本文采用40Cr15Mo2VN高氮轴承钢作为试验材料,研究了试验钢高温保温和高温回火条件下的组织特征演变,并对试验钢进行了滚动接触疲劳试验、室温及200℃条件下旋转弯曲疲劳试验,研究结果如下:高氮轴承钢预备组织中M₂₃C₆碳化物主要沿晶界分布,尺寸集中在0.4-0.8μm。在低于750℃保温时,随着温度的升高碳化物的视场面积个数逐渐减少而视场面积百分数逐渐增加,碳化物粗化特征值r*=0.8μm,尺寸在此之上的碳化物随着保温时间增加而进一步长大;800℃保温时,M₂₃C₆和Cr₂N型碳化物同时析出;900℃保温时,钢中碳化物视场面积个数和视场面积百分数减少、质量分数下降,碳化物形成元素回溶到基体中。高氮轴承钢在低于750℃保温过程中,长棒状碳化物以自身球化方式球化长大。钢中碳化物圆整度频数最大值由0.65增加到0.80,在700℃保温10h后碳化物球化效果较明显。高氮轴承钢高温回火热处理后组织为回火马氏体,碳化物沿晶界分布,板条间有纳米级碳化物析出,板条宽度集中在180-260nm之间。碳化物主要有M₂₃C₆和VC两种类型。非金属夹杂物类型主要为Al₂O₃、Al₂O₃-SiO₂-CaO（硅酸盐类）、MnS、MnS-Al₂O₃复合型等,夹杂物尺寸集中在6μm以下,夹杂物多呈现不规则形状。高氮轴承钢的滚动接触疲劳额定寿命L₁₀=0.197×10⁸次,中值寿命L₅₀=1.274×10⁸次,斜率参数β=1.006。疲劳失效主要为表面起裂剥落和内部非金属夹杂物起裂剥落两种类型。疲劳裂纹扩展主要是沿着应力方向上的碳化物进行扩展,碳化物尺寸大于2μm,间距在5μm以内,更容易为主裂纹的扩展提供通道。密集存在的夹杂物改变裂纹沿最大应力45°方向扩展,使之沿非金属夹杂物方向横向扩展。高氮轴承钢200℃条件下旋转弯曲疲劳极限强度为883MPa,较室温条件则下降了17%,表明200℃温度条件更易引发裂纹萌生。旋转弯曲疲劳破坏类型为表面起裂和内部非金属夹杂物起裂。旋转弯曲疲劳破断试样的名义应力幅与预测疲劳极限σ?/σ_w比值都均大于1。σ?/σ_w比值处于同一水平时,200℃条件下疲劳寿命比室温低一个数量级。当夹杂物尺寸控制在与服役温度有关的临界值以内,则高氮轴承钢可获得较好的疲劳极限强度。