由于軸承零件應具備長壽命、高精度、低發熱量、高速度、高剛性、低噪聲、高耐磨等特性要求，因此要求軸承鋼制零件硬度高、硬度均勻、彈性極限高、接觸疲勞強度高、具有一定的韌性等。軸承鋼還應具有一定的淬透性和耐蝕性能，軸承鋼的潔凈度高，要求含氧量在6×10-6以下，用真空重熔冶煉，使鋼中的非金屬夾雜物和磁化物細小而分布均勻。

在熱處理方面，提高球化退火質量，獲得細小、均勻、球形的碳化物及縮短退火時間、連續球化退火熱處理技術是軸承鋼熱處理發展的方向。GCr15SiMo軸承鋼是我國開發的高淬透性和高淬硬性軸承鋼，其淬硬性≥60HRC，淬透性J60≥25mm(60HRC/J25)，接觸疲勞壽命L10和L50分別比GCr15SiMn鋼提高73%和68%。在相同使用條件下，GCr15SiMo鋼制軸承的壽命是GCr15SiMn鋼的兩倍。另一個用于重載高速列車的軸承鋼GCr4和GCr15相比沖擊韌度提高了66%～104%，斷裂韌度(KIc)提高了67%，接觸疲勞壽命L10提高12%。可實現表面感應加熱的快速淬火。

軸承零件推廣的熱處理新工藝是：

貝氏體淬火：經貝氏體等溫淬火處理的軸承零件沖擊韌度好，表面為壓應力。由于降低了滾子邊緣的應力集中現象，使用過程中外套擋邊掉塊、內套碎裂的傾向大大減少。其平均壽命及可靠性明顯提高，該工藝廣泛用于鐵路軸承和軋機軸承。GCr18Mo是貝氏體淬火專用鋼，常在900℃左右加熱保溫60min，在220~240℃鹽浴中等溫8h后再在250~260℃回火4～6h，使硬度達到58～63HRC，組織為下貝氏體。GCr4鋼的熱處理工藝參數是在820~840℃左右淬入油中再進行低溫回火。GCr15SiMo鋼的淬火加熱溫度在830~850℃范圍，淬入油中。它們的性能和組織都應達到JB/T 1255-2001標準的具體要求。

表面碳氮共滲處理：高碳軸承鋼表面碳氮共滲處理后，淬火后表面殘留奧氏體量增加，可改善表面應力狀態，提高軸承在無潤滑條件下的疲勞壽命和可靠性。

表面改性技術：利用氣相沉積技術在軸承滾道上涂覆金剛石薄膜可實現減摩、耐磨的效果。在家電軸承、計算機硬盤驅動軸承中應用廣泛。在軸承表面滲硫或沉積MoS2可達到減摩和潤滑作用。在軸承外圈外柱面上涂覆氧化鋁陶瓷可防止電擊傷和電絕緣性能。

減少滾子、鋼球變形的熱處理措施：是采用旋轉法淬火、壓模淬火、控制零件入油方式等。研究表明由蒸氣膜階段向沸騰期的轉變溫度過高時，冷速過高會產生大的熱應力使低屈服點的奧氏體發生變形而導致零件畸變。同時，在Ms點的冷速對變形起決定性作用，在Ms點以下可采用低的冷速可減少變形。馬氏體淬火、回火后零件的尺寸穩定性主要受三種不同轉變的影響，它們是碳從馬氏體晶格中遷移形成ε-碳化物、殘留奧氏體分解和Fe3C的形成。這三種轉變相互疊加，使變形加劇。軸承零件回火溫度常高于使用溫度50℃左右，采用較高的回火溫度、降低殘留奧氏體量都有利于減少變形。