特殊钢材料的选用以及热处理
t10钢的热处理工艺,加热温度,冷却方式
T10钢的热处理工艺通常包括正火、淬火和回火三个步骤。
1. 正火处理：加热T10钢到适当的温度（比如850~880℃），保温一段时间后（比如1~2小时），然后以适当的速度冷却。
在这个过程中，通过控制相变的热力学和动力学来改变奥氏体向珠光体转变的模式，从传统的片层转变机制改变为“离异共析”的转变形式。
正火处理可以提高T10钢的硬度和强度，同时也会增强其耐磨性能。
2. 淬火处理：将正火后的T10钢加热到适当的温度（比如780~820℃），然后迅速冷却。
淬火介质通常选择水、油或空气。
淬火处理是T10钢热处理过程中必不可少的一步，它可以使材料获得高硬度和强度。
3. 回火处理：在淬火处理后进行，加热T10钢到适当的温度（比如150~250℃），保温一段时间（比如1~2小时），然后冷却。
回火处理是为了调整淬火处理后的硬度，使材料获得更好的韧性和韧度。
总的来说，T10钢的热处理工艺是一个复杂的过程，需要精确控制加热温度、冷却速度和保温时间等参数，以获得理想的材料性能。
45钢热处理工艺
45号钢热处理工艺45号钢,是GB中的叫法,JIS中称为:S45C,ASTM中称为1045,080M46,DIN称为:C4545号钢为优质碳素结构用钢,硬度不高易切削加工,模具中常用来做模板,梢子,导柱等,但须热处理。
45＃钢广泛用于机械制造，这种钢的机械性能很好。
但是这是一种中碳钢，淬火性能并不好，45号钢可以淬硬至HRC42~46。
所以如果需要表面硬度，又希望发挥45＃钢优越的机械性能，常将45＃钢表面渗碳淬火，这样就能得到需要的表面硬度。
1. 45钢淬火后没有回火之前，硬度大于HRC55（最高可达HRC62）为合格。
实际应用的最高硬度为HRC55（高频淬火HRC58）。
2. 45钢不要采用渗碳淬火的热处理工艺。
调质处理后零件具有良好的综合机械性能，广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。
但表面硬度较低，不耐磨。
可用调质＋表面淬火提高零件表面硬度。
渗碳处理一般用于表面耐磨、芯部耐冲击的重载零件，其耐磨性比调质＋表面淬火高。
其表面含碳量0.8－－1.2％，芯部一般在0.1－－0.25％（特殊情况下采用0.35％）。
经热处理后，表面可以获得很高的硬度（HRC58－－62），芯部硬度低，耐冲击。
如果用45钢渗碳，淬火后芯部会出现硬脆的马氏体，失去渗碳处理的优点。
现在采用渗碳工艺的材料，含碳量都不高，到0.30％芯部强度已经可以达到很高，应用上不多见。
0.35％从来没见过实例，只在教科书里有介绍。
可以采用调质＋高频表面淬火的工艺，耐磨性较渗碳略差。
GB/T699-1999标准规定的45钢推荐热处理制度为850℃正火、840℃淬火、600℃回火，达到的性能为屈服强度≥355MPaGB/T699-1999标准规定45钢抗拉强度为600MPa，屈服强度为355MPa，伸长率为16％，断面收缩率为40％，冲击功为39J45号钢不淬火硬度小于HRC28，比较软，不耐磨。
38CrMoAl钢的热处理工艺.
