滾動軸承的性能和可靠性在很大程度上取決于軸承零件的材料和熱處理工藝，特別是用于特殊工況的軸承，其材料的選擇和熱處理工藝的制定更是尤為重要。

軸承套圈和滾動體用材料要求

由于滾動軸承通常都在較高的轉(zhuǎn)速或較大的載荷下運行，因此，要求滾動軸承主要零件，套圈和滾動體的材料：

• 必須可以充分淬硬。
• 必須具有高的疲勞強度和耐磨性。
• 在所要求的工作溫度下，保證軸承零件具有結(jié)構(gòu)和尺寸的穩(wěn)定性。

普通軸承鋼

高碳鉻軸承鋼

高碳鉻軸承鋼主要是以傳統(tǒng)的GCr15、GCr15SiMn為主，近年來又開發(fā)了高淬透性的GCr15SiMo、GCr18Mo鋼和限制淬透性的GCr4鋼。GCr15SiMo、GCr18Mo鋼主要應(yīng)用于大型軸承零件要求整體淬透或貝氏體淬火；GCr4鋼經(jīng)表面感應(yīng)淬火，可獲得高耐沖擊性、高強韌結(jié)合性能，可用于制造鐵路軸承、軋機軸承等要求承受高接觸載荷和沖擊載荷的軸承。

各種高碳鉻軸承鋼應(yīng)用概況表如下：

滲碳軸承鋼

對于一些工作時要承受沖擊載荷的軸承、截面尺寸較大的軸承，或要求工作表面具有高耐磨性、高抗疲勞性，而心部組織又要求有高強韌性的軸承零件需用滲碳軸承鋼制造。常用的滲碳軸承鋼是含碳量約0.15%的鉻-鎳合金鋼。滲碳軸承鋼制軸承經(jīng)表面硬化處理后，其使用性能與高碳鉻軸承鋼制軸承相差無幾，因此在壽命計算無需區(qū)別，這一點已得到ISO組織的承認(rèn)。

常用滲碳軸承鋼應(yīng)用舉例如下表：

軸承零件中用碳合金鋼

對隨沖擊載荷條件下工作的軸承，除有選用滲碳軸承鋼外，有的還采用中碳合金鋼來制造。

耐腐蝕軸承用材料

耐腐蝕軸承通常采用不銹鋼制造。

9Cr18、9Cr18Mo是制造耐酸耐蝕軸承套圈和滾動體的最常用材料。由于9Cr18、9Cr18Mo鋼在冶煉過程中易產(chǎn)生粗大共晶碳化物，且不能通過后續(xù)的熱處理來徹底地改變它，從而會一定程度地影響軸承產(chǎn)品的疲勞壽命，也會給低噪音軸承的制造帶來難度。近年來歐美國家開發(fā)的X65Cr13（德國FAG軸承的不銹鋼深溝球軸承采用此材質(zhì)），及日本KOYO公司開發(fā)的KUJ440C等，通過降低鋼中C、Cr含量，減小共晶碳化物的含量和尺寸，使得制成的軸承在接觸疲勞性能、硬度、沖擊韌性及耐鹽水腐蝕性等都優(yōu)于9Cr18Mo，但在稀酸中的耐蝕性能不及9Cr18Mo。另外，日本NSK軸承公司推出了優(yōu)異的不銹鋼軸承鋼ES1，德國也開發(fā)了Cromidur30鋼，這些新型的含氮鋼，無論耐蝕性還是各項機械性能都明顯優(yōu)于9Cr18Mo，也優(yōu)于X65Cr13和6Cr14Mo等。

耐高溫軸承用材料

高溫軸承傳統(tǒng)上都采用W18Cr4V或GCr4Mo4V整體淬火制造，歐美國家開發(fā)出了RBD、CBS1000和M50NiL等高溫滲碳軸承鋼，其中以M50NiL使用最為廣泛，經(jīng)滲碳淬火后的軸承零件表面硬度高，而心部韌性是M50鋼的2.5倍。目前M50NiL主要應(yīng)用于航空發(fā)動機主軸軸承等要求高溫、高速、高應(yīng)力、高可靠性的軸承。

制造耐高溫軸承零件的材料，除要求在一定高溫條件下保持硬度外，還必須具備耐磨性、耐疲勞、抗氧化、耐腐蝕和抗沖擊，還要有良好的尺寸穩(wěn)定性以及較好的加工性能。

陶瓷軸承材料

陶瓷材料由于其特有的高強度、高硬度、可濕潤性、耐腐蝕性、密度小、熱導(dǎo)率低，尤其是高溫下仍可保持很高的耐磨性、良好的工作性能和可靠性，已被越來越多地用于制造在超高溫、超高速、強腐蝕、高真空等系統(tǒng)中使用的軸承。

陶瓷材料的種類很多，工程上使用的主要有下列幾種：

保持架材料

滾動軸承保持架的主要作用是使?jié)L動體保持分離，防止相鄰滾動體的直接接觸，使軸承的摩擦和發(fā)熱降至最低程度；另外保持架也有保持滾動體不脫落和引導(dǎo)滾動體以相同方向排列的作用；在脂潤滑軸承中，潤滑脂還可以儲備于保持架上，保證軸承運行表面的良好潤滑。

根據(jù)軸承結(jié)構(gòu)和使用特點，軸承保持架有整體成形的，也有由支柱、擋圈、隔圈等組合而成的。

保持架所受的機械應(yīng)力來自摩擦力、應(yīng)變力和慣性力，同時還受到某些潤滑劑、潤滑添加劑及其老化生成物、有機溶劑、冷卻液等化學(xué)物質(zhì)的侵蝕，因此保持架材料的選擇對軸承運行可靠性影響很大。