近年来随着汽车和机械自动化行业的快速发展,各类轴承的使用也快速增加,对轴承钢性能的要求也越来越全面。纯净度是轴承钢研究的重点,在现在的设备和冶炼技术已经能够获得纯净度很高的轴承钢情况下,通过改善组织中碳化物的形貌和尺寸均匀性来提高轴承钢的性能和使用寿命的研究得到充分论证。本文以高碳硅锰钢作为实验材料,系统的研究了等温球化退火工艺,及其对高温回火组织和力学性能的影响规律。通过图像软件统计分析球化碳化物和高温回火未溶碳化物的数量、粒径和尺寸均匀性,以此来表征球化质量和组织遗传性,为碳化物形貌、大小和均匀性对高碳硅锰钢强韧化作用的研究提供更多的理论依据。结果表明,改变等温球化退火工艺中的加热温度、加热时间、等温温度和等温时间都对球化碳化物和高温回火未溶碳化物的形貌、数量、大小和尺寸均匀性有重要影响。随着加热温度的升高,小颗粒碳化物增多,奥氏体成分逐渐均匀化,片状碳化物出现的概率增加,加热温度为770℃时的碳化物细小弥散,圆度和尺寸均匀性最好。随着加热时间的延长,碳化物的数量和粒径尺寸逐渐减少,圆度和尺寸均匀性提高。加热时间阶段选择碳化物细小弥散、圆度和尺寸均匀性较好的6h。随着等温温度的升高,碳化物的粒径、粒径均方差和圆度呈现先减小后增大的趋势,而数量呈现先增大后减少的趋势,此阶段片状碳化物的产生主要是由于温度达到珠光体转变区域。700℃退火时,碳化物细小弥散,圆度和尺寸均匀性最好。而随着等温时间的延长,碳化物的粒径、粒径均方差、圆度和数量的变化规律与等温温度时相同,4h的碳化物细小弥散,圆度和尺寸均匀性最好。经加热阶段工艺为770℃保温6h和等温阶段工艺为700℃保温4h的球化退火后,再进行830℃淬火保温1h油冷,600℃回火保温2h热处理的试样中未溶碳化物粒径小、圆度高、尺寸均匀性好,并具有良好的强韧性综合性能。