备热处理：是为了获得球状珠光体组织，以便降低其硬度，有利于切削加工性。（占50％）
2）最终热处理：一般采用淬火及低温回火，是为了获得回火马氏体，以保证高的硬度和良好的耐磨性。（占50％）

第5题：

球化退火是使钢中碳化物球状化而进行的退火工艺，（）可以应用其作为预先热处理。

A、低碳钢
B、碳素结构钢
C、轴承钢
D、亚共析钢

正确答案:C

第6题：

轴承钢的预备热处理一般是（）。

正确答案:球化退火（或先正火再退火）

第7题：

钢的热处理是使其获得所需组织结构和性能的一种工艺方法。（）

正确答案:正确

第8题：

钢的热处理工艺是由()、()和()三个步骤组成的;热处理基本()钢件的形状和尺寸,只能()钢件的结构组织和力学性能。

正确答案：加热、保温、冷却、不改变、改变

第9题：

列出结构钢、轴承钢、工具钢、耐蚀钢、耐热钢的具体热处理工艺

正确答案: 一、结构钢
比如调质钢
1淬火
淬火温度理论加热温度在Ac3以上30~50℃，一般含钨、钒、铝的合金钢加热温度可取高些，含锰则低些。尺寸小、形状复杂的工件淬火加热温度取下限，而尺寸大形状简单取上限。
加热时间盐浴炉按0.4-0.6min/mm，气体介质加热炉按1.5-1.8min/mm来估算。
冷却介质一般合金调质钢，均用油做淬火剂。
2回火调质钢淬火后应进行高温回火才能获得会后索氏体组织。
回火温度取500-600℃之间。
回火时间合金钢一般可取0.5-1小时
冷却介质除了回火脆性敏感的钢材需要快冷外（用水或油），其他的钢材可在空气中冷却。
40Cr热处理工艺
正火在空气介质炉中加热至850-870℃，置于空气中冷却。
退火在空气介质炉中加热至830-850℃，随炉降温。
淬火水淬温度为830-850℃，油淬为850-870℃，小尺寸油冷，大尺寸水-油双液冷却。
回火通常在500-650℃回火，置于水中或油中冷却。
二、轴承钢GCr15钢
轴承零件经淬火低温回火后，具有良好的接触疲劳强度和耐磨性，其显微组织为隐回火马氏体基体上分布着细小的粒状碳化物。轴承钢是过共析钢，因此必须采用不完全淬火。淬火温度选在820-850℃。淬火后的组织为马氏体+7-8%未溶粒状碳化物+8-10%残留奥氏体。
轴承零件的回火皆为低温回火。GCr15钢取150-160℃，含有硅、钒的钢取175℃回火。回火保温时间一般为2小时。
三、工具钢
比如低速刃具及量具用钢
1球化退火球化退火在锻后进行。目的除了软化钢材，便于切削加工外，更重要的是为以后淬火提供较为理想的原始组织，即球状珠光体。
退火加热温度通常取在Ac1以上20-40℃，保温时间一般取2-4小时。经保温后可随炉（不大于50℃/h）冷却或采用等温冷却（一般取在680—700℃）。
如果球化退火前，钢中存在严重的网状碳化物，则应先进行加热温度高于Ac3的正火，然后在退火。含钨较高的钢采用高温回火。
2淬火目的是获得马氏体和过剩碳化物组织，以提高钢的硬度和耐磨性。
加热温度：亚共析钢采用完全淬火，即Ac3以上30-50℃；过共析钢采用不完全淬火，即Ac1以上30-50℃。
加热保温时间，可按刃具的有效厚度计算。在盐浴炉中加热，碳钢取20-25s/mm；合金钢取25-30s/mm。
淬火的冷却，碳钢通常采用水淬油冷（双液淬火），直径小于8mm的小刀刃，可以采用油淬，或用170-190℃的碱液（或盐液）分级或等温冷却。合金钢可采用较缓和的介质冷却，使淬火变形减小，通常采用油淬或熔盐分级淬火。
3低温回火淬火后应立即进行回火，以消除淬火应力，并适当提高塑性和韧性。为了保持高硬度和高耐磨性，应采用低温回火。回火温度，碳钢一般取160-180；合金钢可以适当提高
