鐵金屬應該是人類歷史上到目前為止研究與使用最多的材料，
近幾十年製造技術突飛猛進，
包括熱處理、表面處理、材料科學跟微結構的研究技術都有很大的進步，
除了傳統的熱處理與表面處理技術的精進以外，
表面鍍膜技術可以為鐵金屬基材表面加上不同材料塗層，也可以發揮不同性質功能，
因此即使在塑膠、鋁合金與複合材料等新材料快速發展下，
各式各樣的合金鋼、鑄鐵以及不銹鋼依然被廣泛應用在各種產品與工程領域上。
鋼材中有一種特別開發應用在滾動、滑動應用上的特殊鋼材就是軸承鋼。
不論是滾動還是滑動，或者是兩者混合、間歇性的元件相對運動，
在兩個元件接觸表面上的硬度越高、硬度越接近，光滑表面的摩擦阻力通常愈小，元件的使用壽命也越長，
這對產品使用期限內的保養、維修等成本影響很大，
壽命長就不需要經常維修更換軸承、滑軌等；
像在自行車高級輪組花鼓就會強調使用陶瓷軸承，
轉動更順暢跟持久，很多支持的使用者親自體驗也的確有其效用。
軸承元件接近或超過使用壽命會使設備運轉的精度很降低，
生產品質與能力會因此大幅下降，再用下去甚至會發生故障，
轉動、滑動阻力變大，甚至卡死不動；
設計上查看軸承、直線軌道型錄資料，
可以發現除了要計算靜態、動態可承受的力或力矩極限之外，
主要的計算項目就是在使用壽命上，
預估軸承可以使用的壽命。
使用壽命上主要受兩種破壞現像的影響，
磨損跟疲勞！
另外一種是腐蝕，受環境變數影響更複雜，在這裡不討論。
磨損主要就是元件在相對運動過程當中，
逐漸且緩慢的由硬材料將軟材料表面一點一點移除的現象，
通常會產生刮痕跟造成間隙等。
疲勞是力量反覆的施加、移除，
次數多了以後，在材料表面與內部微結構中的裂痕或瑕疵擴大到產生破壞，
設備上的很多破壞都是因為振動的往復作用造成疲勞破壞，
另外一種就是滾動鋼珠的重複受力 - 釋放所造成。
有趣的是，結構承受各式負載時，
常常會因為有彎矩、扭矩作用，
在結構表面相對中心會有較大的應力，
因此透過提高表面硬度來提升材料強度，
可以改善磨損與疲勞這兩種破壞現像。
所以針對鋼材表面進行不同的熱處理改變材料表面的性質，
以獲得較高的硬度來加強抗磨損與提高疲勞強度，
在結構材料上很常見的強化方式。
其他的方法如鍍硬化層或表面研磨也都會有不同程度的改善效果，
但是在使用量很大的鋼材上，
熱處理與表面處理改善表面性質一直是最主要且成本相對低廉的方案。
註 1.
使用S45C、S55C、SUJ2進行高週波處理，高週波處理(高溫析出)的深度可以達到 1~3 mm，鍍硬鉻厚度 15 um以上，材料等於有三層，中心的母材、邊緣 1~3 mm的改質厚度，表面數十微米的硬鉻材質 (HV 850)。
這些熱處理靠得是對鋼材加熱後，使鋼材中的合金成分，例如碳析出，
使得材料在微細結構上產生更多的扭曲變化、差排，產生預應力等，
使得微觀上材料的移動需要更大的力量，
使表面材料的硬度大幅提高。
首先成份中，碳成分比例夠高才足以發揮析出硬化的效果，
所以軸承鋼基本上會以中高碳鋼為基本母材，
像低碳鋼跟熟悉的 SUS304 作熱處理都很難有表面硬化的效果，
不鏽鋼系要使用像 SUS420 等非奧斯田鐵系的才能作熱處理當作軸承鋼；
軸承鋼並不是素材加工完表面就會有高硬度，
加工後還需要熱處理使材料成分析出或加入其他材料成份來改變材料表面的硬度。
從日本山陽特殊鋼跟NSK等查到使用的軸承鋼資料有：
SUJ1 (ASTM 51100)、
SUJ2 (ASTM 52100)、
SUJ3 (A 485-03，Grade 1 & 2)、
SUJ4、SUJ5 (A 485-03，Grade 3)
這些軸承鋼都屬於高含碳量 (0.9~1.1%) 的鋼材，
可以直接用在滑動或滾動軸上。
中碳鋼(co0.17~0.56%如 S53C、SCM420、Scr420、SNCM220、SNCM420、SNCM815等，
可以用在滾動軸承座、線性運動軸承上，
在表面進行硬化的同時又可以保有核心材料的結構強度，適合應用在一些大型線性軸承、壓延機上。
不銹鋼系軸承鋼如 SUS420J2、SUS440C等，
可以提供比一般軸承對腐蝕性的抵抗能力，但是要注意的是比 SUS3XX 系列差很多，
應用在一些有限抗腐蝕需求環境如食品、藥製造設備跟醫療器材中。
各家鋼廠會針對其鎖定的產業應用開發適合的軸承鋼材，
在設備開發設計應用選擇各式軸承時要注意負載、材質是否洽當。
參考資料：
1. Sanyo Special Steel 型錄
2. Bearing Materials, NSK。
3. Steel for Bearings, University of Cambridge.
4. 福隆鍍硬鉻工業股份有限公司網站：高週波鍍硬鉻鋼棒。
其他設備常用材料介紹：
機械設備上的常用材料
工程塑膠
鋁合金
不銹鋼
鑄鐵
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