高端轴承性能不仅取决于材料的化学成分,也取决于热处理技术的研发与应用。目前国内对G20Cr Ni2Mo A渗碳钢轴承套圈的渗碳热处理工艺已经开展了一定的研究工作,但对标准中关键控制指标的确定尚欠缺科学理解。本文以动车组轴箱轴承套圈为研究对象,通过试验、仿真分析、对比等方法,研究并确立了渗碳轴承钢的热处理关键控制指标参数的控制规范,并基于此开展了热处理工艺仿真优化研究。论文的主要研究内容如下:首先,试验测试了国内外轴承外套圈的硬度、碳含量、金相组织、淬硬层曲线及残余奥氏体含量等指标,并利用统计学手段确定了轴承套圈的硬度、表层碳浓度和残余奥氏体含量、金相组织及晶粒度以及淬硬层曲线等热处理关键控制指标的控制规范。其次,建立了轴承套圈渗碳-淬火-回火-二次淬回火的全流程仿真计算模型,并通过现行工艺处理的轴承套圈的试验测试数据完成了仿真结果可靠性评价。再次,根据轴承厂热处理设备特点及参数控制范围,针对渗碳热处理中的碳势、温度和周期,设计了九组仿真工艺方案并开展了仿真优化研究。以定义的优化目标及优化函数为依据,对不同工艺方案的仿真结果进行比对,最终重新确定了渗碳热处理工艺参数。最后,轴承厂按照优化后的热处理工艺方案,实施了轴承套圈的渗碳热处理工艺试验,并对新工艺方案处理的轴承套圈的硬度、金相组织及晶粒度、表层碳浓度、残余奥氏体含量以及淬硬层曲线等控制指标进行了试验测试,结果表明,各项指标的测试结果均符合热处理指标的控制规范,且仿真结果与试验测试结果具有较高的一致性。