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軸承的接觸疲勞壽命對鋼組織的均勻性非常敏感。提高潔凈度(減少鋼中的雜質元素和夾雜物含量)，促使鋼中的非金屬夾雜物和碳化物細小均勻分布，可以提高軸承鋼的接觸疲勞壽命。軸承鋼使用狀態下的組織應是回火馬氏體基體上均勻分布著細小的碳化物顆粒，這樣的組織可以賦予軸承鋼所需要的性能。高碳軸承鋼中的主要合金元素有碳、鉻、硅、錳、釩等。
獲得球化組織是軸承鋼生產中的重要問題，控軋控冷是先進軸承鋼的重要生產工藝。通過控軋或軋后快冷消除了網狀碳化物，獲得合適的預備組織，可以縮短軸承鋼球化退火時間，細化碳化物，提高疲勞壽命。
近年來，俄羅斯和日本采用低溫控軋(800℃~850℃以下)，軋后采用空冷加短時間退火，或完全取消球化退火工藝，就可得到合格的軸承鋼組織。軸承鋼的650℃溫加工也是新型技術。共析鋼或高碳鋼熱加工前若具有細晶粒組織或在加工過程能形成細晶粒，則在(0.4~0.6)熔化溫度范圍內，在一定應變速率下，呈現出超塑性。美國海軍研究院(NSP)對52100鋼進行了650℃溫加工試驗表明，在650℃下真應變2.5不發生斷裂。因此，有可能以650℃溫加工來代替高溫加工并與球化退火工藝結合起來，這對簡化設備和工序、節約能源、提量有重要意義。
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