52100 Bearing Steel | 1.3505 | 100Cr6
AOBO STEEL – Trusted Global Tool Steel Supplier
52100 is a high-carbon chromium bearing steel characterized by high hardness, excellent wear resistance, and good fatigue strength. Its primary application is in the manufacture of bearings (ball bearings and roller bearings). It is also commonly used for cutting tools and cutting edges, as well as gauges, rollers, and other mechanical components that require high hardness and wear resistance. Equivalent grades include China (GB) GCr15, Germany (DIN) 100Cr6 (or 1.3505), and Japan (JIS) SUJ2.
1. Composition of 52100 Bearing Steel1
| C | Mn | P | S | Si | Cr |
| 0.98-1.10 | 0.25-0.45 | 0.025 | 0.025 | 0.15-0.35 | 1.30-1.60 |
2. Vlastnosti ložiskové oceli 52100
Tato část podrobně popisuje kritické vlastnosti oceli AISI/SAE 52100, díky nimž je preferovaným materiálem v mnoha průmyslových odvětvích.
Potenciál tvrdosti a reakce na tepelné zpracování
Jeden z nejvýraznějších Vlastnosti ložiskové oceli 52100 je jeho výjimečná tvrdost.
- Dosažitelná tvrdost: Při vhodném tepelném zpracování dosahuje ocel 52100 v celém průřezu trvale tvrdosti 60 až 64 HRC. Například kus o tloušťce 2,5 cm může dosáhnout přibližně 60 HRC při popouštění na 204 °C (400 °F).
- Použití ložisek: Pro kritické součásti kuličkových ložisek se obvykle specifikuje minimální tvrdost 62 HRC, které se dosahuje po kalení a popouštění.
- Tvrdost za tepla: It’s important to consider that the hot hardness of 52100 steel decreases notably as operating temperatures rise.
2.1 Charakteristiky mikrostruktury
Mikrostruktura oceli 52100 po správném tepelném zpracování je zásadní pro její výkon:
- Typická struktura: Skládá se primárně z martenzitu s vysokým obsahem uhlíku s jemně rozptýlenými primárními (nerozpuštěnými) sférickými karbidy. Typický je také obsah zbytkového austenitu 5 až 10%.
- Příspěvek k odolnosti proti opotřebení: Pro použití v ložiskách je ocel 52100 záměrně austenitizována pod teplotou Acm. Tento proces podporuje tvorbu cementitových karbidových polí v konečné martenzitické struktuře, což výrazně zvyšuje odolnost proti opotřebení.
- Čistota: Čistá mikrostruktura bez nadměrných vměstků je zásadní, zejména pro aplikace vyžadující vysoce leštěné povrchy, jako jsou například razidla.
2.2 Základní mechanické pevnosti oceli 52100
Legovaná ocel 52100 je navržena pro vysokou únosnost a odolnost.
| Mechanické vlastnosti | Typická hodnota / charakteristika pro ocel 52100 | Poznámky |
| Klasifikace | Vysokouhlíkové, chromové, nízkolegované, kalené | Standard pro ložiskové aplikace |
| Dosažitelná tvrdost | 60-64 HRC | Min. 62 HRC pro kalená kuličková ložiska |
| Pevnost v tahu (válcované za tepla) | 930 MPa (135 ksi) | Stav při dodání |
| Mez kluzu (válcované za tepla) | 570 MPa (83 ksi) | Stav při dodání |
| Pevnost v tahu (kalená v oleji, netažená) | 1515 MPa (220 ksi) | Ilustruje potenciál kalení |
| Mez kluzu (kalená v oleji, netažená) | 965 MPa (140 ksi) | Ilustruje potenciál kalení |
| Pevnost v ohybu | Přibližně 2400 MPa (240 kgf/mm²) | Doporučeno pro aplikace s kuličkovými ložisky |
| Elastic Modulus (Young’s) | Přibližně 210 GPa | Tuhost materiálu |
2.3 Únavový výkon
Vysoká únavová životnost je kritická vlastnost ložiskové oceli 52100, zejména u součástí, jako jsou kluzná ložiska vystavená cyklickému zatížení. Odolnost proti únavě může být ovlivněna faktory, jako je obsah vměstků a přesnost tepelného zpracování. Kontrola kvality, včetně zkoušek únavy, je prvořadá.