9SiCr的热处理工艺
等温球化退火：加热温度790-810℃，经2-4小时保温后，于700-729℃等温保温6-8小时。
淬火的加热温度为850-870℃，淬火的冷却，可根据刀具尺寸及形变程度的要求分别选用油淬和分级淬火（Ms点稍高处约180℃左右停留2-5分钟）或等温淬火（在Ms点稍高处180-200℃或稍低处160℃，停留约30-60分钟）。
9SiCr钢的回火温度应根据刃具要求的硬度来确定，一般取在170-220℃之间保温2小时左右。
再比如高速钢
1球化退火目的在于取出锻造后的内应力，消除不平衡组织，降低硬度，获得较细小的晶粒，以便于切削加工和为以后淬火提供良好的原始组织。
退火温度选在860-880℃之间。退火保温时间一般为2-4小时。然后等温退火，打开炉门于740-750℃等温六小时再以不大于30℃/h冷到500-550℃出炉。
2淬火目的是通过加热使尽可能多的碳及合金元素溶入奥氏体中，冷却后得到合金度很高的马氏体组织，从而为后的高的红硬性与耐磨性打下基础。
淬火前，一般刀具采用800-850℃预热，而大截面、形状复杂的道具采用两次预热。第一次在600-650℃，第二次在800-850℃。淬火温度：W18Cr4v为1280℃，加热时间根据加热温度、加热介质、装炉量和碳化物的形态等因素考虑，最短不超过30s。
冷却介质为空气或油，采用等温退火，在240-280℃硝盐内进行，等温时间2-4小时，然后空冷。
3回火淬火后应立即进行回火，以消除淬火应力，并适当提高塑性和韧性。为了保持高硬度和高耐磨性，一般采用560℃回火，每次回火保温均采用1小时（大型刀具1.5小时）。通常还要进行二次回火、三次回火。（减少回火次数的措施：淬火后立即在-80—--70℃低温处理，然后在进行一次回火）
四、耐蚀钢
C.r13型马氏体不锈钢热处理工艺
加热到1000℃空冷即可得到马氏体组织，然后根据使用条件来决定回火温度。若要求高的硬度，取200-250℃低温回火；若要求热强度，则取600-750℃高温回火。
18—8型奥氏体不锈钢的热处理工艺
1固溶处理固溶处理的温度一般为1050-1150℃，钢的含碳量越高，固溶处理温度也越高。保温时间与钢材厚度和直径有关，厚度为1mm，时间为5min；2-3mm，时间为15min；4-12mm，时间为30min.
加热保温后，薄壁零件可以空冷，其他均进行水冷。
2消除内应力处理为消除切削加工后的残余应力，通常采用300-350℃的消除应力退火，保温1-2小时后空冷。
3稳定化处理这种方法针对含钛、铌的不锈钢而设置的。钢中加入钛或铌可消除晶间腐蚀，但是他们的效果必须通过稳定化处理后才能保证。
将钢加热至850-900℃，保温2小时，空冷。
五、耐热钢
1珠光体耐热钢12Cr1MoV
珠光体钢的热处理一般是正火后再回火，回火温度要高于使用温度100℃。如12Cr1MoV钢制锅炉过热管，工作时管壁温度可达580℃，其热处理工艺是加热至980-1020℃，保温空冷后进行710-750℃回火。
2奥氏体耐热钢Cr15Ni26MoTi2AlVB（GH132）
热处理工艺：GH132经980-1000℃固溶，700-720℃时效16小时，一般可用于650-700℃，受力不大的零件可用于850℃。

第10题：

热处理是通过改变钢的内部组织进而改变钢的性能的加工工艺。

正确答案:正确

GCr15钢是应用最广的轴承钢，试说明该钢种的热处理工艺、目的，以及热处理后的组织与性能特点有哪些？

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