近年来,随着航空工业的高速发展,对航空发动机用轴承提出了高速、高温和重载的服役要求。在这种大的发展趋势下,要求轴承的滑动线速度DN值[DN值=轴承内径（mm）×轴承转速（r/min）]达到3.6×10~6mm?r/min,同时要求发动机能够在-250°C～315°C温度下正常服役,且能够承受2～4GPa的接触应力。因此,必须对航空发动机主轴轴承的制造工艺进行改进以满足现行的服役要求。M50作为一种高合金轴承钢,合金成分组成中Mo、Cr的含量约为4%,V的含量约为1%。这些合金的加入增加了钢的淬透性,同时可以细化晶粒,促进回火过程中碳化物析出。回火过程中的二次硬化提高了M50钢的高温硬度和接触疲劳性能,正是这些优良特性使得M50钢被广泛应用于航空轴承制造生产中。M50钢传统的热处理工艺为马氏体淬回火工艺,然而新形成的马氏体为一种高硬度脆性相,在高转速、高温、重载的工况下裂纹容易在缺陷处萌生,并沿着马氏体与马氏体相界面扩展而导致轴承的可靠性和寿命降低。因此,如何提高M50钢韧性是值得关注的重大难题。本文提出了提高M50钢强韧性的冷轧变形结合等温淬火的新工艺,研究了不同工艺参数下微观组织演化规律,力学性能变化规律。并细致分析了微观组织与力学性能之间的关联关系。组织观察结果表明:冷轧变形能促进球状碳化物在奥氏体化过程的溶解,同时通过再结晶细化淬火态试样中原奥氏体晶粒从而使得更多的碳和合金元素进入奥氏体中,降低Ms温度。同时提高了残余奥氏体稳定性,使得更多的奥氏体在淬火过程中保留下来。未变形和40%冷轧变形试样中原奥氏体晶粒大小分别为11.64μm和7.41μm,Ms温度分别为186°C和166°C。随着变形量的增大,贝氏体的数量减少。当变形量小于20%时,随着变形量的增加,马贝复相组织逐渐得到细化且在20%的冷轧变形量下组织相对更细;当变形量大于20%时,随着变形量的增加,贝氏体束逐渐减少,对马氏体板条的分割作用减小,导致组织呈现一定的粗化。力学性能测试表明:20%冷轧变形试样经过240°C盐浴等温淬火1h以及三次530°C回火处理后具有着更好的冲击韧性和抗拉强度,分别为2535.7MPa和128.14J。相比传统的马氏体淬回火工艺,冲击韧性为其2.3倍,抗拉强度提高了约10%。韧性的提高主要是因为冷轧变形对原奥氏体晶粒以及微观组织的双细化,回火后得到的超细等轴铁素体增加了裂纹扩展路径。强度的提高是由于淬火过程形成的富碳奥氏体在回火过程中通过准平衡机制分解出大量的碳化物,在回火过程中阻碍位错攀移,从而使得部分位错保留下来,增大了在拉伸过程中位错滑移的阻碍,使得组织的抗拉强度得到提高。本文提出新型热处理工艺对于提高航空主轴轴承的滚动接触疲劳寿命具有实际应用价值。