2.4 Odolnost proti opotřebení
Ocel 52100 vykazuje dobrou odolnost proti opotřebení. Ta je výrazně umocněna přítomností velmi malých, tvrdých částic cementitu, které jsou po optimálním tepelném zpracování rovnoměrně rozloženy v mikrostruktuře. Specializované úpravy, jako jsou duplexní procesy, mohou za určitých podmínek dále zlepšit charakteristiky opotřebení ve srovnání se standardním chromováním nebo jinými legovanými ocelemi, jako je 8620.
2.5 Kalitelnost
Díky obsahu chromu má ocel 52100 dobrou prokalitelnost. To jí umožňuje dosáhnout konzistentní tvrdosti v celém průřezu v částech o tloušťce až přibližně 1 palec. Její prokalitelnost je srovnatelná s ocelí 5280.
2.6 Obrobitelnost
Pro dosažení nejlepších výsledků obrábění a zajištění rovnoměrné odezvy během následných procesů kalení se pro ocel 52100 důrazně doporučuje sféroidizovaná mikrostruktura. Tato podmínka zlepšuje životnost nástroje a kvalitu povrchu.
2.7 Čistota a kvalita materiálu
Vysoce kvalitní Ložisková ocel 52100 se vyrábí s důrazem na vnitřní nezávadnost, čistotu a jednotné chemické složení.
- Kontrola zahrnutí: Pro kritické aplikace, jako jsou kuličková ložiska, jsou nezbytné velmi nízké hladiny nekovových vměstků (např. typu A, B, C, D) a minimální obsah kyslíku.
- Procesy tavení: Pokročilé techniky tavení, jako je vakuové tavení s tavicími elektrodami (CEVM) nebo elektrostruskové přetavování (ESR), mohou poskytnout výjimečně čistou mikrostrukturu potřebnou pro náročné aplikace, jako jsou leštěné formy.
- Úvahy o odlévání: Při výrobě oceli 52100 metodou moderního plynulého lití mohou nedostatečné homogenizační cykly vést k segregaci a nežádoucímu rozdělení karbidů, což negativně ovlivňuje její vlastnosti a reakci na tepelné zpracování.
- standardy: Norma ASTM A 535 se vztahuje na speciální kvalitní legované ocelové sochory, tyče, kruhové trubky, pruty a trubky určené pro výrobu valivých ložisek.
2.8 Rozměrová stabilita
Dosažení velmi vysoké rozměrové stability u ocelových součástí 52100 vyžaduje přesnou kontrolu tepelného zpracování. Ocelové součásti mohou být citlivé na deformaci a pokud je primárním cílem maximální stabilita, může být nutné popouštění na nižší tvrdost ve srovnání s některými pokročilými ocelemi. Nesprávné austenitizační teploty nebo postupy popouštění mohou vést k praskání.
2.9 Svařitelnost
Je důležité si uvědomit, že ložisková ocel 52100 je obecně považována za nesvařitelnou kvůli vysokému obsahu uhlíku, což ji činí náchylnou k praskání během a po svařování.
2.10 Odolnost
Pokud je ocel 52100 správně kalena v oleji z teploty okolo 850 °C (1560 °F) za účelem dosažení mikrostruktury dispergovaných sférických karbidů v popouštěném martenzitu, vykazuje dobrou houževnatost. Tu lze posoudit pomocí standardních testů, jako je lomová houževnatost Charpyho s V-vrubem a lomová houževnatost v rovinném napětí (KIc). Studie ukázaly, že bainit 52100 může nabídnout vyšší rázovou houževnatost ve srovnání s některými práškově kovanými ocelemi.
Are you looking for 52100 bearing steel? Please fill out the following form to contact us now!
