渗碳钢的生产现状和发展方向
汽车齿轮用渗碳钢的发展现状及前景
1前言汽车传动齿轮大多数采用合金渗碳钢制造,经渗碳(或碳氮共渗)处理。
这类钢材是汽车用合金结构钢中用量多的钢种之一。
由于各国资源和工业发展的经验不同,各国甚至各大工厂使用的钢种也不完全相同。
但是,由于汽车生产量很大,对其零件在稳定满足服役性能要求的情况下降低成本,是取得市场竞争优势的重要条件,因此采用廉价钢材和降低制造成本则是共同的目标。
为此,各大汽车公司都注意研究与开发低成本新钢种和新制造技术,并趋于采用相近的钢种和制造技术。
各国的汽车齿轮用钢正处在由各国的资源型、经验型向科学化、国际化方向发展的过渡阶段。
各国正逐渐采用成分相近的低合金Cr-M o钢和Cr-Mn钢,今后将向以保证淬透性为主、充分利用废钢中合金资源、不严格要求合金类型和含量,价格低廉的低碳微合金Mn-B钢和B钢的方向发展。
本文综述了国内外汽车齿轮用渗碳钢的现状和发展趋势以及与新钢种相配合的新热处理工艺。
2汽车齿轮用渗碳钢及热处理现状当今世界汽车齿轮用渗碳钢钢号比较多,处于由传统生产经验用钢向科学用钢过渡的阶段,对于钢材则有相同的技术要求:a.足够的心部淬透性和良好的渗层淬透性,确保齿轮渗碳淬火时渗层和心部不出现过冷奥氏体分解产物;b.齿轮渗碳淬火后变形小,免去或减少磨削加工,降低汽车运行时的噪声和能源消耗;c.良好的成形性,包括热塑性变形成形,冷塑性变形成形和切削加工成形,能耗小、精度高,模具、刀具损耗小;d.良好的可热处理性,包括毛坯正火(或退火)和产品渗碳淬火,在保证获得要求的性能和显微组织的前提下,降低能耗、缩短生产周期。
此外,对于渗碳淬火易变形的齿轮,要求使用淬透性带窄的钢(H钢)。
但是,在保证钢件渗层和心部都已淬透的情况下,淬透性带窄的钢为什么能够减小渗碳淬火变形,目前还缺乏深入的研究。
目前,各国标准中列出的渗碳钢钢号比较多,汽车齿轮使用的渗碳钢已趋于简化。
几个主要汽车生产国的汽车渗碳钢用钢情况列于表1[1,2]。
可以看出,汽车齿轮用渗碳钢主要是低碳合金钢,其中Cr钢、Mn钢和M o钢用于次要和小尺寸齿轮,Cr-N i钢、Cr-Mn钢、Cr-M o 钢、Mn-M o钢和Cr-N i-M o钢用于尺寸较大的重要零件。
我国汽车用渗碳齿轮钢的发展概况及莱钢开发实践
３、国内汽车渗碳齿轮钢概况
自２０世纪８０年代中期开始，我国陆续从美、法、德、英、日意等国引进大量齿轮钢品种并进行国产化 试制，主要牌号有ＳＣＭ４２０Ｈ、ＳＣＭ８２２Ｈ、ＳＡＥ８６２０Ｈ、ＳＡＥ４３２０Ｈ、１６～２８ＭｎＣｒ５、ＺＦ６、ＺＦ７、ＺＦ７Ｂ、１６Ｃ州ｉ４、 １９ＣｒＮｉ５等。 Ｃｒ系、ＣｒＭｏ系齿轮钢在我国的应用已经非常广泛，大多用于轻型、中型商用车的变速箱齿轮和后桥齿 轮，钢号如ＳＣｒ４２０Ｈ、ＳＣＭ４２０Ｈ、ＳＣＭ８２２Ｈ等。轿车工业的迅速发展，为我国ＭｎＣｒ系列齿轮钢的开发注入了活 力，ＭｎＣｒ系列齿轮钢已经成为国内主要的轿车齿轮用钢，桑塔纳、捷达、富康轿车多采用ＭｎＣｒ系列齿轮钢。 随着中国大吨位重型商用车的研发，重载后桥齿轮和变速箱齿轮要求齿轮材料具有较高的淬透性以及较高 的心部韧性，这一需求推动了ＭｎＣｒＢ系、ＣｒＮｉＭｏ系齿轮钢的发展，斯太尔变速箱齿轮多为ＭｎＣｒＢ系和ＣｒＮｉＭｏ系 齿轮钢。东风汽车公司和第一汽车制造厂开发的大吨位重型商用车后桥采用ＣｒＮｉＭｏ系齿轮钢。