目录一、程设计的任务与性质 (3)二、课程设计的目的 (3)三、设计内容与基本要求 (3)四、设计步骤 (3)4、1 方案确定 (3)4、2 热加工 (6)4、3 热处理工艺设计 (7)五、实验设备 (16)六、参考文献 (16)一、程设计的任务与性质《金属热处理原理与工艺》课程是一门重要的专业课程，金属材料热处理工艺设计级实验操作时一种重要的教学环节，通过金属材料热处理工艺金相组织分析、性能检测等实验，可以培养学生掌握热处理实验方法、原理及相关设备，运用热处理的基本原理和一般规律对实验结果进行分析讨论，有助于强化学生解决问题、分析问题的能力。
二、课程设计的目的1、课程设计属于《金属热处理原理与工艺》课程的延续，通过设计实践，进一步学习掌握金属热处理工艺设计的一般规律和方法。
2、培养综合运用金属学、材料性能学、金属工艺学、金属材料热处理及结构工艺等相关知识，进行工程设计的能力。
3、培养使用手册、图册、有关资料及设计标准规范的能力。
4、提高技术总结及编制技术的能力。
5、是金属材料工程专业毕业设计教学环节实施的技术准备。
三、设计内容与基本要求设计内容：独立完成38CrMoAl钢的热处理工艺设计，包括工艺方法、路线、参数的确定，热处理设备及操作，金相组织分析，材料性能检测等。
基本要求：1、课程设计必须独立进行，每人必须完成不同的某一种钢材热处理工艺设计，能够较清楚地表达所采用热处理工艺的基本原理和一般规律。
2、合理地确定工艺方法、路线、参数，合理选择热处理设备并正确操作。
3、正确利用TTT、CCT图等设计工具，认真进行方案分析。
4、正确运用现代材料性能检测手段，进行金相组织分析和材料性能检测等。
5、课程设计说明书力求用工程术语，文字通顺简练，字迹工整，图像清晰。
四、设计步骤4、1 方案确定1、38CrMoAl 高铝合金结构钢介绍牌号：38CrMoAl38CrMoAl 是合结钢的其中一种, 国内执行标准GB/T3077- 1999。
金属材料及热处理(最新版)
8、屈氏体：同上是珠光体的一种，更细片状铁素体+更细片状渗碳体叫之为屈氏体， 形成温度 600－550oC。HB330－400（HRC32－38）。
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生产中防止回火脆性的方法主要有： z 回火后进行快速冷却（油或水冷）为消除重新产生的热应力，则在回火后可再进行
Ms， γ Fe转变为α Fe，碳原子全部被保留在α Fe中，形成一种过饱和的固溶体组织，这就
是马氏体。这种转变也称非扩散形转变。马氏体金相显微组织呈针状，黑色针状物为马氏 体，白色基体称为残余奥氏体。性能十分脆硬。HB可达 600－700（HRC60－65）。淬火即可 获得这种组织。硬度取决于C含量，低C钢淬不硬，含C量高于 0.8％，硬度几乎不再增加了。 马氏体的转变随C含量增高而降低含碳量 0.5％时Mz约 0oC，Ms290oC随着含C增Ms下降，C量 小于 0.8％时Mz也随C ↑ 而下降，0.9 以上时Mz在-100oC附近下降不大。奥氏体向马氏体的转 变有一个很大的特点：奥氏体不能百分之百转化为马氏体总有较少的奥氏保留下来，称保 留下来的为残氏奥氏体。因奥氏体为γ Fe面心产方晶格，比容（单位重量的体积）较小，约 只有 0.122—0.125，而马氏体为α Fe过饱和固溶体，比容较大，约有 0.127－0.130，可见， 在转变过程中，在马氏体形成的同时还伴随着体积的膨胀，从而会对尚未转变的奥氏体造 成一内压力，合使其不易发生向马氏体的转变而被保留下来。Ms Mz点越低剩余奥氏体量也 就越多。
