GCr15轴承钢在合金钢中是属于检验项目多、质量要求严和生产难度大的钢种之一，其可以用作滚动轴承，要求抗压、耐磨损、抗疲劳、耐腐蚀和工作寿命长；另外还广泛用于制造各类工具和耐磨零件。

     要提高轴承钢的质量，关键是要提高钢材的纯净度和碳化物的均匀化程度。纯净度泛指材料中夹杂物的含量（包括类型、大小和分布）及气体含量；而碳化物的均匀程度是指碳化物的形状、大小和分布的均匀性，也是决定轴承钢质量的另一重要标准。

     高碳铬轴承钢中的碳化物，主要是合金碳化物。根据碳化物形成原因及其在显微组织上的形状、分布，可以分为液析、带状和网状碳化物，控制碳化物组织特征、数量、形状、大小和分布的均匀程度，对改善轴承钢的性能有重要意义。

    液析碳化物：钢液凝固时，由于液体中碳及合金元素富集（枝晶偏析）产生亚稳定共晶碳化物——液析碳化物。其对钢材组织不均匀和性能有明显影响。

     主要影响为：液析碳化物大块颗粒状、硬度高和脆性大，暴露在轴承表面易引起剥落，加快轴承的磨损；大块状液析碳化物内部的晶界，往往成为疲劳裂纹的发源地；增大零件淬火时的开裂倾向；未消除的共晶碳化物，在热轧时碎成小块状，沿轧制方向呈条状分布。

     改善或消除措施：①控制钢中铬和碳含量中下限，钢中加少量Ｖ 可减少碳化物的液析程度；②改进浇铸工艺和选择合理铸型。采用扁断面钢锭与浇铸后急冷，可以减少偏析。对于连铸坯，由于冷却速度比较大，碳化物液析较少；③热锻或热轧时，采用较大的压缩比或伸长率，可以细化液析碳化物；④通过高温扩散处理，可以消除或减轻碳化物液析，高温扩散处理要有足够的保温时间，否则液析碳化物虽然可以消除，但是碳化物的不均匀性没有改善，带来随后碳化物带的加宽、或网状碳化物级别的增加。

     带状碳化物：是由钢锭凝固时形成的枝晶偏析引起的。在各枝晶之间，同时也在晶体二次轴之间富集碳和铬，从而引起成分和组织的不均匀性。钢锭经热轧后，这些高碳富铬的区域沿轧制方向被拉长，结果在钢材中形成了带状碳化物。带状碳化物和液析碳化物在形成方式上有本质的不同。细小颗粒的带状碳化物是从奥氏体中析出的二次碳化物，而液析碳化物是从钢液中直接析出的共晶碳化物。两者的共同点都是由偏析引起的，当偏析程度小时，只出现带状碳化物；当偏析程度严重时，则首先从钢液中直接析出共晶碳化物（莱氏体共晶），随后又在这一部分中出现二次碳化物析出，形成带状碳化物。

      轴承钢中存在严重带状碳化物，对钢的组织、力学性能和接触疲劳寿命方面均有较大影响。主要表现在：①在钢退火时，不易获得均匀的粒状珠光体；②带状碳化物严重时，淬火后所得组织和硬度不均匀；③具有带状组织的钢材，其力学性能有各向异性，带状碳化物增加了淬火变形和开裂倾向，提高了冷加工钢材表面的粗糙度；④降低轴承钢的接触疲劳寿命，当带状碳化物由0.5级变为1.5～2.0 级时，接触疲劳寿命降低1/3；⑤具有带状碳化物的钢坯，在以后的热变形过程中，碳化物分布不能得到明显的改善。

     为了降低带状碳化物级别，采取的主要措施是对钢锭或钢坯进行高温扩散处理。

     网状碳化物：GCr15轴承钢在热轧或热处理冷却过程中，由于碳在奥氏体中溶解度降低，过饱和的碳以碳化物形式从奥氏体中沿奥氏体晶界呈网状析出，即是先共析二次碳化物。网状碳化物在以后的成品淬火过程中一般不能被完全消除。

    网状碳化物对钢性能不利影响有：①网状碳化物增加零件的脆性，降低承受冲击载荷的强度。在动载荷作用下，零件易沿网状碳化物晶界破坏；②轴承钢研磨过程中易产生磨裂（龟裂）；③如果原先存在严重的网状碳化物，不仅球化退火不能将其消除，甚至在以后的淬火组织中仍然保留，容易导致淬火裂纹。即使在淬火时不产生裂纹，在以后的使用过程中网状碳化物也将是疲劳裂纹的发源地。

     网状碳化物的形成与钢锭中原始碳化物偏析程度有密切关系，热加工工艺制度对其厚度也有直接影响。

    变形量小，终轧温度高，轧后冷却慢，均会使钢材中碳化物网趋向连续与粗化。钢锭中原始碳化物偏析程度大，在碳化物密集的区域易出现网状碳化物。

    降低或消除网状碳化物的措施有：①控制钢中碳和铬的含量在规定范围的下限；②减少钢锭中原始碳化物偏析程度；③采用低温终轧；④高温终轧，轧后进行快冷；⑤如果网状碳化物级别不合格，可以采用正火工艺消除。但是正火既增加额外工序，又易带来碳化物粒度不均匀问题。一般钢厂不采用此工艺，而采用控轧控冷来解决。