１、汽车齿轮钢的冶金质量要求
近年来，国内汽车行业对齿轮钢的质量要求越来越高，齿协制订了车辆齿轮钢采购标准ＣＧＭＡ００１：２００４ 和市场准入条件ＣＧＭＡ００１—２：２００４。
表１
项目
ＣＧＭＡ００１—２：２００４准入条件主要内容 指标 氧含量一＜２０ｐｐｍ 显微夹杂Ａ、Ｂ、Ｄ各≤２．５级，Ｃ≤２．０级 淬透性宽度≤７ＨＲＣ 细十或等于５级
ｓｔｅｅｌ．Ｔｈｅｎ ｉｔ
Ｗｏｒｄｓ：ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ；ｇｅａｒ
ｓｔｅｅｌ；ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
渗碳齿轮钢作为要求较高的汽车关键材料之一，其冶金质量不仅直接影响着车辆寿命、能耗等技术经 济指标，而且对满足汽车安全、舒适及环保等要求也至关重要。 近年来，随着汽车齿轮行业的快速发展，对齿轮钢品种及冶金质量提出了越来越高的使用要求，带动 了汽车用齿轮钢品种的发展和技术进步。 本文简要介绍国内外汽车用齿轮钢的发展概况及莱钢齿轮钢品种开发实践及下一步开发重点和方向。
浅谈合金渗碳钢的用途及特点
本文摘自再生资源回收-变宝网（）浅谈合金渗碳钢的用途及特点合金渗碳钢是指经过渗碳热处理后使用的低碳合金结构钢，具有外硬内韧的性能，用于承受冲击的耐磨件，如汽车、拖拉机中的变速齿轮，内燃机上的凸轮轴、活塞销等。
一、合金渗碳钢的性能要求1、表面渗碳层硬度高，以保证优异的耐磨性和接触疲劳抗力，同时具有适当的塑性和韧性。
2、有良好的热处理工艺性能在高的渗碳温度（900℃～950℃）下，奥氏体晶粒不易长大，并有良好的淬透性。
3、心部具有高的韧性和足够高的强度。
心部韧性不足时，在冲击载荷或过载作用下容易断裂；强度不足时，则较脆的渗碳层易碎裂、剥落。
二、合金渗碳钢的成分特点1、低碳：碳含量一般为0.10%～0.25%，使零件心部有足够的塑性和韧性。
2、加入提高淬透性的合金元素：常加入Cr、Ni、Mn、B等。
3、加入阻碍奥氏体晶粒长大的元素：主要加入少量强碳化物形成元素Ti、V、W、Mo 等，形成稳定的合金碳化物。
三、合金渗碳钢的钢种及牌号1、20Cr低淬透性合金渗碳钢。
这类钢的淬透性低，心部强度较低。
2、20CrMnTi中淬透性合金渗碳钢。
这类钢淬透性较高、过热敏感性较小，渗碳过渡层比较均匀，具有良好的机械性能和工艺性能。
3、18Cr2Ni4W A和20Cr2Ni4A高淬透性合金渗碳钢。
这类钢含有较多的Cr、Ni等元素，淬透性很高，且具有很好的韧性和低温冲击韧性。
四、合金渗碳钢的热处理和组织性能合金渗碳钢的热处理工艺一般都是渗碳后直接淬火，再低温回火。
热处理后，表面渗碳层的组织为合金渗碳体+回火马氏体+少量残余奥氏体组织，硬度为60HRC～62HRC。
心部组织与钢的淬透性及零件截面尺寸有关，完全淬透时为低碳回火马氏体，硬度为40HRC～48HRC；多数情况下是屈氏体、回火马氏体和少量铁素体，硬度为25HRC～40HRC。
