GCr15 轴承钢淬火问题。

狂热的夏天

材质：GCr15滚动轴承钢

淬火加热温度：840-870℃

冷却介质：快速油，最大冷速在110℃，特性温度624℃

问题1：淬火后工件表面有淬透性裂纹存在。已经确定是淬透性裂纹，也就是纵向裂纹，此处无争议不用讨论。现在怀疑此处正好是“危险尺寸”？

问题2：GCr15轴承钢，要不要使用中速淬火油进行淬火？怎么样避免这种裂纹？中速油的冷速是多少？

问题3：GCr15轴承钢的临界冷却速度Vc=多少？在淬火油里面的临界直径是多少？
有金属材料学专家，同行或者热处理实际操作者

帮忙分析一下吗？不甚感谢

狂热的夏天

补充说明一下：淬透性裂纹的直径是30mm，正好在25-40的危险尺寸之间。

wj518518

‌中速油的冷却速度在200～300℃范围内为60～100℃/s‌‌

weibo520

可以考虑用硝盐淬火来减小马氏体转变的应力

dzkyx1314

淬火加热温度：840-870℃   这个加热温度本身已经属于偏高了，淬火应力大。

狂热的夏天

dzkyx1314 发表于 2025-4-8 23:12
淬火加热温度：840-870℃   这个加热温度本身已经属于偏高了，淬火应力大。

温度已经确定了。而且裂纹不是热应力裂纹。

狂热的夏天

weibo520 发表于 2025-4-8 21:37
可以考虑用硝盐淬火来减小马氏体转变的应力

不能。这个有严重污染，安环都过不了关。

dzkyx1314

狂热的夏天 发表于 2025-4-11 10:25
温度已经确定了。而且裂纹不是热应力裂纹。

   我的意思不是说淬火温度高热应力大，而是淬火温度高，组织应力大。温度高溶入更多的碳，组织变粗，组织应力也大。

狂热的夏天

dzkyx1314 发表于 2025-4-11 00:26
我的意思不是说淬火温度高热应力大，而是淬火温度高，组织应力大。温度高溶入更多的碳，组织变粗，组 ...

温度高，组织应力也大吗？不应该是热应力吗。有没有啥根据。我那个裂纹是组织应力裂纹

dzkyx1314

狂热的夏天 发表于 2025-4-12 00:20
温度高，组织应力也大吗？不应该是热应力吗。有没有啥根据。我那个裂纹是组织应力裂纹

     轴承钢淬火前的组织是球化珠光体，淬火温度高，溶入奥氏体中的碳含量增加，当然就增加了组织应力。现在单纯就淬火温度方面讨论，没有看到你的产品，就不讨论它。

狂热的夏天

dzkyx1314 发表于 2025-4-11 15:50
轴承钢淬火前的组织是球化珠光体，淬火温度高，溶入奥氏体中的碳含量增加，当然就增加了组织应力。 ...

没有做球化退火处理。直接直径40的圆棒料淬火的。

dzkyx1314

狂热的夏天 发表于 2025-4-13 13:59
没有做球化退火处理。直接直径40的圆棒料淬火的。

     热轧棒料没有球化退火处理，然后还用这么高的温度直接淬火 。只能说你们挺心大的。轴承钢球化退火的目的就是防止后序组织粗大，减少组织应力，你这个没有球化退火，组织应力肯定大，而且由于没有球化退火，碳更容易溶入奥氏体，通常淬火温度设定比球化退火的还要低点。

ljjsunny

狂热的夏天 发表于 2025-4-13 13:59
没有做球化退火处理。直接直径40的圆棒料淬火的。

轴承钢经轧制、锻造后空冷，所得组织是片层状珠光体与网状渗碳体，这种组织硬而脆，不仅难以切削加工，且在以后淬火过程中也容易变形和开裂。而经球化退火得到的是球状珠光体组织，其中的渗碳体呈球状颗粒，弥散分布在铁素体基体上，和片状珠光体相比，不但硬度低，便于切削加工，而且在淬火加热时，奥氏体晶粒不易长大，冷却时工件变形和开裂倾向小。
你们公司热处理前的零件不做球化退火。不是车加工也费刀吗？！热处理后的变形也会很大，开裂风险也大。
工艺路线是谁设计的啊？不会是老板为了节约费用，拍脑袋想出来的吧！亦或是听了某位专家的建议，或者只听了半句？

zHANG_999567

传统的轴承钢零件加工都是球化退火+车加工+淬回火,最近我也见识了新的轴承钢产品工艺:热轧钢棒切割+调质+车加工,后面有没有再淬火不清楚了,也有表面感应淬火的;调质中开裂的风险确实很高,这个单靠热处理工艺调整很难解决吧.

ljjsunny

zHANG_999567 发表于 2025-4-14 08:33
传统的轴承钢零件加工都是球化退火+车加工+淬回火,最近我也见识了新的轴承钢产品工艺:热轧钢棒切割+调质+车 ...

原始状态下的轴承钢P呈现片状，理论上片状P要比球状P开裂倾向大。
1、"片状的珠光体组织淬火容易淬裂"也只是说“容易”，只代表一种危险倾向，并非逢淬必裂。
2、"片状的珠光体组织淬火容易淬裂"的原因：一是片状P与粒状或球状P相比在加热过程中在温度偏高时易晶粒粗大及倾向于过热，而粗大奥氏体组织的淬冷组织（马氏体）的显微裂纹倾向大，易导致开裂；二是片状P比粒状或球状P的比容小，加热并淬火后比容变化大因而易开裂。
3、实际热处理过程中，是否会发生开裂，除取决于原材料状态外，还与零件形状、尺寸、热处理工艺条件等有关。诸多条件决定淬火后产生的应力状态，从而决定是否会开裂。因此，同样的件，改变一下工艺就可能出现开裂；同样的工艺换一批材料也可能开裂。
如果是棒料，应该在合适的淬火条件下，开裂的风险应该也可控。加上目前内卷这么严重，成本压力巨大，部分企业使用调质替代球化退火也是可以理解，只要做好工艺控制和有承担品质风险的准备，也未尝不可。

weibo520

狂热的夏天 发表于 2025-4-11 10:26
不能。这个有严重污染，安环都过不了关。

现在轴承厂家基本都在用

lussssssssss

ljjsunny 发表于 2025-4-14 08:02
轴承钢经轧制、锻造后空冷，所得组织是片层状珠光体与网状渗碳体，这种组织硬而脆，不仅难以切削加工，且 ...

轴承钢供货应该是退火状态吧？

ljjsunny

lussssssssss 发表于 2025-4-14 22:58
轴承钢供货应该是退火状态吧？

一般情况下是要求退火态，但是有些为了成本考虑，也接受调质态的。

suda

ljjsunny 发表于 2025-4-15 07:49
一般情况下是要求退火态，但是有些为了成本考虑，也接受调质态的。

所指的“调质”是在线调质吗？要不然，怎么可能调质比球化成本低？

孙言鹏

suda 发表于 2025-4-15 09:44
所指的“调质”是在线调质吗？要不然，怎么可能调质比球化成本低？

球化退火周期长，调质周期短多了