滚动轴承钢的预备热处理是球化退火，钢经下料、锻造后的组织是索氏体+少量粒状二次渗碳体，硬度为255~ 340HBW，采用球化退火的目的在于获得粒状珠光体组织，调整硬度至207~ 229HBW，便于切削加工及得到高质量表面。一般加热到790~ 810℃烧透后再降温至710~ 720℃保温3～4h，使金相组织全部球化。

滚动轴承钢最终热处理为淬火+低温回火，淬火切忌过热，淬火后立即回火，经150~160℃回火2~4h，以去除应力、提高韧性和稳定性。滚动轴承钢淬火、回火后得到极细的回火马氏体，分布均匀细小的粒状碳化物(5%~10%)以及少量残留奥氏体(5%~10%)，硬度62~ 66HRC。

生产精密轴承或量具时，由于低温回火不能彻底消除内应力和残留奥氏体，当零部件在长期保存及使用过程中，因应力释放、奥氏体转变等原因会造成尺寸变化。所以，淬火后立即进行一次冷处理，并在回火及磨削后，在120~130℃进行10~ 20h的尺寸稳定化处理。