3. Tepelné zpracování
Ocel 52100 je významná ložisková ocel, ceněná pro dosažení vysoké tvrdosti. Tato tvrdost je primárně dosažena tvorbou martenzitu v její mikrostruktuře, což je výsledek přesného Tepelné zpracování oceli 52100Pochopení těchto tepelných procesů je klíčem k optimalizaci vašeho ocel 52100 komponenty.
3.1 Hardening 52100 Steel: Austenitizing and Quenching
Pro dosažení požadované vysoké tvrdosti a požadované mikrostruktury v ocel 52100, používá se kritický dvoustupňový proces kalení: austenitizace následovaná kalením.
3.1.1 Austenitizace
Fáze austenitizace zahrnuje zahřívání ocel 52100 transformovat jeho strukturu. Pro optimální výsledky je austenitizační teplota pro ocel 52100 by měly být pečlivě kontrolovány, ideálně kolem 855 +/- 5 °CTaké se uvádí použití teplot, jako je 840 °C nebo 850 °C před kalením. Je důležité se vyhnout zahřívání. ocel 52100 nad tímto specifickým rozsahem (přehřátí), protože to může vést k nadměrnému zbytkovému austenitu a zvýšenému riziku praskání při kalení.
3.1.2 Kalení
Po austenitizaci, ocel 52100 se rychle ochladí (zkalí). Běžná kalicí média pro ocel 52100 zahrnout:
- Olej
- Solná koupel
Martempering je další technika používaná pro ocel 52100To obvykle zahrnuje kalení v horké solné lázni a následné ochlazení na klidném vzduchu, což je metoda zvolená pro minimalizaci deformace.
3.2 Tempering 52100 Steel
Po procesu kalení je popouštění klíčovým krokem v Tepelné zpracování oceli 52100 cyklus. Temperování is performed at temperatures below the steel’s Ac1 (lower critical) point. Its main purposes are to enhance toughness and relieve internal stresses within the ocel 52100.
Teploty popouštění a výsledná tvrdost
Volba teploty popouštění přímo ovlivňuje konečné vlastnosti ocel 52100.
| Teplota popouštění pro ocel 52100 | Typická výsledná tvrdost (HRC) | Poznámky k ocelovým aplikacím 52100 |
| 220 °C nebo 240 °C | Přibližně 60–60,5 HRC | Pro dobrou rozměrovou stabilitu v ocel 52100, zejména pro ložiskové aplikace (podmínky SO nebo S1). |
| 180 °C nebo 190 °C | Liší se | Také běžný rozsah temperování pro ocel 52100. |
| 150°C – 200°C | Liší se | Houževnatost ocel 52100 je obecně nízká, pokud je temperována v tomto rozsahu. |
Dvojitá nálada se často používá pro ocel 52100, někdy s přechodným kryogenním (zákalovým) zpracováním. To pomáhá zajistit transformaci veškerého zbytkového austenitu a účinné uvolnění napětí.
3.3. Žíhání oceli 52100 (změkčení)
Když ocel 52100 needs to be softened, for instance, before machining, annealing is the appropriate Tepelné zpracování oceli 52100.
Žíhací procesy a výsledky pro ocel 52100
| Žíhací proces pro ocel 52100 | Cílová tvrdost (HB) | Výsledná mikrostruktura v oceli 52100 | Hlavní výhoda oceli 52100 |
| Standardní žíhání | Přibližně 198 HB | Převážně lamelární perlit | Obecné změkčení. |
| Optimalizované / sferoidizační žíhání | 180-190 HB | Sféroidizovaná struktura (globulární karbidy ve feritu) | Zlepšená obrobitelnost ocel 52100. |
Sferoidizace, dosažená řízenou rychlostí ochlazování během žíhání, vytváří globulární karbidy ve feritové matrici, což výrazně zlepšuje obrobitelnost ocel 52100.
5. Povrchová úprava oceli 52100
Pro další zvýšení tvrdosti a odolnosti povrchu proti opotřebení lze použít různé povrchové úpravy ocel 52100 komponenty.