心部韧性一般都高于700KJ/m2。
五、合金渗碳钢的用途主要用于制造汽车、拖拉机中的变速齿轮，内燃机上的凸轮轴、活塞销等机器零件。
钢的渗碳和渗氮
钢的渗碳---就是将低碳钢在具有丰富碳的介质中加热到高温(一般为900--950C),使活性碳原子渗入钢的表面,以获得高碳的渗层组织。
随后经淬火和低温回火,使表面具有高的硬度、耐磨性及疲劳抗力,而心部仍保持足够的强度和韧性。
渗碳钢的化学成分特点:(1)渗碳钢的含碳量一般都在0.15--0.25％范围内,对于重载的渗碳体,可以提高到0.25--0.30％,以使心部在淬火及低温回火后仍具有足够的塑性和韧性。
但含碳量不能太低,否则就不能保证一定的强度。
(2)合金元素在渗碳钢中的作用是提高淬透性,细化晶粒,强化固溶体,影响渗层中的含碳量、渗层厚度及组织。
在渗碳钢中通常加入的合金元素有锰、铬、镍、钼、钨、钒、硼等。
常用渗碳钢可以分碳素渗碳钢和合金渗碳钢两大类。
(1)碳素渗碳钢中,用得最多的是15和20钢,它们经渗碳和热处理后表面硬度可达56--62HRC。
但由于淬透性较低,只适用于心部强度要求不高、受力小、承受磨损的小型零件,如轴套、链条等。
(2)低合金渗碳钢如20Cr、20Cr2MnVB、20Mn2TiB等,其渗透性和心部强度均较碳素渗碳钢高,可用于制造一般机械中的较为重要的渗碳件,如汽车、拖拉机中的齿轮、活塞销等。
(3)中合金渗碳钢如20Cr2Ni4、18Cr2N4W、15Si3MoWV等,由于具有很高的淬透性和较高的强度及韧性,主要用以制造截面较大、承载较重、受力复杂的零件,如航空发动机的齿轮、轴等。
固体渗碳;液体渗碳;气体渗碳---渗碳温度为900--950C,表面层w(碳)为0.8--1.2％,层深为0.5--2.0mm。
渗碳后的热处理---渗碳工件实际上应看作是由一种表面与中心含量相差悬殊码复合材料。
渗碳只能改变工件表面的含碳量,而其表面以及心部的最终强化则必须经过适当的热处理才能实现。
渗碳后的工件均需进行淬火和低温回火。
淬火的目的是使在表面形成高碳马氏体或高碳马氏体和细粒状碳化物组织。
低温回火温度为150--200C 。
20crmnti渗碳碳势
20CrMnTi是一种低合金高强度结构钢，主要用于制造机械零件和机械传动零件。
渗碳是一种提高钢材表面硬度和耐磨性的方法，可以通过在钢材表面加入一定的碳元素来达到这个目的。
本文将介绍20CrMnTi渗碳碳势相关知识。
一、渗碳的作用渗碳是一种提高钢材表面硬度和耐磨性的方法，它可以使钢材表面形成一层高碳化合物层，从而提高钢材表面的硬度和耐磨性。
此外，渗碳还可以改善钢材的疲劳性能和抗拉强度，并且可以提高钢材的耐腐蚀性能。
二、20CrMnTi的特点20CrMnTi是一种低合金高强度结构钢，具有高强度、良好的韧性和可焊性等特点。
其化学成分为：C：0.17-0.23，Si：0.17-0.37，Mn：1.20-1.60，Cr：1.00-1.30，Ti：0.07-0.12。
该钢材硬度较高，但耐磨性较差，因此需要进行渗碳处理以提高其耐磨性。
三、渗碳碳势的定义渗碳碳势是指在一定温度下，在一定时间内，钢材表面碳元素的浓度与其在深度方向上的分布关系。
