轴承是一种广泛应用于机械装备中的重要基础零件，苛刻的应用环境要求轴承材料具备更优异的尺寸稳定性和强韧性。采用氩弧重熔和等温处理相结合的工艺，在GCr15Si1轴承钢表面制备显微组织为贝氏体的表面改性层，以期获得优异的表面性能。对贝氏体改性层进行滚动接触疲劳试验，并与回火马氏体轴承钢进行对比，运用Weibull分布函数对试验数据进行分析。结果表明，与回火马氏体相比贝氏体改性层的疲劳寿命明显提高，表面改性层的额定寿命和中值寿命分别是马氏体轴承钢寿命的1.35倍和1.37倍。对发生疲劳损伤的试样进行观察和分析。结果表明，贝氏体改性层在进行反复滚压后，表面微观组织发生纳米化，其奥氏体组织在应力诱导相变作用下，晶格发生转变，由面心立方晶格转为体心立方晶格。改性层中的贝氏体铁素体和残余奥氏体增强了改性层的韧性，提高了其疲劳性能。

轴承钢；表层改性；滚动接触疲劳；失效机制