高碳鉻軸承鋼從鋼液冷卻開(kāi)始，首先沿液相線(xiàn)結(jié)晶的高純度的初晶周邊形成樹(shù)枝狀結(jié)晶，在凝固界面上，元素成分濃縮了的鋼液在樹(shù)枝間隙形成樹(shù)枝狀偏析，最后進(jìn)一步濃縮的鋼液由共晶反應(yīng)結(jié)晶形成大塊的碳化物，其與奧氏體共存完成凝固過(guò)程。

       在熱加工時(shí)樹(shù)枝狀偏析延伸形成條帶狀偏析，共晶碳化物以大塊狀態(tài)殘留下來(lái)，兩者均對(duì)鋼的強(qiáng)度有所影響，因此，需在熱加工前，于固相線(xiàn)以下的溫度長(zhǎng)時(shí)間保溫，進(jìn)行均熱擴(kuò)散處理，消除大塊共晶碳化物，并減輕樹(shù)枝狀偏析，其構(gòu)成元素并不能充分?jǐn)U散。對(duì)于上述局部的成分偏析，由于元素濃度不同,相變溫度不同而形成的復(fù)雜的碳化物狀況使熱處理有一定困難。

       樹(shù)枝狀偏析和大塊碳化物在顯微鏡下十分醒目，其中因大塊碳化物的問(wèn)題而造成鋼材不合格現(xiàn)象，在20世紀(jì)40年代曾達(dá)1/4溝之多。所以，這個(gè)課題首先成為研究對(duì)象。

       根據(jù)對(duì)高碳鉻軸承鋼Fe- C-Cr系三元相圖的研究，1930年已明確認(rèn)識(shí)以下現(xiàn)象，即液相線(xiàn)和固相線(xiàn)分別在1460℃和1220℃附近，超過(guò)200℃溫度范圍即有固液共存區(qū)2），同時(shí)共晶點(diǎn)在1145℃至1185℃附近的范圍內(nèi)。

       以此為基礎(chǔ)，20世紀(jì)50年代對(duì)于大塊碳化物的成因及組成進(jìn)行了研究，1951年最初的研究報(bào)告4，認(rèn)為，是奧氏體和Fe3C以及Cr7Q的三元共晶生成物。但是，1952年對(duì)大塊碳化物生成進(jìn)行了詳細(xì)的試驗(yàn)，認(rèn)為與P等雜質(zhì)元素的偏析有密切關(guān)系。將Fe-C-Cr系狀態(tài)圖與Fe-GP系狀態(tài)圖比較分析，可以看到，1%C鋼不可能出現(xiàn)的共晶反應(yīng)，實(shí)際出現(xiàn)了。由于高P部分碳化物的溶解度小，容易析出凝聚形成大塊形態(tài)s)0 1953年更進(jìn)一步分析了鋼錠中心部分最嚴(yán)重的偏析部分，其成分為2.206 0-2.3% Cr-0.3%P。這樣的C量在Fe-C二元系也可形成共晶反應(yīng)，由此可推測(cè)增加P含量后，會(huì)在更低的碳含量區(qū)引起共晶反應(yīng)。一些鋼廠對(duì)此雜質(zhì)元素誘因的理論推斷予以了重視。