渗碳碳势是渗碳工艺参数中的一个重要参数，它对渗碳层的厚度和硬度等性能有着重要影响。
四、20CrMnTi渗碳碳势的控制方法1.温度控制渗碳温度是影响渗碳碳势的重要因素之一。
一般来说，渗碳温度越高，渗碳层的碳化程度越深，渗碳层的硬度也会相应增加。
但是当渗碳温度过高时，会导致钢材表面的脆性增加，从而影响钢材的使用寿命。
因此，在进行20CrMnTi渗碳处理时，要根据具体情况控制温度，一般控制在850-950℃之间。
2.渗碳时间控制渗碳时间也是影响渗碳碳势的重要因素之一。
一般来说，渗碳时间越长，渗碳层的厚度和硬度就会增加。
但是当渗碳时间过长时，会导致钢材表面的碳化程度过高，从而影响钢材的韧性和可加工性。
因此，在进行20CrMnTi渗碳处理时，要根据具体情况控制渗碳时间，一般控制在4-8小时之间。
3.渗碳介质控制渗碳介质也是影响渗碳碳势的重要因素之一。
常用的渗碳介质有固体渗碳剂、气体渗碳剂和液体渗碳剂等。
利用锻造余热等温正火稳定渗碳淬火变形规律
提高齿坯 的可 切削性 ，消除锻造 应力 ，使组 织均 匀化 ， 目 前国内对渗碳钢齿坯普遍 采用正火处理。正火是将钢 材或钢件加热到临界点 Ａ３ Ａ 以上的适 当温度 ， ｃ或 ｃ 保
近年来 ，随着引进车型带来齿轮材料 多样化和对齿 轮质量 的高标准要求 ， 采用普通正火处理 已难 以满足 汽 车生产 的要求。锻件 的正火处理不仅要求 硬度在一个 较
度范围。
相同。此外 ，当先共析铁素体呈 网状 或断续 网状 时 ，钢
料的拉削和切齿加工性能更好，然而要获得这样的硬度
和显微组织 ，钢件不经过正确的预先热处理 是不行 的。
２ 钢的正火组织、硬度与渗碳淬火的变形 ．
齿轮的设计结构尺 寸 、 材料 、锻造 、预处理 、机加 工及 热处理显微组织与应力分布所导致 的变形都会影 响
而且要求获得稳定的显微组织 （ 较粗 的铁 素体晶粒加较 细 的珠光体 ） ，以改善切 削加工性能 及稳 定渗碳淬 火后
囵 ｚ 生 塑
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的变形规律 。美国金属学会 向能源部提ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 的国际研发计 划中 ，提出的 目 标之一就是 “ 努力达到热 处理零件 的零 变形 和最大 限度 的均匀性 ” 。为 了满足 上述 要求 ，需 对 正火工艺 进行改进 ，以获得正火所要求 的显微组织 和硬
１ 汽车渗碳钢件的现状与发展 ．
汽车齿轮 、传动轴 等重要零件一般均采用 低合金渗
碳钢制造 ，这类钢材是 汽车用合 金结构 钢 中使用最 广 、
鉴于普通正火处理是将钢件加热到高温奥氏体化后
渗碳钢、调质钢
2、中淬透性钢 20CrMnTi、20CrMnMo、20MnVB、 12CrNi3A
特点：合金元素总量4%，淬透性（临界直径 25~60mm）和力学性能较高。
应用：承受中等冲击载荷的耐磨零件，如齿 轮、联轴节、齿轮轴、花键套轴等。
3、高淬透性钢 12Cr2Ni4A、18Cr2Ni4WA、 20Cr2Ni4A
第二类回火脆性？？？