- Chromování: Povrchová úprava pro ocel 52100.
- Duplexní úprava (chromování + plazmová nitridace): Tato kombinace může nabídnout lepší odolnost proti opotřebení ocel 52100 ve srovnání s pouhým chromováním.
- Indukční kalení: Tato metoda se používá k dosažení vysoké povrchové tvrdosti ocel 52100Například bylo prokázáno, že dosahuje 61–63 HRC na ocel 52100 hřídele.
Pečlivá kontrola všeho Tepelné zpracování oceli 52100 Fáze tvrzení, zejména austenitizace a popouštění, jsou nezbytné pro dosažení požadované rovnováhy mezi tvrdostí, houževnatostí a rozměrovou stabilitou ve vašem konečném výrobku. ocel 52100 komponenty.
4. Aplikace
Ocel 52100 se používá primárně k výrobě kuličková ložiska a je to klasický stupeň pro ocel pro valivé ložiskoJeho klíčová role ve vysoce výkonných ložiskových komponentách je dále zdůrazněna jeho specifikací v normách ASTM A295 (pro za tepla válcované tyče z legované oceli pro valivá ložiska) a ASTM A535 (pro speciální jakostní ocel pro kuličková a válečková ložiska).
Po tepelném zpracování je ocel 52100 vhodná pro aplikace vyžadující:
- Vysoká únosnost
- Vynikající odolnost proti opotřebení
- Dlouho únavová životnost
V důsledku toho se úspěšně používá v elektromotorech, převodovkách, hlavních hřídelích leteckých motorů s plynovými turbínami, převodovkách vrtulníků a ložiskách válcoven oceli. Tyto rozmanité 52100 ocelových aplikací prokázat svou všestrannost.
Kromě ložisek se jeho využití rozšiřuje i na specializované výrobní procesy. Používá se například jako plátovací materiál při plazmově přenosném obloukovém svařování (PTA). Vrstva oceli 52100 plátující substrát, jako je AISI 1022M, poskytuje značnou odolnost proti opotřebení a únavě, přičemž kritická oblast pro únavovou životnost je navržena uvnitř tohoto plátu.
Navíc díky svým vlastnostem je ocel 52100 jistě cenná. aplikace nástrojové oceliJe kategorizována jako polorychlořezná ocel a může dosáhnout tvrdosti v rozmezí 62–64 HRC. I když její odolnost proti popouštění a opotřebení může být nižší než u některých skutečně rychlořezných ocelí, používá se pro některé nástroje pro práci za studena nebo mechanické součásti. Pro zápustky do průměru 50 mm (2 palce) se používá ocel 52100 tavená ve vakuu nebo přetavená elektrostruskou s tavitelnou elektrodou. Tento materiál, tepelně zpracovaný na tvrdost 59–61 HRC, poskytuje optimální životnost zápustky a je vhodný pro fotochemické leptání k vytvoření leštěných povrchů zápustky s nízkým reliéfem.
5. AISI 52100 Equivalent Standards
- AISI/SAE: 52100
- China(GB): GCr15
- UNS: G52986
- DIN (W-Nr): 3505 (také známý jako 100Cr6)
- JIS: SUJ2
6. Supply forms and dimensions
The 52100 bearing steel we supply is available in various forms, including round bars, sheet plates, slabs, flat bars, square bars, and blocks. The dimensions of the flat bar range from: width 20–600 mm × thickness 20–400 mm × length 1,000–5,500 mm. The dimensions of the round bar range from a diameter of 20–400 mm × a length of 1,000–5,500 mm. The block dimensions are obtained by cutting the flat bar.
UT testing: Sep 1921-84 D/d, E/e.
Surface Treatment: original black, peeled, machined/turned, polished, grounded, or milled surface finishes.
Delivery time: 30-45 days.
- ASM International. (1990). ASM handbook: Vol. 1. Properties and selection: Irons, steels, and high-performance alloys. ASM International. ↩︎
FAQ
52100 alloy steel is a bearing steel characterized as a high-carbon, chromium alloy steel.
