轴承作为支撑机械工作的旋转体,在航空航天、船舶和汽车等重大装备上广泛应用,被誉为机械装备的“关节”。M50NiL钢是一种新型的高温轴承钢,主要用于制造发动机主轴轴承。本文对M50NiL的真空渗碳工艺进行了研究,以期获得满足技术要求（表面硬度HRC60-63、心部硬度HRC40-47、表面碳含量0.85-1.05%、硬化层厚度1.8-2.2mm）的轴承套圈的实际生产工艺。分级等温真空渗碳过程主要探究了脉冲次数、渗碳时间以及回火次数对渗层组织和性能影响。降低渗碳时间增加脉冲数可以提高碳扩散的速率,避免渗层出现粗大的碳化物网络,但表面和心部含碳量略有降低,碳浓度分布梯度平缓,硬度曲线相对平缓;增加高温回火次数提高了心部含碳量,促进表面残余奥氏体分解产生回火索氏体,组织细化,表面硬度提高;试样的晶粒度、表面硬度、有效渗层深度均满足指标但是表面含碳量不满足要求。等温真空渗碳过程主要研究了脉冲次数和扩散时间对渗层组织和性能的影响。增加脉冲次数,可以提高渗层不同位置的碳含量,增加有效渗层深度,提高硬度。降低扩散时间会导致表面碳原子的聚集,与心部产生很大的碳浓度梯度,在后续热处理过程中继续向内部扩散,最终得到的碳浓度梯度相对缓和的渗层;试样的晶粒度、表面含碳量、表面硬度、有效渗层深度均满足技术指标。对满足技术要求的等温真空渗碳工艺4进行生产检验。处理后轴承套圈的渗层组织为回火索氏体,心部晶粒度不小于4级,表面含碳量为0.95%,表面硬度为690HV₁,心部硬度为462HV₁,有效硬化层深度为1.9mm,变形量在0.18以内,满足技术要求。