（二）常用调质钢及调质工艺 1、常用的调质钢 （1）Mn钢、Si-Mn、Mn-B （2）Cr钢、Cr-Mo、Cr-Mn、Cr-V （3）Cr-Ni、Cr-Ni-Mo
2、生产工艺路线
下料—锻造—正火/退火—机加工—调质—（高频感 应加热淬火+低温回火）—磨削
预备热处理： 目的 便于切削加工 正火：S+F 退火：F+P
最终热处理： 目的 具有良好的综合力学性能 调质：S回
局部热处理： 目的 提高局部耐磨性 高频感应加热淬火+低温回火：M回
注意：不知道中碳钢材料的具体
温 度
温度时写这个一定对，但是要记
AC3+30~50℃ 住中碳钢一般是840℃
合金钢：油冷 碳素钢：水冷
注意：材料确定时， 此处只能选一个
500~650℃
特点：合金元素总量<7.5%，淬透性（临界直径大 于100mm）高，淬火后残余奥氏体含量高。
应用：重载和强烈磨损的大型零件，如大型齿轮、 曲轴等。
（四）应用举例
（例子5-1）以20CrMnTi合金渗碳钢制造的汽车变速 齿轮为例，说明其热处理方法的选定和工艺的安排。
技术要求：渗碳层厚度1.2～1.6mm，表面碳浓度 为1.0%，齿顶硬度58～60HRC，心部硬度30～ 45HRC。
合金渗碳钢
• 碳素钢＋Cr σb σs δ ψ αk 淬油临界直径
• 20Cr-850 550 10 40 60 15-20mm • 碳素钢＋CrMo • 15CrMo-1000 800 12 50 80 • 20CrMo-1000 800 12 50 80 • 碳素钢＋CrNi • 20CrNi-800 600 10 45 80 25~30mm • 20CrNi2-800 600 10 45 80 30~35mm • 20CrNi3-950 750 10 45 80 40~50mm • 20Cr2Ni4A-1200 1100 9 45 80 70~80mm • 特点：有回火脆性，表层残余奥氏体多。
• 渗碳扩散层的厚度决定于： （1）碳在奥氏体中的极限溶解度； （2）碳在奥氏体中的扩散速度； （3）扩散的时间。
3.3.1渗碳钢
（2）淬火和低温回火。
Chapter 3 机械制造结构钢
采用这种工艺的 零件通常只要求 表面高硬度和耐 磨性，而对基体 性能要求不高。 主要用于渗碳 后不容易过热的 钢种。
对珠光体型钢通常用在800℃左右的一次退火代 替正火，可得到相同的效果，即既细化晶粒又改 善切削加工性能；
对马氏体型钢，则必须在正火之后，再在Ac1以 下温度进行高温回火，以获得回火索氏体组织， 这样可使马氏体型钢的硬度由380-550HB降低 到207~240HB，以顺利地进行切削加工。
3.3.1 渗碳钢
3.3.1 渗碳钢
Chapter 3 机械制造结构钢
第二种方法 渗碳及正火后进行一次高温回火（600-620℃），
3.3.1 渗碳钢
Chapter 3 机械制造结构钢
1 预先热处理 合金渗碳钢零件，在机械加工前的预先热处 理通常分两步进行。
汽车渗碳齿轮钢的性能和发展
１３ 晶粒 度 。
晶粒 大 小是 汽 车 渗 碳 齿 轮钢 的 过 程 中 ，采 用 高 刚度 大 变形 工艺 和
锻 项 重要 指 标 。 齿轮钢 中细 小 均匀 增 大 轧 （ ）制 比 ，同 时应 提 高 终