Key properties of 52100 steel include high hardness (up to 66 Rockwell C when properly heat-treated) and excellent wear resistance. It also possesses robust strength and durability, and maintains good dimensional stability. While it has good corrosion resistance due to its chromium content, it is also noted for being quite brittle compared to other steel grades, sacrificing some malleability and resistance to impact forces.
52100 steel has excellent corrosion resistance because of its high chromium content. However, it is not stainless steel and is less corrosion-resistant than other types, such as Nerezová ocel 440C.
When properly heat-treated, 52100 steel can achieve remarkably high hardness values, up to 66 Rockwell C (HRC).
Yes, 52100 steel is magnetic at room temperature.
Pros: It becomes very hard with heat treatment, is super resistant to wear and fatigue, maintains its shape well under tough conditions, and can be great for machining after proper heat treatment.
Cons: It’s less corrosion-resistant than true stainless steels, welding can be tricky, it’s more brittle than some other steels, it can be slightly more expensive, and it’s difficult to machine in its fully hardened state.
52100 alloy steel is primarily used for components that experience punishing conditions and require minimal deformation during operation. Common applications include severe-duty bearings (ball and roller bearings), bushings, cams, shafts, and other high-load, high-wear components. It is also found in demanding industrial settings such as aircraft engines, machine tooling, and offshore equipment, as well as in automotive and aircraft components.
Yes, 52100 steel is considered a very good steel for knives, especially when in the hands of a skilled blacksmith and properly heat-treated. It is capable of taking a very sharp edge, offers high hardness, and provides excellent edge stability and ease of sharpening when treated well. However, poor heat treatment can lead to issues such as gumminess during sharpening and only ordinary edge retention.
Yes, 52100 steel is an excellent choice for various tooling applications due to its high hardness and wear resistance. Specific examples include punches, taps, dies, mill rolls, as well as general tooling, knives, chisels, hotcuts, and wood turning chisels.
Optimal heat treatment for 52100 steel involves specific steps to maximize hardness and toughness. This typically includes annealing (often a Divorced Eutectoid Transformation or DET anneal with multiple heating and air cooling cycles), followed by hardening (austenitizing) at temperatures between 1475°F and 1525°F for 10-30 minutes. An immediate quench after austenitizing is crucial, followed by tempering at 300-500°F, often with multiple cycles, to balance hardness, toughness, and ductility. Higher austenitizing temperatures can increase hardness but also retain austenite.
A common method is Divorced Eutectoid Transformation (DET) annealing to refine grain size. This involves heating to 1700°F (927°C) for 20 minutes, then air cooling until black and magnetic. This is followed by reheating to 1460°F (793°C) for 30 minutes, then air cooling (and optionally repeating this step). Finally, the steel is allowed to cool in the furnace to 1250°F slowly (677°C), then cooled in ambient air. This process helps reduce internal stresses and refines the steel’s microstructure.
For 52100 steel, a medium- or fast-quenching oil is recommended.
52100 steel can be very difficult to forge, requiring slow movement and high temperatures to avoid stress fractures. However, its medium-low hardenability and lack of carbides at forging temperatures make it more manageable for forging compared to air-hardening steels. In its fully hardened state, 52100 is difficult to machine, often necessitating specialized tools like carbide or cubic boron nitride (CBN) tooling. Its machinability can be improved by spheroidizing annealing before machining.
Forging can lead to greater performance potential in 52100 steel. Forging at specific low temperatures, around 1625°F (885°C), can avoid carbon loss and grain growth while still improving the steel. This process, along with thermal cycling (normalizing), helps to dissolve carbides and refine the grain size, leading to improved wear resistance and overall performance.
Yes, AISI 52100 alloy steel can be cold worked using conventional techniques when it is in the annealed or normalized conditions.