金属材料与热处理
一、金属材料及热处理
铸态耐磨钢的热处理
铸态耐磨钢的热处理
铸态耐磨钢是一种常用于制造耐磨零件的材料，经过热处理可
以进一步提高其硬度和耐磨性。
热处理的过程通常包括加热、保温
和冷却三个阶段。
首先是加热阶段，铸态耐磨钢在加热过程中会经历晶粒长大和
析出碳化物的过程。
通常会将材料加热到临界温度以上，使其达到
奥氏体区域，以便晶粒长大和碳化物的析出。
接着是保温阶段，保温时间的长短会影响最终的组织和性能。
在这个阶段中，材料会保持在一定温度下一段时间，以确保晶粒长
大和碳化物的充分析出。
最后是冷却阶段，冷却速度对铸态耐磨钢的性能也有很大的影响。
通常采用淬火或调质的方式进行冷却处理，以获得所需的组织
和性能。
在热处理过程中，需要根据具体的合金成分和要求的性能来选
择合适的加热温度、保温时间和冷却方式。
同时，还需要注意控制
热处理过程中的温度和时间，以确保最终获得符合要求的材料性能。
总的来说，铸态耐磨钢的热处理是通过控制加热、保温和冷却过程，调整材料的组织和性能，以提高其硬度和耐磨性，从而满足不同工程应用的需求。
碳钢的热处理及性能分析【最新资料】
碳钢的热处理及性能分析时的具体加热温度主要取决于钢的含碳量，可根据相图确定（如图所示）。
对亚共析钢，其加热温度为℃，若加热温度不足（低于），则＋淬火后可得到细小的它直接影响到钢淬火后的组织以保证以减使淬火工作在过冷奥氏体最不稳定鼻不同的冷却介质在不同的温度范围内的实验二金相试样的制备与观察一、实验目的1.学习金相试样的制备方法。
二、实验设备、仪器及材料用品抛光机、各型号砂纸、抛光磨料、试样、浸蚀剂、吹风等。
三、实验步骤金相试样的制备包括取样、磨制、抛光、浸蚀四个步骤。
制备好的试样应能观察到真实组织、无磨痕、水迹。
1.取样取样的部位和磨面应根据检验目的选取具有代表性的部位。
例如，检验表面脱碳层的厚度应取横向截面、观察纵裂纹就要取纵向截面。
试样的截取方法很多，例如用手锯、机床截取、线切割等，但必须注意的是在取样过程中要防止试样受热或变形而引起的组织变化，破坏了其组织的真实性。
为防止受热可在截取过程中用冷却液冷却试样。
金相试样的尺寸要便于手握持和易于磨制，常用的试样尺寸为：Φ12×10或12×12×10，如果不是观察表面组织，可以倒角便于磨制。
根据需要，例如观察表面渗碳层的厚度，为防止在磨制过程中发生倒角，应采用镶嵌法，把试样镶嵌在热塑性塑料或热固性塑料中。
我们所用试样为车削好的Φ10×20的45钢试样。
2.磨制这是最关键的步骤，磨制质量的好坏直接决定了试样的好坏。
①粗磨将试样在砂轮上或用粗砂纸之成平面。
磨制时使试样受力均匀，压力不要太大。
②精磨粗磨好的试样用清水冲干后，依次用01、02、03、04号金相砂纸把磨面磨光。
磨制时应把砂纸放在玻璃板或平整的桌面上，左手按住砂纸，右手握住试样，用力均匀、平稳，沿一个方向反复进行，直到旧的磨痕被去掉，不要来回磨制。
注意：在调换更细一号砂纸时，应将试样上的磨屑和砂粒清除干净，并转动90º角，使新、旧磨痕垂直。
3.抛光抛光的目的是去除磨面上细的磨痕和变形层，以获得光滑的镜面。
最高热处理硬度
最高热处理硬度热处理是金属材料加工中的一种重要工艺，通过加热和冷却过程，改变金属的组织结构和性能。
在热处理过程中，最高硬度是一个重要的指标，它代表着材料在经历过处理后能够达到的最高硬度水平。
本文将介绍一些常见材料的最高热处理硬度以及对应的应用领域。
我们来谈谈碳钢。
碳钢是一种含有较高碳含量的钢材，它经过热处理后可以达到较高的硬度。
最常见的热处理方法是淬火和回火。
淬火是将钢材加热到适当的温度后迅速冷却，使其获得高硬度和强度。