分 及 其 均匀 性 。也 就 是对 淬 透 性影 的奥 氏体 晶粒 ．淬火 后 得到 细 马 氏 轧 温度 。
（ ２）德 国汽 车渗碳 齿轮钢 德 国在 １ ５ 年 建 立 了渗 碳钢 标 ９１
准 ＤＩ ７ １ 。 Ｄ Ｎ１ ２ ０ １ ６ Ｎ１ ２ ０ Ｉ ７ １ — ９ ８中
生 产 实践 及 试验 表 明 ．影 响 汽 重 的 带 状 组 织 将 影 响 渗 碳 的 均 匀 车 渗碳 齿轮 钢 疲 劳性 能 的 关键 因素 性 ．增 加 淬火 变形程 度 ．使渗 碳 齿
长 寿命 经济 性 生产 性 等方 向发 在于钢 中的Ａ 氧化物 夹 杂 的数量 轮 尺 寸精 度 差 。 因此 ．汽 车 渗碳 齿 Ｉ Ｏ。
展。
及 尺 寸 。 目前 ， 国内外 对 齿 轮钢 氧 轮钢 的带状组织要求不大 于３ 。 级
１ 汽车渗碳齿轮钢的性能
１１ 淬透性 ．
含量 的要 求控 制在２ ｘ ０ 以下 ．国 ０ １‘ ６
为 了减 轻 或 消 除汽 车 渗碳 齿轮
际 先 进 水 平是 齿 轮 钢 氧 含 量在 １ ｘ 钢 的带 状组 织 ．在 冶 炼 ．轧 制 过程 ２
钢 系 ，德 国ＤＩ Ｎ１ ０ ４中的 Ｍｎ ４ ＨＲ ＮＥ ０８ ． Ｃ；国内钢 厂普 遍 达 到 的水平 细 小弥散 的ＡＩ Ｎ．钉 扎晶界 ．细化 晶 Ｃｒ 、ＺＦ 系 系 Ｎｉ ． － ＭＯ系等 。我 是６ ８ ＨＲ Ｃｒ － Ｃ，有些特钢 厂已达￣ ４ ６ 粒 。 Ｊ￣ 国 ＧＢ Ｔ ５ １ 中包括Ｃｒ 、Ｃｒ ＨＲＣ国际 水平 ．正 向国际 先进 水平 ／ ２ ６ 系 － Ｍｎ
零件渗碳工艺的优缺点分析
零件渗碳工艺的优缺点分析
零件渗碳工艺是一种将碳元素渗入到金属零件表面的加工方法。
该工艺主要应用于钢制零件上，可以提高零件的硬度和耐磨性。
优点：
1. 提高硬度：渗碳可以增强金属零件的硬度，使其具有更好的耐磨性和耐磨损性能。
2. 增加使用寿命：渗碳工艺可以显著提高零件的使用寿命，减少零件的更换次数，降低使用成本。
3. 提高表面质量：渗碳工艺可以改善金属零件表面的光洁度和平整度，提高零件的表面质量。
4. 加工成本低：与其他改善零件性能的方法相比，渗碳工艺的成本相对较低。
缺点：
1. 渗碳工艺需要较长的处理时间：渗碳工艺通常需要数小时到数十小时的处理时间，加工周期较长。
2. 零件形状受限：渗碳工艺只适用于某些形状简单、孔洞较少的零件，对于复杂形状和孔洞较多的零件难以加工。
3. 可能引起变形：在渗碳工艺中，温度和压力等因素可能导致金属零件发生变形，影响零件的精度和使用性能。
4. 对环境有一定污染：渗碳工艺中需要使用一些化学药剂，这些药剂可能对环境造成一定的污染。
综上所述，零件渗碳工艺具有提高硬度、增加使用寿命、提高表面质量和较低的加工成本等优点，但也存在处理时间较长、零件形状受限、可能引起变形和对环境有一定污染等缺点。
在选择使用该工艺时，需要根据零件的具体情况和要求进行综合考虑。
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国内外齿轮用渗碳钢的现状及发展概况
一国内外齿轮用渗碳钢的应用现状曩分析
1 ．对渗碳钢选材的要求：
