G13Cr4Mo4Ni4V钢经过渗碳、淬火等热处理后具有表硬内韧的优异性能,因此被广泛应用于航空轴承领域。但采用G13钢生产的轴承套圈在经过热处理后,会出现较为严重的变形问题。本文为探究导致G13Cr4Mo4Ni4V套圈变形的根本原因,研究了套圈在加热和冷却过程中的温度场问题。通过测量套圈不同部位的升降温曲线,结合有限元分析,探究了不同加热和冷却条件下的温度场分布规律,同时也为实际生产中工艺参数的制定提供了一定的依据。加热阶段的试验设定了4种加热速率和3种辐射环境,根据测温结果,套圈的实际升温会滞后于设定升温,且随着加热过程的进行滞后时间逐渐缩短。同时加热速率越大,滞后时间越短,但滞后比越大。此外,合理设置保温台阶并分配加热速率,能够在保证到温时间的基础上缩短加热时间,提高生产效率。结合有限元计算结果,套圈最终到温955℃左右。且整个升温过程中,温度沿圆周方向分布均匀,沿高度方向上部温度较高于下部。套圈上最高温度和最低温度的差值随加热的进行先增大后减小,且加热速率越大,温度差值越大,即温度越不均匀,经过长时间保温后套圈的温度均匀性能够得到很好地改善。不同辐射环境条件下,套圈被遮挡部位的升温速率会滞后于其它部位,且遮挡程度越大,同一时刻套圈的整体温度更低。套圈上温度分布的均匀程度随着遮挡程度增大而变差,同样设置保温台阶能够改善该温度不均匀的现象。冷却阶段的试验设定了3种冷却速率和3种装炉量,根据实测曲线,套圈表面冷却速率明显快于心部。结合模拟结果,套圈上下端面边缘处的冷速最快,且冷却速率越大,套圈表面与心部的温度差值越大,即心部的冷却滞后现象越明显。套圈在气淬过程中会发生马氏体转变,心部的转变时间滞后于表面,且转变温度高于表面。冷速越大,套圈表面的马氏体转变温度越低,心部的转变温度变化不大,即表面与心部的马氏体转变温差随冷速增大而增大。装炉量的增加会导致套圈的降温速率下降,分析原因为套圈表面的冷却介质流场变化,以及负载增加导致介质温度升高。通过改变有限元模型中的对流换热系数和介质温度,能够使模拟曲线与实测曲线吻合,因此验证了推测的合理性。