纳米贝氏体轴承钢因优异的强韧性和滚动接触疲劳性能而受到轴承行业的广泛关注,现已用于大型风电机组主轴轴承和轧机轴承等重载轴承的制造中。因为渗碳钢表层高碳部分较薄,不易研究,因此设计了一种高碳钢,模拟G23Cr2Ni2SiMo渗碳纳米贝氏体轴承钢表层高碳成分,利用膨胀仪、扫描电镜以及透射电镜等设备表征组织随等温时间的变化规律;测试试样的硬度、冲击韧性和压缩性能,揭示奥氏体化温度以及等温时间对渗碳纳米贝氏体轴承钢表层组织与性能的影响规律。得到以下结果:两种不同奥氏体化温度下试样的贝氏体铁素体板条尺寸均小于100 nm。较高奥氏体化温度工艺等温获得的未溶渗碳体尺寸小,含量约为较低奥氏体化温度工艺的50%。随着贝氏体相变等温时间的延长,纳米贝氏体铁素体含量逐渐增加,马氏体含量逐渐降低,残余奥氏体含量呈现先升高后降低的趋势。两种奥氏体化工艺,在不同贝氏体等温时间的工艺下,其硬度最小值均大于58HRC,即满足轴承硬度的最小要求。在同一奥氏体化温度前提下,不同贝氏体等温时间的试样硬度随着时间的延长呈现先减小后增大趋势。抗压强度随着等温时间的延长逐渐减小,应变值逐渐增大。冲击韧性随着等温时间的延长逐渐增大,但当渗碳体尺寸较大且含量较多时,冲击韧性表现出与残余奥氏体含量呈正相关关系。疲劳和磨损测试结果表明,同一奥氏体化温度为前提,随着等温时间的延长,耐磨性逐渐降低,所有等温试样的磨损时的摩擦系数均在1.0上下波动,在相同组织情况下,较高含量的残余奥氏体可以有效提高试样的耐磨性;贝氏体组织的疲劳性能最好,特征寿命V_s达到了3.7×10~7。