( 1 )钢经渗碳和热处理后，其渗碳层应具有高的硬度，耐磨性、较高的抗弯强度和疲劳强度，而心部要求有较高的韧性和足够的屈服强度，以防止零件由于过渡区和心部产生变形而破坏，
( 2 )应具有良好的切削加工性，其过热敏感性要小，以防止热处理后机械性能恶化，
( 3 )接受渗碳的能力要强，以提高渗碳速度。
但叉不能使表层发生过碳，出现网状碳化物和大量的残余奥氏体，而使渗碳层的韧性和强度降低，
( 4 )要有足够的淬透性，以保证心部具有较高的屈服强度和韧性。
另外淬火温度要低且可采用缓和的冷却介质，使渗碳齿轮变形的倾向小I
( 5 )要求钢中不允许有粗大的夹杂物和严重的带状组织，
( 6 )价格便宜，钢中台金元素立足于国内资源。
因此，正确地选用渗碳钢对其齿轮的加工质量和使用寿命具有重大的意义。
2 ．国内外常用渗碳钢及分析
国内外常用渗碳钢的化学成分、热处理、性能及用途
2 0 Cr Mn Ti 钢具有较好的工艺性能和机械性能，渗碳速度快，渗碳后可直接淬火，热处理变形小。
由于硬化性能较低适于制造截面在
3 0 r am以下的汽车、拖拉机及其传动装置的齿轮。
在实际生产中由于该钢在渗碳过程易产生过碳，经直接淬火后表层残余奥氏体及碳化物多而易产生磨削裂纹，影响了卤轮制造质量，因此必须严格控制渗碳层的碳浓度。
钢中含有Ti 、S i ，Ma 、cr 等元素的钢在渗碳过程中易发生内氧化，即在表层的0 ． 1 ～0 ．2 r am内易形成非马氏体组织，使齿轮强度下降2 5 ~3 0 嘶。
下面列举几种渗碳钢产生内氧化的惯向：
钢号非马氏体层厚度齿间根部处的表面硬度HV
2 0Cr M n Ti 1 6 ~ 30 41 5 ~ 44 0
1 8 Cr
2 Ni 4 W 1 7
3 80 ～50 0
2 0 Cr Ni Mo 7 5 90 ～76 0
近年来国内汽车、拖拉机制造中广泛采用2 0 S i Mn VD、2 0 C r Mn I ~ o 锕代替2 0 Cr Mn T i 钢制造齿轮。
铬锰钢( 1 8 Cr Mn、2 0 C r Mn ~西德1 6 Mn C巧稻2 0 Mn cr 5 钢相对应) ，这种钢渗碳后可直接淬火，变形小，表面硬度可迭HR c6 0 以上，不易出现软点，耐磨性很高，心部具有较高的强度和韧性，适宜于制造截面／i x ：J = 1 0 0 mm的齿轮及轴类等零件。
1 6 Mn cr 5 钢是西德典型的渗碳钢之一，广泛用于汽车、拖拉机，轧机和船用齿轮。
根据西德罗曼公司生产经验，
2 0 Mn C r 5钢热处理变形量较 1 6 Mn Cr 5 钢大而不常用。
铬锰钼钢( 2 0 Cr Mn Mo ) ，这种钢的机械性能与2 0 C r Mn Ti 钢相似或略高，但由于它的淬透性接近于铬镍钢，适用于渗碳后直接淬火制造截面较大的传动齿轮及齿轮轴，可用来代替含镍的渗碳钢( 如1 2 C r Ni 3 A．2 0 C r Ni 4 A) ，是目前推荐的一种渗碳钢，z B J 1 9 0 0 4 - -8 8 标准中作为圆柱齿轮减速器主要用钢之一。
铬镍钢( 1 2 Cr Ni 5 、2 0 C r 2 Ni 4 A)，由于钢中加入铬、镍等合金元素，可有效地改善钢的机械性能，增加钢的淬透性，使渗碳淬火后具有较高的强度和韧性。
