调心滚子轴承作为承受复杂载荷和适应轴系偏转的关键部件，其材料性能直接影响轴承的承载能力、使用寿命和可靠性。材料需满足以下性能要求：

### 1. **高硬度和耐磨性**

轴承在运转中承受滚动接触应力，材料需具备高表面硬度（通常要求58-64 HRC）以抵抗塑性变形和磨损。通过淬火或渗碳处理提升硬度，同时需保持基体韧性。耐磨性则通过优化材料微观组织（如均匀分布的碳化物）实现，减少摩擦导致的材料损失，延长使用寿命。

### 2. **优异的性能**

轴承在交变应力下易发生接触疲劳失效（如剥落）。材料需具有高纯净度（低氧含量、非金属夹杂物控制）和均匀的微观结构，以延缓疲劳裂纹萌生。例如，采用真空脱气钢（如GCr15SiMn）可显著提升疲劳寿命。

### 3. **良好的韧性与抗冲击性**

在重载或冲击载荷工况下，材料需具备足够韧性（如冲击功≥15 J）以防止脆性断裂。通过控制回火工艺或采用渗碳钢（如20Cr2Ni4A）实现“外硬内韧”的梯度结构，表层高硬度抗磨损，心部高韧性抗冲击。

### 4. **耐腐蚀性与环境适应性**

在潮湿、腐蚀性介质或高温环境中，需选用不锈钢（如440C）或表面镀层（镀铬、磷化处理）。高温工况（＞150℃）需采用耐热钢（如M50）或陶瓷材料（Si3N4），避免材料软化或氧化失效。

### 5. **尺寸稳定性与热匹配性**

材料需具有低热膨胀系数（如陶瓷轴承的α≈3×10⁻⁶/℃）以减少温度波动引起的配合间隙变化。同时，保持热处理后残余奥氏体含量＜5%，防止长期使用中组织转变导致尺寸漂移。

### 6. **加工性能与经济性**

材料需具备良好的切削性、磨削性和热处理工艺性。高碳铬轴承钢（GCr15）因成本低、工艺成熟而广泛应用，而陶瓷材料虽性能优异但加工成本高，需根据工况权衡选择。

### 典型材料选择

- **通用工况**：GCr15轴承钢（低成本、综合性能优）

- **重载冲击**：渗碳钢20Cr2Ni4A（心部韧性突出）

- **腐蚀环境**：马氏体不锈钢9Cr18（硬度58 HRC，耐蚀性好）

- **高速高温**：氮化硅陶瓷（极限转速提升40%，耐温800℃）

通过材料性能优化与表面处理技术（如离子渗氮、DLC涂层），可进一步提升轴承在工况下的可靠性，满足现代工业对高功率密度、长寿命轴承的需求。