一、材料基本特性
SAE52100（又称E52100）是一种高碳铬合金轴承钢，执行标准为SAE A295-98，对应中国牌号GCr15、日本SUJ2、德国EN31。其核心特性包括高硬度、耐磨性及优异的疲劳强度，专用于高负荷、高精度机械零部件。
化学成分（质量分数%）
碳（C）：主导硬度与耐磨性，形成碳化物强化基体；铬（Cr）：提升淬透性、耐蚀性及高温稳定性；低杂质设计：严格限制硫、磷含量，减少晶界脆性。
物理参数
密度：7.80 g/cm³；热膨胀系数：11.7×10⁻⁶/℃；导热系数：46 W/(m·K)。
二、力学性能与热处理
SAE52100的性能高度依赖热处理工艺，典型状态如下：
淬火+回火态：
硬度：61~64 HRC（最高达1900 HV）；抗拉强度：≥1617 MPa；冲击功：28 J（常温），韧性适中但需规避超高冲击载荷。
热处理工艺：
淬火：850~860℃油冷，形成回火马氏体；回火：160~180℃保温1~2小时，平衡硬度与韧性；特殊工艺：三次感应加热+一次淬火（H3Q1T1），可细化晶粒，疲劳强度提升15%~20%。
关键工艺控制点
球化退火：改善切削加工性，硬度≤223 HB；反复淬火：细化原奥氏体晶粒，抑制疲劳裂纹扩展；表面处理：支持氮化（离子/气体）及感应硬化，进一步提升耐磨性。
三、核心性能优势
高耐磨性：
高碳+铬碳化物形成硬化相，摩擦环境下磨损率低于普通合金钢30%以上。
疲劳强度突出：
旋转弯曲疲劳极限达550~650 MPa（10⁷次循环），适用于高速轴承。
淬透性与组织均匀性：
直径≤60 mm截面可完全淬透，碳化物分布均匀（纯净度要求：氧含量≤0.0007%）。
动态再结晶可控性：
机器学习模型（如XGBoost）可精准预测热变形中再结晶行为，优化高温加工工艺。
四、应用领域
凭借综合性能，SAE52100广泛应用于以下领域：
轴承制造：
滚珠、滚子、轴承套圈（汽车、航空发动机、精密主轴）；
汽车零部件：
传动轴、齿轮、涡轮机叶轮；
精密机械：
量具、冲压模具、高速切削刀具；
工业设备：
矿山机械轧辊、高负荷泵阀零件。
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