为了提高轴承钢的疲劳寿命，不仅需要严格控制钢中的非金属夹杂物，还需要认真改善钢的碳化物不均匀性。

 钢材原始组织中碳化物质量，将是获得良好使用组织的前提。
 
 钢材的组织决定性能，大量的生产实践和实验研究证明，原始组织为均匀细粒状珠光体时，轴承零件在各方面都能达到满意的结果。

1）具有粒状珠光体原始组织的钢材，硬度较低且合适，便于切削加工，加工后零件的表面质量较好。

2）具有均匀细粒状珠光体原始组织的钢，在正常淬火温度范围内有较高的淬透性和淬硬性，具有宽的淬火加热温度范围和小的淬火开裂倾向，淬火的质量高而且稳定。

 而原始组织为片状珠光体的钢在淬火时容易发生开裂。均匀细粒状原始组织在淬火-回火后能得到最佳的综合力学性能。即一方面具有高的强度和硬度，另一方面又兼有良好的韧性和塑性，疲劳寿命和耐磨性也较高。

 关于碳化物粒度对接触疲劳寿命的影响，一般认为原始组织中碳化物粒度越小，寿命越高，可使疲劳寿命提高1.5~2.5倍。

 目前认为碳化物粒度对疲劳寿命的影响，是通过改变基体的固溶成分起作用的。

 淬火后轴承钢的基体虽然有一个平均碳含量（0.50%～0.60%时比较好），但实际上在碳化物近旁和远处碳浓度是不同的。原始组织碳化物颗粒粗大，颗粒距离远，淬火后基体碳浓度不均匀程度大，而碳化物颗粒细小，颗粒密集时，基体碳浓度差较小。

 若碳的浓度差大，有高碳和低碳区存在，在这些地方疲劳裂纹容易发展，结果使材料的疲劳寿命降低。

 基于上述理由，对轴承钢的退火组织提出了严格的要求，其显微组织应为细小、均匀、完全球化的珠光体组织。

 为了获得碳化物粒度细、形状匀称、分布均匀的球化组织，不仅要严格控制退火工艺，还应当严格控制退火前的组织，否则优良的退火组织就无法得到。

 在轴承钢中可能出现三种碳化物分布不均匀的缺陷：碳化物液析、碳化物网状组织、碳化物带状组织。

 【碳化物液析】

 高碳铬轴承钢在浇铸后凝固时，在树枝状偏析严重的情况下，局部区域钢液中的碳和铬含量很高，具备了形成共晶的条件。

 当共晶液体很少时，共晶中的奥氏体相附加在原来的奥氏体枝晶上生成，而将其中的碳化物留在两个相邻的树枝晶体之间，热变形后液析碳化物沿着钢的延伸方向拉长呈条带状，称之为碳化物液析。

 因此，液析碳化物是一次碳化物，这种碳化物的尺寸比较大。

 碳化物具有高的硬度和脆性，暴露在轴承零件工作面上的粗大液析碳化物容易剥落。

 此外，研究还指出，粗大的碳化物内部的晶界或者微裂纹是薄弱地带，往往成疲劳裂纹的发源地。

 显著的碳化物液析急剧地增加轴承钢的磨损，使钢的耐磨性降低。

 碳化物液析引起轴承零件硬度的不均匀和力学性能的方向性，增大轴承零件淬火时的开裂倾向。因此，对碳化物液析也必须严格控制。

 碳化物液析通过扩散退火能够被消除，扩散退火要在比较高的温度（1150～1200°C）下进行，使碳和合金元素能通过扩散而较均匀地分布。

 【碳化物的带状组织】

 碳化物带状组织与碳化物液析产生的原因都是树枝状偏析，但碳化物形成的过程不同。当偏析程度较低时，只出现带状碳化物，而在偏析严重时，会同时出现液析碳化物和带状碳化物。

 碳化物带状组织是由钢锭结晶时所发生的树枝状偏析引起的，热变形后偏析区域被拉长，一些富含络和碳的偏析区将析出较多的碳化物，因而在钢材纵断面的显微磨片下呈现为碳化物带状组织。

 带状碳化物不仅本身作为一个不均匀的组织因素保留在淬火组织中，而且对退火和淬火的组织转变产生相当的影响。热加工后的钢材中存在严重的碳化物带状组织时，使退火时获得均匀一致的球化组织变得困难。

 经过退火后，在那些贫碳地带往往形成片层状珠光体，或者即使在贫碳地带也得到了球化珠光体，但对整体来说，碳化物颗粒在大小和分布上是不均匀的，严重的碳化物带状组织，也使获得均匀的淬火组织发生困难。

 在淬火加热时，原来贫碳的地带容易发生过热，奥氏体晶粒粗大而且不均匀，马氏体是针状而不是隐晶状的。在原来的富碳地带，则容易出现屈氏体组织。由于碳化物带状组织所引的淬火组织的不均匀性使得零件中的内应力增加，淬火组织中出现屈氏体时也造成轴承零件表面硬度的不均匀。

 此外，严重的碳化物带状组织的存在，使工件在淬火时产生较大的变形，增加热变形后钢的各向异性，带状组织还会成为形成淬火裂纹的根源。

 随着碳化物带状组织的减少或消除，淬火后，钢的硬度的均匀性、淬透性深度及其均匀性、弯曲强度、接触疲劳强度与耐磨性均提高。

 因此，轴承钢必须检查碳化物带状组织。

 为了降低碳化物带状组织级别，所采取的主要措施是对钢锭进行扩散退火。

 【碳化物网状组织】

 轴承钢中的网状碳化物是在机轧（锻造）后的冷却过程中形成的，随后的退火、淬火、回火并不能把它完全消除，保留在轴承零件淬火、回火组织中的网状碳化物急剧地降低零件的强度和韧性。

 碳化物的不均匀分布，终轧或终锻的温度过高和轧后冷却速率很缓慢，都会促使生成网状碳化物。锻造比轧制更能消除网状碳化物组织。

 出现碳化物网状组织后，采用正火方法来改善，会带来新的问题。由于正火时碳化物并未完全浴解，在某种程度上会发生未溶碳化物的聚集，这些碳化物在退火过程中进一步长大，这就成了球化退火组织中的粗大颗粒的碳化物，造成原始组织中碳化物粒度的不均匀性，降低球化退火组织的质量，进而对使用组织和疲劳寿命发生不良影响。

 因此，在轧制、锻造后避免出现网状碳化物有很重要的意义，因为在这种情况下，无需正火直接进行球化退火，一方面简化了工艺，另一方面这样得到的球化组织有较均匀的碳化物粒度。

 轴承钢经过冶炼、锻造或轧制、球化退火后，得到细小、均匀、完全球化的珠光体组织，是保证轴承钢淬火-回火后得到隐针马氏体的前提条件，有了理想的组织状态，才能保证轴承钢的性能和使用寿命。模具钢也是同样的道理，所以我把这篇文章整理出来，以加深自己的记忆。