航空发动机是飞机的“心脏”,被誉为现代工业“皇冠上的明珠”,航空发动机自主制造则是工业制造强国的标志象征。航空发动机轴承支承着发动机最核心的转子系统,工况条件极端恶劣,要求高转速、高精度、高承载和高可靠性,是保障航空发动机长寿命服役的最关键零部件。然而,航发M50轴承钢传统采用高温热轧成形使得晶粒粗大、流线缺失。为了保证材料高温硬度和尺寸稳定性,常采用马氏体淬火和多次高温回火产生二次硬化和消除亚稳组织,导致韧性相残余奥氏体含量极少、组织强韧配比差。受制于M50轴承钢成形制造工艺,航空发动机轴承已经对我国航空发动机自主研制和航空强国战略实施造成了严重阻碍,亟需研发航发轴承先进制造理论与技术方法,为发展我国航空发动机轴承技术、促进我国航空发动机自主研制提供科学支撑。本文面向极端工况长寿命航发主轴承自主研制迫切需求,提出将冷轧-复相热处理整体形变相变与电磁微区形变相变结合的创新技术思路。综合采用理论分析计算、工艺试验和数值模拟等研究方法,研究M50钢冷轧组织性能演化规律,探究马贝复相热处理工艺条件对组织性能影响规律,阐明冷形变-马贝复合相变组织强韧化机理,揭示成形制造过程组织性能电磁调控机理,建立航发轴承基体冷轧-复相热处理成形制造与电磁调控方法,为突破长寿命/高可靠航发轴承制造关键技术提供科学依据。主要内容如下:（1）研究了冷轧过程微观变形行为,探明了冷轧变形对奥氏体化、碳化物溶解、马氏体相变及回火过程影响机制,阐明了冷轧变形与热处理轴承基体机械性能的关联关系。研究结果发现:冷轧变形使铁素体晶粒沿轧制方向拉长,晶内出现明显的取向差,大颗粒碳化物比例下降,并形成了垂直于轧制方向的＜111＞织构。冷轧变形显著细化了原奥氏体晶粒和板条尺寸,同时促进了奥氏体化阶段碳化物的溶解以及回火阶段碳化物的析出。随冷轧变形量增加,回火后硬度和冲击性能均无显著变化,而抗拉强度则先增加后降低。小变形量下抗拉强度的增加是由于更细的晶粒组织以及更多析出的细小碳化物阻碍了拉伸变形过程中位错的运动。此外,冷轧变形由于促进了一次碳化物的溶解以及细小碳化物的析出,促使磨损表面形成了能够对基体起到保护作用的自润滑膜,同时还减少了一次碳化物引起的犁削磨损,从而提升了M50钢的摩擦磨损性能。（2）通过表征分析马贝复相热处理组织性能演变规律,揭示了马贝复相组织强韧化机理,阐明了马贝复相热处理工艺条件-微观组织-力学性能关联关系,并讨论了马贝复相热处理工艺优化方法。结果表明:随等温温度和时间的增加,贝氏体和残奥含量逐渐增加,硬度和抗拉强度则逐渐下降。然而,冲击韧性不随等温淬火条件呈现简单的正比例关系。经工艺优化分析后发现,通过引入适当含量贝氏体（10%～20%）能够使回火后组织实现最大程度的细化,抗拉强度和冲击韧性同时得到提升。此外,还应严格控制淬火残奥含量在35%以下,从而减少贝氏体的粗化,同时确保回火过程中块状残奥能够完全被分解,避免大量块状残奥引起力学性能恶化。（3）研究了冷轧-复相热处理形变相变交互作用规律,揭示了冷轧变形对贝氏体相变动力学的影响规律,阐明了工艺条件-微观组织-力学性能关联关系,提出了冷轧-复相热处理工艺匹配方法。结果显示:冷轧变形显著细化了贝氏体组织,微观组织表征与动力学计算共同证实了冷轧变形能够缩短贝氏体转变孕育期,促进贝氏体早期的形成;但随等温淬火时间增加,冷轧变形开始抑制贝氏体转变。冷轧变形引起的奥氏体晶粒细化（形核率增加）是促进贝氏体早期形成的主要原因,但冷轧遗传影响着高温奥氏体状态（位错密度、含碳量和强度增加）,抑制了后期贝氏体的生长。通过优化冷轧变形量与复相热处理的工艺匹配,实现了M50钢抗拉强度和冲击韧性的同时提升,滚动接触疲劳额定寿命提高了一倍。（4）围绕成形制造过程中组织性能电磁调控思路,研究了电磁冲击对冷轧组织性能的影响规律,揭示了电磁冲击对冷轧微孔洞、碳化物和残余应力的调控机理;探究了强磁场对回火过程组织性能的影响机理。原位SEM和CT观测发现电磁冲击作用下冷轧孔洞尺寸从260nm下降至95nm,孔隙率从0.26%下降至0.09%。数值模拟结果表明电磁冲击能够促使椭球形微孔洞愈合,且电流密度和脉冲次数越高,孔洞愈合效果越显著。另外,电磁冲击处理不仅能够降低冷轧残余应力还能均化残余应力的分布。回火过程中,强磁场能够显著促进M50钢中残奥的分解和渗碳体的析出,同时提高析出碳化物的磁化强度。高温回火后,强磁场抑制了位错回复,促进了位错强化效果,进而提高了M50钢回火后的硬度和抗拉强度。