轴承钢产品在工业、农业、国防等领域应用非常广泛。随着我国经济技术的快速发展，对轴承钢产品的质量要求不断提高。其中轴承钢连铸坯的宏观碳偏析严重影响了轴承钢成品的质量。因此改善轴承钢连铸坯宏观碳偏析的情况显得尤为重要。轴承钢在冷却过程中易生成网状碳化物，也严重影响了成品的质量。根据某厂的现场实际生产情况，本文以规格260×240mmGCr15轴承钢连铸坯为研究对象，分别对轴承钢连铸坯宏观碳偏析的基本规律以及高温扩散工艺制度对GCr15轴承钢连铸坯碳偏析的影响进行研究分析。并且利用ANSYS有限元模拟软件，对Ф40~85mm大断面轴承圆钢轧后控冷过程的温度场进行了模拟优化，获得了实现碳化物网状控制的最佳冷却工艺以及可以使用穿水冷却的方法将大断面轴承钢棒材的冷却速度控制在3℃/s以上的圆钢临界值。研究结果如下：（1）径向x1方向的偏析比均方差为6.56％，径向x2方向的偏析比均方差为4.69％，对角线z1方向的偏析比均方差为4.63％，对角线z2方向的偏析比均方差为4.46％，说明GCrl5轴承钢连铸坯对角线方向上的宏观碳偏析比径向碳偏析小。边部的偏析比均方差为2.75％，半边部的偏析比均方差为2.16％，说明GCrl5轴承钢连铸坯边部、半边部的宏观碳偏析较小，碳分布较均匀。（2）GCrl5轴承钢连铸坯经过加热炉高温扩散，采用800℃以下加热2h，800~1180℃加热2h，1180℃保温2h的加热工艺制度，可以使得轴承钢连铸坯中的碳元素均匀分布，宏观碳偏析明显改善。（3）Φ85mm轴承钢通过优化后冷却工艺的模拟数据可以计算出心部平均温降速度为2.55℃/s，心部冷却速度在3℃/s以下，通过ANSYS有限元软件模拟分析可知，直径大于80mm的轴承圆钢不适合使用穿水冷却的方法来控制碳化物网状的生成。