對軸承鋼絲而言，化學(xué)成分的控制與鋼絲質(zhì)量密切相關(guān)，成分控制主要體現(xiàn)在碳、鉻、錳、硅、磷和硫等成分控制。

1、碳

軸承鋼的強(qiáng)度、硬度以及高耐磨性主要由碳含量決定。軸承鋼的碳幾乎是一半溶于馬氏體中，另一半以碳化物形態(tài)存在。一般認(rèn)為馬氏體含碳量為0.45%~0.5%時，軸承硬度適宜、壽命最好。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定GCr15碳含量為0.95%~1.05%，碳含量過高會造成鋼中液析碳化物增多，淬火后易出現(xiàn)“黑白分明”的淬火組織，降低疲勞壽命，所以生產(chǎn)中一般將碳含量控制在中下限。

2、鉻

鉻可以提高鋼的淬透性，還能改善碳化物的構(gòu)成和形態(tài)。部分鉻以(FeCr)7C3形態(tài)溶于滲碳體中，這種碳化物相對較細(xì)，淬火加熱時降解較慢，溶解比較均勻，淬火后呈細(xì)小質(zhì)點分布在馬氏體基體上，提高鋼的硬度和回火穩(wěn)定性。同時鉻是提高奧氏體穩(wěn)定性元素，鋼中鉻含量超過1.65%時，淬火后鋼中殘留奧氏體量增大，降低滾動體硬度和尺寸穩(wěn)定性，并增大碳化物的液析和不均勻度。

3、錳

錳可以提高鋼的淬透性，但會促進(jìn)晶粒粗化，提高奧氏體的穩(wěn)定性，增加淬回火后殘留奧氏含量，一般控制在0.25%~0.45%范圍內(nèi)。

4、硅

硅和錳一樣可以提高鋼的淬透性，大型軸承往往選用GCr15SiMn。但硅會增加鋼中碳類夾雜，增強(qiáng)鋼的脫碳傾向，通用軸承鋼GCr15的硅控制在0.15%~0.35%范圍內(nèi)。

5、磷和硫

磷和硫是夾雜形成元素。磷促使晶粒長大，增加鋼的冷脆性，應(yīng)盡可能降低其含量。至于硫含量目前尚存在分歧，一般認(rèn)為硫化物破壞了基體連續(xù)性，也是一種疲勞源，應(yīng)該嚴(yán)格限制。日本人采用高堿度渣精煉，將硫降到0.010%以下，甚至降到0.005%以下。SKF認(rèn)為，硫化物對軸承壽命沒有明顯有害作用，相反能提高鋼的切削性能，實際將硫含量控制在0.010%~0.020%之間。

6、氧

降低[O]含量是近百年來軸承鋼冶煉技術(shù)進(jìn)步的動力，我國2000年頒布的軸承鋼標(biāo)準(zhǔn)正式將[O]≤15x10ppm列入考核項目。

7、鋁

軸承鋼冶煉過程中，鋁是主要脫氧元素，初煉時沉淀脫氧和精煉后的終脫氧都離不開鋁，鋁的氧化物Al₂O₃又是鋼中非金屬夾雜的重要構(gòu)成物。適度用鋁已成為軸承鋼冶煉中的一項重要技術(shù)，國內(nèi)一般認(rèn)為鋁含量控制在0.015%~0.025%比較合適。

8、鈦和鈣

鈦在軸承鋼中易形成碳氮化合物(TiC、TiN)這種化合物穩(wěn)定性好，硬度高，呈棱角狀分布，對軸承的疲勞壽命極為不利，還會嚴(yán)重影響滾動體成品的拋光性能。因此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定鈦含量不大于30x10^-6。

 鈣的氧化物是D類點狀不變形夾雜的構(gòu)成物，其膨脹系數(shù)和彈性較大，在外力作用下增大界面應(yīng)力，縮短裂紋萌生期，降低疲勞壽命。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定鋼中鈣含量不大于10×10^-6。

9、殘余元素鎳和銅

鎳降低軸承鋼淬火硬度，銅引起鋼時效硬化，降低軸承尺寸精度，都應(yīng)嚴(yán)格控制。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定Ni≤0.30% ，Cu≤0.25%、 Ni+ Cu≤0.50%。

10、低熔點金屬鉛、錫、砷、銻

低熔點金屬影響軸承鋼熱加工性能，降低軸承硬度和壽命，需要加以限制。SKF標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定Pb≤0.002%、 Sn≤0.03% 、As≤0.04% 、Sb<0.005% 。

來源：《特殊鋼鋼絲》