铬锰钛钢和硼钢一直以来，在我国载客汽车齿轮应用广泛的合金结构钢是20CrMnTi。它是上新世纪50时代在我国从原苏联引入的中小型的汽车齿轮18XTr合金结构钢(即20CrMnTi钢)。该钢晶体细，渗碳时晶体长大了趋向小，具备优良的渗碳淬火性能，渗碳后可立即热处理。参考文献强调，在1980年之前，宿迁齿轮，在我国的渗碳合金工具钢(包含20CrbinTi钢)在不锈钢板材原厂时只确保不锈钢板材的成分和用试品测量的结构力学性能，但在汽车出产时经常出現成分和结构力学齿轮l轴性能及格的不锈钢板材，因为淬透性能起伏范畴过大而危害产品品质的状况。比如若20CrMnTi渗碳钢的淬透性过低，则做成的齿轮渗碳淬火后，芯部强度小于技术性标准要求的标值，疲劳测试时，齿轮的疲惫使用寿命减少一半；若淬透性能过高，则齿轮渗碳淬火后内孔收拢过多而危害齿轮装配线。
齿轮材料的重要热处理特性
淬透性
含义: 指钢接受淬火而获得马氏体的能力，不同钢种接受淬火的能力不同。
淬透性不同的钢，淬火后得到的淬透层深度不同，从而沿截面分布的金相组织以及机械性能也不同。淬透层深度是指由淬火表面马氏体到50%马氏体层的深度。全部淬透的工件通常表面残留着拉力，容易产生变形和开裂，同时对工作的疲劳性能也不利。
设计时考虑要点：
1. 零件尺寸越大，内部热容量越大，淬火时零件的冷却速度越慢，因此，淬透层越薄，性能越差，这种现象叫做“钢材的尺寸效应”。所以，不能根据小尺寸的性能数据用于大尺寸零件的强度计算，而必须考虑钢材的淬透性。
2. 大截面或结构复杂的齿轮采用多元合金钢，保证足够而适当的淬透性，保证沿整个截面有良好的综合机械性能，同时，减少变形，防止开裂。
3. 对碳钢齿轮，由于碳钢的淬透性低，在设计大尺寸时，正火和调质效果相似，微型齿轮加工，而正火可降低成本，非标齿轮定制，不必要求调质。
4. 大模数高质齿轮由于受到钢材淬透性的限制，应当开齿后调质。
齿轮材料的重要热处理特性
变形开裂倾向
含义：指钢在加热和冷却过程中产生热应力和组织应力，其综合作用超过钢的σs或σb而产生变形开裂的倾向。
设计时考虑要点： 加热或冷却速度太快，加热和冷却不均匀都容易造成工件变形甚至开裂，因此：
1. 设计齿轮时，在结构上应尽量避免尖角和厚薄断面的突然变化。
2. 采用缓和的淬火介质或淬火方法。
尺寸稳定性
含义：指零件在长期存放或使用中尺寸稳定不变的性能。这对精密齿轮是很重要的。
设计时考虑要点：引起尺寸变化的主要原因是内应力的存在以及组织中残余奥氏体的分解，螺旋伞齿轮加工，因此，设计精密齿轮时，应当要求稳定化处理，如淬火后进行冷处理或低温时效。使马氏体趋于稳定，并减少内应力，以使齿轮尺寸稳定。
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