52100 steel contains approximately three times the chromium content of Nástrojová ocel O1. While O1 has tungsten carbides, 52100 is noted for achieving a homogeneous and very fine-grained structure due to its manufacturing care, often involving vacuum melting. O1 is generally considered easier to heat treat than 52100, and 52100 is more difficult to forge and heat treat properly. However, many experts assert that when everything is done right (especially extensive forging and specific heat treatment), 52100 yields superior knife performance.
440C stainless steel resists corrosion twice as well as conventional 52100 steel. 440C performs better in terms of fatigue life and under lubrication-free operating conditions.
52100 steel’s edge retention is generally not particularly high compared to some advanced steels, being similar to other carbon and low alloy steels because of the volume and hardness of its cementite carbides. In tests, 52100 demonstrated superior edge retention to 1086 and Wootz damascus, but was not as good as AEB-L. Compared to Japanese steels, some users suggest that modern steels like Apex Ultra can offer significantly higher edge retention due to additional alloying elements.
Yes, 52100 steel can be effectively used as a core steel in San Mai blades, particularly if a heat treatment oven is available, as it is a deep hardening steel. It has also been incorporated into Damascus steel alongside materials like 1095, though achieving a strong visual contrast can be difficult due to their similar compositions.
Valivá ložiska. Je považován za klasický a standardní materiál pro uložení s vysokým obsahem uhlíku, konkrétně kuličková a válečková ložiska.
Sekce matrice. Lze jej použít pro matrice do průměru 50 mm, které vyžadují kriticky leštěné povrchy.
Plášťový materiál při svařování práškovým přenosovým obloukem (PTA).
Aplikace vyžadující dobrou odolnost proti opotřebení bez nauhličování.
Pevnost oceli 52100 je vysoce závislá na použitém specifickém tepelném zpracování.
Tensile Strength: 585-620 MPa (85-90 ksi). After oil quenching from 850 °C (1560 °F), tensile strength varies with tempering temperature. For die applications, tensile strength is listed as 80,000 psi (552 MPa) in the annealed condition and 120,000 psi (827 MPa) when oil-quenched and tempered at 400°F (204°C).
Yield Strength: 450 MPa (65 ksi). After oil quenching from 850 °C (1560 °F), the yield strength varies with tempering temperature. For die applications, yield strength is listed as 35,000 psi (241 MPa) in the annealed condition and 93,000 psi (641 MPa) when oil-quenched and tempered at 400°F (204°C).
Compressive Strength: 2760 MPa (400 ksi) or 2930 MPa (425 ksi).
Shrnutí hlavních rozdílů:
Chromium Content: 52100 contains chromium, while 1095 is a plain high-carbon steel with no significant chromium.
Primary Applications: 52100 is mainly a bearing steel, whereas 1095 is a more general-purpose high-carbon steel often used for springs and blades.
Corrosion Resistance: 52100 offers slightly better corrosion resistance than plain carbon 1095, although neither is considered a corrosion-resistant steel.
Get a Competitive Quote for 52100 Bearing Steel
With over 20 years of forging expertise, Aobo Steel is your trusted partner for high-performance 52100 bearing steel. We provide not just materials, but solutions. Leverage our deep industry knowledge and reliable supply chain for your project’s success.
✉ Contact us by filling out the form below.
Prozkoumejte naše další produkty
D2/1.2379/SKD11
D3/1.2080/SKD1
D6/1,2436/SKD2
A2/1.23663/SKD12
O1/1.2510/SKS3
O2/1,2842
S1/1,2550
S7/1,2355
DC53
H13/1.2344/SKD61
H11/1.2343/SKD6
H21/1,2581/SKD7
L6/1.2714/SKT4
M2/1.3343/SKH51
M35/1.3243/SKH55
M42/1.3247/SKH59
P20/1,2311
P20+Ni/1,2738
420/1.2083/2Cr13
422 z nerezové oceli
Ložisková ocel 52100
Nerezová ocel 440C
4140/42CrMo4/SCM440
4340/34CrNiMo6/1,6582
4130
5140/42Cr4/SCR440
SCM415
