轴的材料种类很多，具体根据轴的用途、轴的类型、轴的大小、性能要求而定。比如门轴、车轴、电机轴、传动轴、扭力轴等等，其性能要求各不相同，所采用的材料也就不相同。一般情况下，轴类材料通常都是中碳钢和中碳合金钢，也有采用低碳钢+渗碳处理的，个别的也有采用高碳钢的。轴类材料例如优质碳素钢35、45、50，中碳合金钢40Cr、40MnB、40CrNi、38CrSi、42CrMo等。 最常用的是45和40Cr钢。对于受载较小或不太重要的轴，也常用普通碳素钢。对于外形复杂的曲轴，通常采用球墨铸铁和一些高强度铸铁，由于铸铁冲击韧性好，同时具有减摩、吸振和对应力集中敏感性小等优点，已用于制造汽车、拖拉机、机床上的重要轴类零件。
一般情况下，轴类由于受力复杂， 根据工作条件要求，通常轴都要整体热处理，一般是调质处理，即淬火+高温回火，获得综合力学性能良好的索氏体组织，对不重要的轴采用正火处理，获得性能良好的细珠光体组织。对要求高或要求耐磨的轴或轴段要进行如高中频淬火、渗碳、渗氮、氮化等表面处理，以及喷丸的表面强化处理来提高其疲劳强度和耐磨、耐腐蚀等性能。
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