一种GCr15高碳铬轴承钢在线快速球化退火工艺，属材料工程领域。所述GCr15轴承钢按质量比组成为：C：0.95～1.05％，Cr：1.30～1.65％，Mn：0.20～0.40％，Si：0.15～0.35％，S≤0.015％，P≤0.02％，余量为Fe。工艺步骤如下：随炉升温至1150～1250℃保温；快速降温至920～960℃的范围内施加应力发生40～60％压缩变形；接着快速降温至740～780℃，发生30～50％压缩变形；再以0.3～0.5℃/s的冷速缓慢冷却至500～600℃范围；最后快冷至室温。本发明工艺简单，热变形后，组织为铁素体基体上弥散分布着细小、均匀的球状碳化物，适合于后续的加工，为最终的淬火+回火做好组织准备。