What is GCr15 material?

GCr15 steel is a high-carbon chromium bearing steel and a low-alloy cold work mold steel. It is widely used due to its excellent hardness, wear resistance, and high contact fatigue performance after heat treatment.

What is the hardness of GCr15 in HRC?

After quenching, GCr15 steel typically achieves a hardness of ≥62 HRC, 61-65 HRC, or ≥63 HRC. After standard low-temperature tempering (150-190°C), its hardness generally ranges from 58-62 HRC to 61-65 HRC. For instance, GCr15, when oil quenched from 845°C and tempered at 150°C, can reach 61-65 HRC.

What is the difference between GCr15 and 52100?

GCr15 and 52100 steel are essentially the same material, serving as direct equivalents under different international standards. GCr15 is the Chinese designation, while 52100 is the American ASTM (American Society for Testing and Materials) designation.

Acero GCr15 | 52100

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El acero GCr15 es un acero con alto contenido de cromo y carbono ampliamente utilizado, y también se considera un acero de baja aleación para moldes de trabajo en frío. Es un grado representativo entre los aceros con alto contenido de cromo y carbono. Este acero puede templarse en agua o aceite, según la aplicación y las propiedades deseadas.

1. Composición química (GB/T 18254—2002)

C	Si	Mn	Cr	PAG	S	V
0.95 ~ 1.05	0.15 ~ 0.35	0.25 ~ 0.45	1.40 ~ 1.65	≤0,025	≤0,025	-

2. Temperatura del punto crítico del acero GCr15

Punto crítico	C.A₁	C.A_centímetro	Ar1	Sra.
Temperatura (valor aproximado)/°C	745	900	700	246

3. Especificación del proceso de forjado de acero GCr15

Artículo	Temperatura de calentamiento/°C	Temperatura de forja inicial/°C	Temperatura final de forja/°C	Refrigeración
Lingote de acero	1150 ~ 1200	1100 ~ 1150	800 ~ 880	Primero enfriar con aire a 700 °C, luego enfriar en foso.
Palanquilla de acero	1080 ~ 1120	1050 ~ 1100	800 ~ 850	Primero enfriar con aire a 700 °C, luego enfriar en foso.

4. Especificación del proceso de tratamiento térmico del acero GCr15

4.1 Precalentamiento

Plan preliminar de tratamiento térmico	Parámetros del proceso
Recocido isotérmico tras la forja	Calentar lentamente a 770 ~ 790 °C y mantener de 1 a 2 h; enfriar en el horno a 680 ~ 700 °C y mantener de 3 a 4 h; luego, enfriar en el horno por debajo de 550 °C y enfriar al aire. Dureza: 180 ~ 229 HBW.
Revenido a alta temperatura	Temperatura de calentamiento: 600 ~ 700 °C, mantener de 2 a 3 h; enfriamiento en horno o aire. Dureza: 187 ~ 229 HBW. Se utiliza principalmente para eliminar la tensión de mecanizado antes del temple.
Normalización	Temperatura de calentamiento: 930 ~ 950 °C, refrigeración por aire. Dureza: 302 ~ 388 HBW. Se utiliza para refinar el grano del acero sobrecalentado y eliminar los carburos de la red.
Temple y revenido	Temperatura de temple: 840 ~ 860 °C, enfriamiento por aceite; temperatura de revenido: 660 ~ 680 °C, enfriamiento por horno o aire. Dureza: 197 ~ 217 HBW.

4.2 Enfriamiento

Plan de proceso de enfriamiento	Parámetros del proceso
Proceso de enfriamiento convencional	Temperatura de calentamiento: 830 ~ 850 °C, refrigeración por aceite. Dureza: 62 ~ 65 HRC.
Proceso de temple isotérmico	Temperatura de calentamiento: 830 ~ 850 °C, temple isotérmico: 240 ~ 300 °C. Temperatura de revenido: 180 ~ 200 °C. Dureza: 58 ~ 62 HRC.

Nota: Para ahorrar energía y tiempo, el calor residual del forjado se puede utilizar para el proceso de temple isotérmico en sustitución del recocido esferoidizante.

Procesamiento ultrafino de carburos.

Proceso de súper refinamiento de carburo

Proceso de tratamiento térmico

Parámetros del proceso

Tratamiento de súper refinamiento

La temperatura de la solución es de 1050 °C, seguida de un tratamiento isotérmico en baño de sales a 300 ~ 350 °C para obtener una estructura de bainita inferior. La temperatura de revenido ronda los 720 °C con un tiempo de mantenimiento de 2 h, pero la dureza es demasiado alta, lo que dificulta el mecanizado. Una alternativa es un proceso de esferoidización de corta duración: calentar a 720 °C y mantener esta temperatura durante una hora, luego elevar la temperatura a 780 °C y mantenerla durante una hora, luego enfriar de nuevo a 720 °C y mantenerla durante otra hora. Finalmente, en el horno, enfriar a 500 °C antes de retirar. Este proceso permite obtener carburos esferoidizados ultrafinos.

