50SiMoVA 钢材全面技术资料（牌号澄清与 Si-Mo-V 系技术画像）

50SiMoVA 钢材全面技术资料（牌号澄清与 Si-Mo-V 系技术画像）

一、牌号澄清：标准里没有"50SiMoVA"

先说关键结论："50SiMoVA" 不是现行国标中的正式牌号。机械行业标准JB/T 6366-2007《滚动轴承 中碳耐冲击轴承钢零件 热处理技术条件》
覆盖的是55SiMoVA、55SiMoA、50SiMo
三个牌号——即"50"系只有50SiMo（不含钒），"含钒"的是55SiMoVA。"50SiMoVA" 极可能是两者混读，或是与兄弟牌号52SiMoVA（52SiMoV）
的混淆。

因此下文以该族系的主牌号55SiMoVA / G55SiMoVA（滚动轴承钢冠"G"）为技术主体展开，50SiMo、52SiMoV 作为同族变体一并说明。该族是中国自主发展的中碳耐冲击无铬/低铬轴承钢，行业标准依据 JB/T 6366-2007，钢厂多按企业协议供货。

二、化学成分分析（wt%）

元素

G55SiMoVA（主牌号）

石油钻具用实测控制

设计作用

碳 C

0.53–0.60

0.52–0.55

中碳，兼顾硬度与韧性

硅 Si

0.80–1.10

0.90–1.10

固溶强化、提高回火稳定性与弹性极限

锰 Mn

0.40–0.70

0.30–0.50

提高淬透性

钼 Mo

0.40–0.60

0.40–0.60

淬透性、热强性、抗回火软化

钒 V

0.15–0.25

0.20–0.30

细化晶粒、形成高硬碳化物、二次硬化

铬 Cr

≤0.30

残留，无铬化设计核心

镍 Ni

≤0.30

残留控制

磷 P / 硫 S

≤0.025 / ≤0.020

≤0.015 / ≤0.015

高纯净度控制

设计精髓是"以 Si-Mo-V 替代 C-Cr"：碳含量比 GCr15（约1.0%）低近一半，且铬极低，碳化物数量少、分布弥散，淬回火组织均匀，这是冲击韧性远超高铬轴承钢的根本原因。冶炼采用 EAF→LF→VD→CC 流程，VD 真空度 67 Pa 保持 20 min，氧含量可控制在 9–10 ppm。

需提醒：市场上部分供应商流传"Si 1.20–1.60%、Mo 0.15–0.30%"的高硅弹簧路线成分窗口，与轴承钢主牌号差异较大，采购时务必以钢厂质保书与 JB/T 6366 或技术协议为准。

三、供应形式

• 圆钢/棒材：主力形态。宝钢特钢按"耐冲击轴承用钢球"供货 Φ7–18.5 mm；市场流通 Φ14–200 mm、Φ10–240 mm，最大可至 Φ300 mm 以上；可热轧、锻制、冷拉、剥皮、磨光。
• 线材/盘条：大冶特钢等已承接 G55SiMoVA 圆钢与线材订单，冷拉丝材可做 Φ1.0–12 mm，供弹簧钢丝与滚动体原料。
• 锻件：轴承套圈锻坯、环锻件（轧机轴承外径已达 φ670 mm、壁厚 30 mm）、台阶轴、圆饼件、模块，单件可达 2 吨级，可按图定制。
• 成品滚动体：钢球 Φ6.35–150 mm（55SiMoVA 系，精度 G10–G600）。
• 板材：非主流形态，可定制 3–60 mm 中板，多作耐磨衬板、刀具坯料。
• 管材：无缝管 Φ6–1800 mm × 壁厚 1–100 mm，需协议订货。
• 交货状态：热轧、锻制、退火（球化退火 179–255 HB）、正火或淬回火，须在合同中注明。

四、热处理工艺（JB/T 6366-2007）

工序

温度/保温

冷却

硬度要求

正火

860–890 ℃，30–40 min

空冷

≤229 HB

退火

760–790 ℃，4–6 h

≤20 ℃/h 缓冷至 650 ℃ 出炉空冷

≤229 HB

球化退火

730–740 ℃ × 4 h（两段式预处理 860–880 ℃ 油冷）

炉冷

179–255 HB

淬火

850–890 ℃，1.5 min/mm

油冷

轧机轴承 ≥58 HRC；钻具轴承 ≥55 HRC

回火

150–250 ℃，3–5 h

空冷

套圈 54–58 HRC；滚动体 55–59 HRC

附加回火

120–200 ℃，3–5 h

空冷

稳定尺寸

弹簧钢路线（按弹簧工艺处理时）：860–880 ℃ 油淬 + 420–480 ℃ 中温回火，得回火屈氏体，硬度 45–52 HRC。可选渗碳：表面碳 0.75–0.90%，淬后 ≥60 HRC，回火后 58–62 HRC，心部 ≥54 HRC，渗层 0.6–2.2 mm。

