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合金钢的主要合金元素有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒、钛、铌、锆、钴、铝、铜、硼、稀土等。
其中钒、钛、铌、锆等在钢中是强碳化物形成元素，只要有足够的碳，在适当条件下，就能形成各自的碳化物，当缺碳或在高温条件下，则以原子状态进入固溶体中；锰、铬、钨、钼为碳化物形成元素，其中一部分以原子状态进入固溶体中，另一部分形成置换式合金渗碳体；铝、铜、镍、钴、硅等是不形成碳化物元素，一般以原子状态存在于固溶体中。
作用
合金结构钢圆钢
1、碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳含量超过0.23%时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
2、硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有0.15－0.30%的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.0－1.2%的硅，强度可提高15－20%。硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。含硅1－4%的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。硅量增加，会降低钢的焊接性能。
对圆钢的焊接性和被切削性的影响
焊接性和被切削性是衡量钢的工艺性能好坏的主要方面。凡能提高淬透性的合金元素均对钢的焊接性不利。因为在焊缝热影响区靠近熔合线一侧冷却时易形成马氏体等硬脆组织，有导致开裂的危险。另一方面，热影响区靠近熔合线处的晶粒因受高热容易粗化，因此，合金钢中含有可使晶粒细化的元素如钛、钒等是有益的。
钢中加入适量的硫、铅等元素可改善钢的被切削性（见易切削钢）。合金钢中的合金元素一般会使钢的硬度增加，因而增高切削抗力，加剧刀具磨损。通过改变钢的基体组织、夹杂物的种类、数量和形状可以影响钢的被切削性。 [6]
对钢的耐蚀性能的影响
铬是不锈耐酸钢和耐热钢的主要合金元素。合金钢中含铬量若达到12%左右，在钢的表面便形成致密的铬的氧化物，使钢在氧化性介质中的耐蚀性发生突变而大大提高。铬、铝、硅等元素，能提高钢的抗氧化性和抗高温气体的腐蚀性能，但过量的铝和硅则会使钢的热塑性变坏。镍主要用来形成和稳定奥氏体组织，使钢获得良好的力学性能、耐蚀性能和工艺性能。钼能使不锈耐酸钢很快钝化，提高对含有氯离子的溶液及其他非氧化性介质的耐蚀能力。钛、铌通常用来固定合金钢中的碳，使它生成稳定的碳化物，以减轻碳对合金钢耐蚀性能的有害作用。铜和磷配合使用时，可提高钢的耐大气腐蚀性能。 
轴承钢圆钢的物理性能主要以检查显微组织、脱碳层、非金属夹杂物、低倍组织为主。一般情况下均以热轧退火、冷拉退火交货。交货状态应在合同中注明。钢材的低倍组织必须无缩孔、皮下气泡、白点及显微孔隙。中心疏松、一般疏松不得超过1.5级，偏析不得超过2级。钢材的退火组织应为均匀分布的细粒状珠光体。脱碳层深度、非金属夹杂物和碳化物不均匀度应符合相应有关 标准规定。
基本分类编辑 语音
轴承钢按化学成分、性能、 使用加工工艺和用途等分为全淬透 轴承钢、渗碳轴承钢、不锈轴承钢和 高温轴承钢。全淬透轴承钢主要是 高碳铬钢，如GCr15，其含碳量1% 左右、含铬量1.5%左右。为了提高 硬度、耐磨性和淬透性，适当加入一 些硅、锰、钼等，如GCr15SiMn。这 类轴承钢产量 ，占所有轴承钢 产量的95%以上。渗碳轴承钢是含 碳量为0.08～0.23%的铬、镍、钼 合金结构钢，制成轴承零件后表面 进行碳氮共渗，以提高其硬度和耐 磨性，这种钢用于制造承受强冲击 载荷的大型轴承，如大型轧机轴承、 汽车轴承、矿机轴承和铁路车辆轴 承等。不锈轴承钢有高碳铬不锈轴 承钢，如9Cr18、9Cr18MoV等，和 中碳铬不锈轴承钢，如4Cr13等，用 于制作不锈耐腐蚀的轴承。高温轴 承钢是在高温（300～500℃）下使 用，要求钢在使用温度具有一定的 红硬性和耐磨性，大多选用高速工 具钢代用，如W18Cr4V、W9Cr4V、 W6Mo5Cr4V2、Cr14Mo4 和 Cr4Mo4V等。
⑦严格的表面脱碳层深度要求。
在轴承材料标准中对钢材表面脱碳层有着严格的规定，如果表面脱碳层超出标准的规定范围，且在热处理前的加工过程中又没有将其全部掉，则在热处理淬火过程中就容易产生淬火裂纹，造成零件的报废。
⑧其他要求。
在轴承钢圆钢材料标准中还对轴承钢的冶炼方法、氧含量、退火硬度、断口、残余元素、火花检验、交货状态、标识等有严格的要求。
性能要求
为了满足以上对动轴承的性能的要求，对轴承钢材料提出了以下一些基本的性能要求：
1）高的接触疲劳强度，
2）热处理后应具有高的硬度或能满足轴承使用性能要求的硬度，
3）高的耐磨性、低的摩擦系数，
4）高的弹性极限，
5）良好的冲击韧性和断裂韧性，
6）良好的尺寸稳定性，
7）良好的防锈性能，
8）良好的冷、热加工性能。
