長期運(yùn)行于高溫、高速工況下的軸承，需要滿足高可靠性要求。因此，這類軸承所用材料的清潔度遠(yuǎn)好于普通軸承鋼。這種潔凈鋼材能抵抗起源于內(nèi)部非金屬夾雜物擴(kuò)展導(dǎo)致的剝落，可獲得更長的壽命。

不幸的是，軸承并不總是使用潔凈的油進(jìn)行潤滑，在污染潤滑條件下軸承運(yùn)行工況可能非?？量?。在這種苛刻的工況下，內(nèi)部剝落發(fā)生之前，污染物就會在軸承滾道上造成凹陷，而凹陷會為剝落提供擴(kuò)展點(diǎn)。在這樣苛刻的情形下，軸承壽命低于內(nèi)部剝落擴(kuò)展模式的壽命，而且會受污物數(shù)量以及污物尺寸和硬度等各種因素的影響。

當(dāng)軸承由于外部污物而失效，故障的發(fā)生總是很突然的、不可預(yù)料的。由于飛行過程中的發(fā)動機(jī)故障會造成緊急迫降，這種失效模式對于航空發(fā)動機(jī)軸承的安全尤其危險。因此，基于經(jīng)濟(jì)因素，需要污染潤滑下的長壽命軸承并延長軸承更換周期。

使軸承能有效抵抗?jié)櫥椭型獠课畚镌斐墒У募夹g(shù)多種多樣，包括改進(jìn)熱處理技術(shù)。其中一個例子就是表面硬化工藝，其可在軸承滾道表面形成硬化層。等離子氮化，也被稱為離子氮化，屬于低溫氮化處理的一種。因此，相對于高合金鋼氣體氮化的困難而言，等離子氮化由于濺射效應(yīng)變得相對容易。

NTN采用M50或M50NiL合金鋼制造用于高溫、高速工況的軸承，等離子氮化工藝合適用于此類高合金鋼。M50或M50NiL合金鋼的化學(xué)成分見下表：

等離子氮化工藝的試驗(yàn)結(jié)果表明：

當(dāng)鋼材中的碳、氮含量之和（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）超過1.7%，易產(chǎn)生晶間沉淀析出物，對軸承零件的質(zhì)量造成不利影響；

在抑制晶間沉淀析出物生成的情況下，僅進(jìn)行氮化處理不能獲得足夠的氮化層厚度，還需要增加擴(kuò)散處理；

即使當(dāng)擴(kuò)散溫度低于回火溫度，延長擴(kuò)散時間也會導(dǎo)致基體鋼材硬度的降低；因此，工件擴(kuò)散退火過程應(yīng)在既能獲得足夠的氮化層厚度，又不導(dǎo)致基體鋼材硬度降低的相關(guān)工況下進(jìn)行；

等離子氮化及擴(kuò)散處理可提高鋼材的剝落損傷抗力；

經(jīng)過適當(dāng)?shù)牡入x子氮化及擴(kuò)散處理后，M50和M50NiL試樣的外表面及表層硬度均得到了提高。對比未經(jīng)等離子氮化及擴(kuò)散處理的M50和M50NiL試樣，等離子氮化試樣顯著提高了損傷抗力，滾動面有壓痕的試樣也展示出更長的壽命。