主要用来制造截面较大、承载重受力复杂的各种大型齿轮，齿轮轴等重要零拌。
铬镍钼钢( 1 7 Cr Ni Mo 6 ) ，是西德普遍使用的典型渗碳钢，渗碳时不易造成过碳，渗
碳淬火后具有很高的机械性能和最佳的接触疲劳强度。
其奥氏体非常稳定，即使在空气中冷却也能淬硬，渗碳后表层含有大量的残余奥氏体，需经高温回火后再进行淬火。
广泛用于制造截面较大的重载齿轮和高速重载的轧钢机齿轮。
二、国内外齿轮用钢的发展趋势
国内外齿轮用钢由高台金向低级化发展是各国普遍现象。
但由于各国资源状况、生产设备，设计，加工和热处理等条件不同，反映出的倾向和逡径也各不相同，大致可归纳为下列几种。
1.微量、多合金化
苏联在节镍钢中以铬锰，硅锰为基，分别添加钼，钨、钒、钛、铜、铌、铝、氮及稀土元素，如用1 5 XHr2 BA代1 8 ×2 H4 B A，用2 5 X 2 r HTA代2 0 ×2 H4 A和用 1 8 xF
C H2 MB代1 2 X H2 4 A作重负荷齿轮和轴。
日本在铬钼钢中添加铌制造重载齿轮。
2.以低镍铬含量代高镍铬含量
是美国和西欧几国节镍途径之一。
如美国用8 6 2 0( O .4 O ～O .7 0 %Ni )代4 6 2 0( 1 ．6 5 ～2 .0 0 %Ni ) ，西德使镍与铬比值由过去3 :1 ，变为1 ：1 ，如重负荷齿轮以1 8 Cr Ni 8 ( 2 ~Ni ) 代 1 4 Ni Cr 1 8 ( 4 ．2 5 ～4 .7 5 %Ni ) ，继之又发展了适于渗碳后直接淬火的低镍铬钼2 0 Ni Mo Cr 6 钢( 1 ．5 %Ni 。
0 ．4 5 呖Mo，0 ．4%Cr ) 。
3.提高锰、铬、钼含量，发展无镍少镍新钢种
如西德以铬钼为基提高含锰量( 0 ．9 ～1 ．2 %Mn )生产2 0 Cr Mo 5 钢代替1 5 C r Ni 6 钢。
美国提高锰含量( 0 ．7 5 ～1 ．0 0%Mn ，0 ．4 5 ～O ．6 5%Cr ，0 ．2 O ～O ．5 0 ~Mo )的E×2 7 钢代8 6 2 7 。
最近国内抚顺钢厂用真空脱气法冶炼的保证淬透性的2 0 Ni cnI o H锕已在四川齿轮厂推广应用。
4.研制应用硼钢
钢中加入微量硼( 0 ．0 2 1 ~0 ．0 0 5 呖)可显著提高钢的滓透性、切削、锻造，挤压加工性能和冲击性能。
美、苏应用硼钢最早，如用1 5 ×F P 、1 4 ×n王P 代2 0 ×2 H4 A作重负荷齿轮，用1 4 F2 HP代 1 2 ×2 H4 A作重负荷齿轮和轴，用1 5 ×2 T P A代1 8×2 H4 B A 作燃油装置零件和重负荷齿轮。
西欧对锰硼铜的研究较惑兴趣，如英国福特汽车公司使用锰硼钢制造尺寸较大的汽车齿轮，使零件较厚部位强化，提高了齿轮寿命。
西德采用2 3 C r N ~ o B3 3 制造齿轮，日本三菱汽车厂许多齿轮都采用硼钢制造，目前硼钢在美国已得到普遍的应用。
硼钢在我国汽车拖拉机制造中也广泛采用，~；2 0 Mn 2 B、2 0 Mn 2 Ti B 代替2 0 C r M~Ti 钢制齿轮，杭齿厂采用2 0 S i Mn VB钢制造船用齿轮。