轴承用表面渗碳钢、碳素钢、中碳合金钢的碳化物,是过共析钢、亚共析钢类或含有合金元素而有些不同,但基本与高碳铬轴承无大区别,但是不锈轴承钢与耐热轴承钢,由于含有多种合金元素而析出的碳化物却很不相同。比如说9Cr18不锈轴承钢、c1Cr11MoV钢、1Cr12MoV耐热轴承钢等。
高合金钢的碳化物从1950年开始便有大量研究,从1962年、1973年的资料中可以得出,以下几点。
碳化物形成元素Cr、V、Mo、w在M3C中置换固溶的限度如下:( Fe, Cr)3C<16 % Cr,( Fe,V)3C<0.6%V,( Fe, M0)3C<1.8 %Mo,(Fe,W)3C< 1.3% W。超出上限后,由于碳化物反应有所变化,例如(Fe,Cr)3C在Cr16 %至35%时,形成(Cr,Fe)23氓,丽Cr浓度进二步浓缩至上限50%时形成(Cr,Fe)7C327
轴承钢用不锈钢含Cr量在12.5% -19%,在退火平衡状态的碳化物是(Cr,Fe)23C6,其进行淬回火时,500℃以下析出过渡碳化物(Fe,Cr)2C,700℃以下是(Fe,Cr)23C6与(Cr,Fe)7C3共存,700℃以上开始形成(Cr,Fe)23C6,也即Cr原子的扩散,超过400℃开始活跃,温度越升高越形成Cr浓度高的碳化物如(Cr,Fe)7C3或(Cr,Fe)23C631)。
轴承用的不锈钢中也有SUS440C等高C的钢种。由于共晶反应有粗大碳化物析出,碳化物为(Cr,Fe)7Q,其与奥氏体共存,在热处理及热加工时不能消除91,在耐蚀性及表面粗糙度等方面对于轴承性能有不良影响。但是,为了满足轴承最重要的高硬度的要求,SUS440C钢仍成为最普遍采用的不锈轴承钢。
耐热轴承钢中含有多量的Cr、Mo及w等元素,退火状态的碳化物是M6C、M23C6及MC。M6C的组成是F4MQC- Fe3 Mo6, C或Fe4W2C或FeW3C,用(Fe,w,Mo,Cr,v)6C表示,M23 C6类单一系以Fe21W2C6或是Fe21W3C6表示,复合系以(Cr,Fe,Mo,V,)23C6表示。在上述碳化物中,AlC与MC因由包晶反应形成,故易粗大化并且不固溶于奥氏体。在淬火温度下M23氓的全部及MC的一部分固溶,而回火时300℃析出Fe3C。500℃时过渡碳;物M2C等析出,570℃以上便形成M6C及M23C6。亦即说明,回火温度越高碳化物中的合金元素浓度越高,由于碳化物的析出硬化以及残留奥氏体的马氏体化两种作用叠加,形成回火二次硬化现象。这种良好的抗回火软化性能使轴承具有耐热性能。