回火是在淬火后将材料加热到较低的温度并保持一段时间，以减轻内部应力并提高韧性。
对于碳钢来说，最高热处理硬度可以达到50-60 HRC（洛氏硬度）。
接下来，我们来看看不锈钢。
不锈钢是一种含有铬元素的钢材，通过添加合适的合金元素可以在热处理过程中获得较高的硬度。
不锈钢的最高热处理硬度通常在30-40 HRC之间，这取决于具体的合金成分和热处理方法。
不锈钢广泛应用于制造业，如汽车零部件、厨具和建筑材料等领域。
除了碳钢和不锈钢，还有一些其他材料也具有较高的热处理硬度。
例如，工具钢是一种用于制造切削工具和模具的特殊钢材，它经过热处理后可以获得较高的硬度和耐磨性。
高速钢是一种用于制造切削工具和钻头的特殊钢材，它具有优异的耐热性和耐磨性。
这些材料的最高热处理硬度可以达到60-70 HRC。
让我们来谈谈铝合金。
铝合金是一种轻质、高强度和耐腐蚀的材料，适用于航空航天、汽车和建筑等领域。
铝合金的热处理硬度通常较低，最高可以达到20-30 HRC。
然而，通过添加适当的合金元素和采用特殊的热处理工艺，可以提高铝合金的硬度。
热处理是一种重要的金属材料加工工艺，可以通过改变材料的组织结构和性能来满足不同的应用需求。
不同材料的最高热处理硬度有所不同，这取决于材料的组成、热处理方法和工艺参数等因素。
通过合理选择材料和热处理工艺，可以获得所需的硬度和性能，为各行业的应用提供可靠的材料支持。
4cr9si2热钢热处理工艺
4cr9si2热钢热处理工艺4Cr9Si2热钢热处理工艺4Cr9Si2热钢是一种优质的高温合金钢，具有良好的高温强度和抗氧化性能。
然而，由于其成分特殊，加工难度较大，对热处理的要求也较高。
本文将介绍4Cr9Si2热钢的热处理工艺，以帮助工程师们更好地掌握这一材料的制造工艺。
1. 热处理前的准备在进行热处理前，必须进行严格的准备工作。
首先，要对4Cr9Si2热钢进行化学成分分析，以确定其含量及成分情况。
同时，还需进行显微组织分析，以了解材料的组织结构及缺陷情况。
在此基础上，制定适合4Cr9Si2热钢的热处理工艺。
2. 固溶处理固溶处理是4Cr9Si2热钢的热处理过程中的第一步。
其目的是将材料中的碳化物溶解于基体中，提高材料的塑性和韧性。
固溶温度一般在1100℃左右，保温时间为1-2小时。
固溶过程中要注意保证温度均匀，避免过度固溶。
3. 淬火处理淬火是4Cr9Si2热钢的重要热处理过程。
淬火温度一般在950℃左右，保温时间为1小时左右。
在淬火过程中，要注意保证温度均匀，避免过度淬火导致材料脆性增加。
淬火后需要进行回火处理，以消除残余应力和提高材料的韧性。
4. 回火处理回火处理是4Cr9Si2热钢的最后一个热处理过程。
回火温度一般在600℃左右，保温时间为2-3小时。
回火温度和时间的选择要根据具体材料的成分和组织结构来确定。
回火后的4Cr9Si2热钢具有良好的韧性和强度，可以满足高温和高压下的使用要求。
5. 总结通过以上介绍，我们可以看出4Cr9Si2热钢热处理工艺的重要性。
在进行热处理前，需要对材料进行严格的化学成分分析和显微组织分析，以制定适合4Cr9Si2热钢的热处理工艺。
固溶、淬火和回火是热处理过程中的三个重要步骤，需要根据具体情况进行选择和控制。
通过正确的热处理，可以使4Cr9Si2热钢具有良好的高温强度和抗氧化性能，满足高温和高压下的使用要求。
请简述马氏体耐热钢的热处理工艺要点
马氏体耐热钢是一种重要的工程材料，具有良好的耐热性能和耐磨性能，广泛用于高温工作环境中的制造业，如航空航天、能源、化工等领域。
其性能优越主要得益于其特殊的热处理工艺。
下面将简要介绍马氏体耐热钢的热处理工艺要点。
