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近年来,高速铁路和城市轨道交通业高速发展,这些行业需要大量的使用各类轴承,对轴承的性能要求也随之提高。然而对于轴承的许多关键零部件一般仍依赖进口,所以很有必要开发自主知识产权的高性能轴承。本文首先选用企业常用的等温淬火工艺制备了一套轴承,对自制的GCr15滚子和GCr18Mo内外圈三个部件进行了全面的检测,包括成分、硬度、组织、残余应力分布等,并分析该工艺对材料组织和性能的影响；然后在成品件的分析基础上对使用的这两种轴承钢材料进行了预备热处理和最终热处理,探讨不同的热处理工艺对材料组织和性能的影响,为提高城轨车辆用轴承的使用寿命提供重要的实验数据。研究发现：三个部件表面至心部组织及硬度均匀一致。轴承的滚子、内圈、外圈的平均硬度分别为56.2HRC、59.9HRC和60.8HRC。轴承各部件主要组织由下贝氏体和碳化物组成,但内外圈中的下贝氏体组织和碳化物都比滚子中的细小,滚子中下贝氏体针长宽比约为7.5,内外圈中下贝氏体针长宽比约为10。滚子、内圈和外圈碳化物的平均直径分别约为0.55μm、0.39μm和0.42μm,其中直径(0.2-0.8)μm碳化物所占比例分别约为86.5%、88.2%和93.2%。三部件碳化物占轴承组织的比例为一致,都约为10%。滚子、内圈外表面均处于残余压应力状态,表面的应力状态均是压应力且轴向压应力大于环向。滚子和内圈热处理后轴向和环向压应力平均值分别约为-480MPa和-90MPa,-588MPa和-390MPa；热处理抛光后轴向和环向压应力平均值分别约为-398MPa和-61.5MPa,-483MPa和-231MPa。 GCr18Mo轴承钢三周期球化退火后球化效果都比较理想,对最终热处理后两种轴承钢组织及硬度的分析可以得出：两试样的组织均是由回火马氏体+碳化物+残余奥氏体组成,GCr15和GCr18Mo轴承钢分别在840℃淬火160℃回火和860℃淬火180℃回火时的硬度值最高。