组织与质检要求：淬回火后为细针状马氏体 + 少量残余奥氏体 + 碳化物，马氏体级别 1–3 级合格，奥氏体晶粒度不低于 8 级，工作面不允许脱碳、烧伤、软点；出厂超声探伤 + 磁粉检测。

五、机械性能

状态

抗拉强度 MPa

屈服强度 MPa

伸长率 %

断面收缩率 %

冲击功

硬度

淬回火态（轴承路线）

≥2380

≥1850

≥9

22–26

Ak ≥22–28 J；KIC ≈28 MPa·m¹/²

58–62 HRC

石油钻具实际使用

52–56 HRC

轧机轴承实际使用

58–59 HRC

中温回火（弹簧路线）

≥1450

≥1300

≥8

~30

45–52 HRC

磨损试验 150 min 磨损量仅 23 mg；300 ℃ 下抗拉强度仍保持 900–1000 MPa，200 ℃ 时保持室温值的 90% 以上。

六、物理性能

密度约 7.79–7.85 g/cm³（略低于 GCr15 的 7.81）；弹性模量约 200–207 GPa；泊松比 0.25–0.30；热导率约 30 W/(m·K)（室温）；线膨胀系数 20–400 ℃ 平均约 12.5×10⁻⁶/K；电阻率约 0.25 Ω·mm²/m；熔点约 1430 ℃。因 Mo、V 作用具备良好红硬性，可在 ≤350 ℃ 长期工作，普通 GCr15 一般仅适用于 ≤120 ℃。

七、应用领域

• 石油钻采（核心）：三牙轮钻头滚动轴承的滚子与钢球、螺杆钻具轴承、串轴承。
• 轧机轴承：大型轧机轴承套圈（外径已达 φ670 mm、壁厚 30 mm）。
• 风电与重装：风电主轴、偏航与变桨轴承环件、矿山机械轴承。
• 耐冲击工具：冷作模具、冲头、剪切刀具等承受突发重载与振动的工器具。
• 高温弹簧：300–400 ℃ 工作的气门弹簧、碟形弹簧、锅炉安全阀弹簧、减震器螺旋弹簧、轨道车辆轴箱弹簧。
• 其他：耐磨衬板、齿轮坯料、高强度轴类与轴套。

八、材料优势与局限

优势：① 冲击韧性较 GCr15 高 3–5 倍，弯曲强度高 40%–60%，钢球压碎负荷提高约 60%，钻头寿命提高 0.5–1 倍，是最突出的卖点；② 无铬/低铬设计使碳化物少而弥散、组织均匀，同时降低原料成本与环保压力；③ 淬透性好，大截面尺寸稳定性优良，热处理变形小，表面呈压应力状态，不易产生磨削裂纹；④ 可替代传统渗碳轴承钢（如 G20Cr2Ni4），省去复杂渗碳工序，避免渗层脱碳与软点；⑤ Mo、V 碳化物高温稳定，抗松弛能力显著优于 60Si2Mn——300 ℃ 保温 1000 h 松弛率可控制在 10% 以内，普通硅锰钢往往超过 20%。

局限与注意事项：①极易脱碳——高硅含量使热处理必须在保护气氛或真空炉中进行，否则表面软化；② 焊接性差，焊前需预热 200–300 ℃，焊后及时去应力退火，禁止冷态施焊；③ 回火应避开 300–350 ℃ 第一类回火脆性区间，回火后快冷；④ 切割推荐砂轮锯或带锯冷切割，火焰切割须预热并缓冷；⑤ 长期服役超过 400–450 ℃ 会出现明显强度回落与蠕变加速；⑥ 对高精度、轻载荷、高转速的精密轴承（机床主轴、电机轴承），GCr15 或陶瓷轴承更经济，55SiMoVA 成本偏高且工艺复杂度大；⑦ 采购时必须写明是"轴承钢路线（G55SiMoVA，JB/T 6366）"还是"弹簧钢路线"，并确认是 50SiMo、52SiMoV 还是 55SiMoVA，三者碳与钒含量不同，性能定位差异明显。