4.3 Templado

Especificación del proceso de templado

Temperatura de calentamiento/°C	Método de refrigeración	Dureza HRC
150 ~ 190	Enfriamiento por aceite o enfriamiento por aire	58 ~ 62

Temperatura de revenido y dureza

Temperatura de revenido/°C	Sin templar	200	300	400	500	550	600	650
Dureza HRC	62	61	56	49	40	36	31	28

Nota: Aceite templado a 830°C, revenido durante dos horas.

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5. Propiedades mecánicas

El GCr15 es un acero especial para rodamientos. Presenta buena templabilidad, dureza y resistencia al desgaste, alta resistencia a la fatiga por contacto y buena estabilidad dimensional durante el temple y el revenido. Las herramientas y moldes fabricados con él presentan alta tenacidad y resistencia al desgaste tras el revenido a baja temperatura, lo que prolonga significativamente su vida útil.

Relación entre la temperatura de enfriamiento, la microestructura y el rendimiento

Temperatura de enfriamiento/°C	Fracción másica de carbono en martensita (%)	Contenido de austenita retenida (fracción de volumen, %)	Dureza HRC	Resistencia a la flexión σ_{cama y desayuno}/MPa	Tenacidad al impacto α_K /(J/cm²)
820	0,41, principalmente martensita en listones	-	62.8	3234	6.67
835	0,49, principalmente martensita en listones	10.40	63.7	2724	5.19
845	0,52, Mezcla de martensita en listones y acicular	14.70	64.1	3420	5.19
855	0,55, Mezcla de martensita en láminas y acicular	-	64.9	3263	3.53
865	0,59, Mezcla de martensita en listones y acicular	16.90	65.1	2960	3.43
875	0,67, principalmente martensita acicular	21.20	65.4	2739	2.55
885	0,67, principalmente martensita acicular	-	65.3	2450	2.45

Nota: Templado a 160°C.

6. Aplicaciones

Cojinetes: Su aplicación principal y más extendida es en la fabricación de diversos tipos de rodamientos, incluyendo pistas, bolas de acero, rodillos cónicos, rodillos cilíndricos, rodillos esféricos y agujas.
Moldes y matrices (trabajo en frío): Se utiliza frecuentemente para matrices de estampación en frío, matrices de estampación en frío, matrices de embutición, matrices de extrusión y matrices/cuchillas de corte. También es adecuado para moldes de plástico, especialmente aquellos que requieren alta resistencia al desgaste, robustez y capacidad para soportar cargas elevadas, y para otros moldes como matrices de laminación y matrices de pulvimetalurgia.
Herramientas de medición de precisión: GCr15 es un material preferido para instrumentos de medición de precisión, como bloques patrón, calibres de tapón y calibres de anillo roscado.
Piezas de máquinas: Se utiliza en diversos componentes de máquinas, incluidos pilares guía y bujes guía, inyectores de motores diésel y tornillos de avance de precisión.
Otras aplicaciones: También se utiliza para pinzas de resorte y como material para herramientas de corte en general.

7. Material equivalente

AISI/SAE: 52100
DIN (alemán): 100Cr6 (o 1.3505)
JIS (japonés): SUJ2
ISO: 100Cr6

Preguntas frecuentes

¿Qué es el material GCr15?

El acero GCr15 es un acero con alto contenido de carbono y cromo, y un acero de baja aleación para moldes de trabajo en frío. Es ampliamente utilizado debido a su excelente dureza, resistencia al desgaste y alto rendimiento a la fatiga por contacto tras el tratamiento térmico.

¿Cuál es la dureza de GCr15 en HRC?

Tras el temple, el acero GCr15 suele alcanzar una dureza de ≥62 HRC, 61-65 HRC o ≥63 HRC. Tras el revenido estándar a baja temperatura (150-190 °C), su dureza suele oscilar entre 58-62 HRC y 61-65 HRC. Por ejemplo, el GCr15, al templarse en aceite desde 845 °C y revenirse a 150 °C, puede alcanzar 61-65 HRC.

¿Cuál es la diferencia entre GCr15 y 52100?

El acero GCr15 y el 52100 son esencialmente el mismo material y funcionan como equivalentes directos según diferentes normas internacionales. GCr15 es la designación china, mientras que 52100 es la designación estadounidense de la ASTM (Sociedad Americana para Pruebas y Materiales).

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