对轴承钢的基本质量要求是纯净和组织均匀。纯净就是杂质元素及非金属夹杂物要少,组织均匀是钢中碳化物要细小,分布要均匀。轴承钢经热处理后要求高而均匀的硬度和耐磨性,高的弹性极限和高的接触疲劳强度。
常用的钢种是高碳铬轴承钢系列(如GCr15, GCr15SiMn等)。此外,根据不同工作条件,还有渗碳轴承钢(20CrNi2Mo,20Cr2Ni4等),不锈轴承俐(9Cr18等),高温轴承钢(Cr4Mo4V、Cr15Mo4V2等)。
滚动轴承是各种机械传动部分的基础零件之一,其工作条件极苛刻。由于滚动体和套圈滚道之间接触面积很小.因而接触压应力可高达3000 ~ 5000MPa,循环力次数每分钟可高达数万次。滚珠在转动时还受到离心力引起的附加载荷,它随转数增加而加大。轴承滚珠和内外套圈之间还发生滑动而产生摩擦。在这几种载荷作用下,运转一定时间后将产生接触疲劳破坏,或者受磨损而失效。
根据最大切应力理论计算结果,切应力在接触表面下0.786b处达到最大(b为滚动体和套圈接触带宽度)。在高应力下长时间运转,将在这个区城产生剧烈的塑性变形,显徽组织由回火马氏体转变为回火索氏体,因而强度降低,比热容减小,在这个区域周围引起附加张应力。若这些部位恰好存在非金属夹杂物或粗大碳化物时,它们就成了疲劳裂纹的发源地。疲劳裂纹一般沿切应力方向发展,其扩展方向与表面呈45度夹角,当裂纹露出表面,就会引起表面剥落。表面下一定深度(1mm)内的非金属夹杂物和组织缺陷的危害最大,它将促使接触疲劳裂纹形成和扩展。