热处理工艺要点如下：1. 预热在进行热处理之前，首先需要对马氏体耐热钢进行预热。
预热的温度一般在700℃～800℃之间，目的是为了消除材料中的内部应力，降低冷却时的变形和裂纹的产生。
2. 淬火马氏体耐热钢的淬火工艺是关键的一步。
淬火温度通常在1000℃以上，随后快速冷却至室温。
这一步骤的目的是将材料转变为马氏体组织，从而提高材料的硬度和强度。
3. 回火淬火后的马氏体耐热钢显得脆硬，需要进行回火处理以提高其韧性。
回火温度一般在500℃～700℃之间，持续时间取决于材料的具体成分和用途。
回火后的马氏体耐热钢硬度适中，具有较高的韧性。
4. 冷却经过预热、淬火和回火处理后，马氏体耐热钢需要进行适当的冷却。
冷却的方式可以选择空冷或者油冷，根据具体要求进行调节。
5. 性能检测最后一步是对热处理后的马氏体耐热钢进行性能检测。
包括检测其硬度、韧性、断裂韧度、残余应力等指标，以确保材料达到设计要求。
马氏体耐热钢的热处理工艺是一个复杂而关键的过程，需要严格控制各个环节，以确保最终材料具有优秀的耐热性能和机械性能。
希望以上内容能够对您有所帮助。
马氏体耐热钢的热处理工艺是保证其性能优越的重要环节，下面我们将继续深入探讨马氏体耐热钢热处理工艺的相关知识。
在进行热处理之前，首先需要对马氏体耐热钢进行预热。
预热的目的是为了消除材料中的内部应力，降低冷却时的变形和裂纹的产生。
预热温度一般在700℃～800℃之间，持续时间根据具体情况而定。
接下来是淬火工艺，这是马氏体耐热钢热处理中的关键一步。
淬火温度一般在1000℃以上，材料在这一温度下保持一定时间后，再以适当方式进行快速冷却至室温。
淬火的目的是将材料转变为马氏体组织，从而提高材料的硬度和强度。
不锈钢热处理知识
敏化处理：18-8钢系列的奥氏体不锈钢在450℃～850℃（此区间常称为敏化温度）短时间加热，使其具有晶间腐蚀倾向。
这是因为碳在奥氏体不锈钢中的溶解度与温度有很大影响。
奥氏体不锈钢在经400℃～850℃的温度范围内（敏化温度区域）时，会有高铬碳化物（Cr23C6）析出，当铬含量降至耐腐蚀性界限之下，此时存在晶界贫铬，会产生晶间腐蚀，严重时材料能变成粉末。
该方法一般只在不锈钢晶间腐蚀试验时采用。
（2）固溶热处理：将奥氏体不锈钢加热到1100℃左右，使碳化物相全部或基本溶解，碳固溶于奥氏体中，然后快速冷却至室温，使碳达到过饱和状态（碳已经稳定了，没有能力和机会与铬形成高铬碳化物）。
不同的不锈钢固溶化的温度烧有不同, 304,316等奥氏体不锈钢一般是1050℃,奥氏体-铁素体双相不锈钢要高一点,可到1150℃.固溶热处理：将奥氏体不锈钢加热到1100℃左右，使碳化物相全部或基本溶解，碳固溶于奥氏体中，然后快速冷却至室温，使碳达到过饱和状态（碳已经稳定了，没有能力和机会与铬形成高铬碳化物）。
这种热处理方法为固溶热处理。
固溶热处理中的快速冷却似乎象普通钢的淬火，但此时的‘淬火’与普通钢的淬火是不同的，前者是软化处理，后者是淬硬（形成马氏体）。
后者为获得不同的硬度所采取的加热温度也不一样，但没到1100℃。
我是搞火电的，回答可能不太全面，谁知道的可以继续补充。
在电厂中，奥氏体不锈钢管进行冷弯加工，容易产生形变诱发马氏体相变（很拗口，其实就是产生了马氏体），容易引起耐蚀性的下降。
ASME标准规定，当加工量超过一定量时就必须进行固溶处理（3）稳定化处理：为避免碳与铬形成高铬碳化物，在奥氏体钢中加入稳定化元素（如Ti和Nb），在加热到875℃以上温度时，能形成稳定的碳化物。
这是因为Ti（或Nb）能优先与碳结合，形成TiC（或NbC），从而大大降低了奥氏体中固溶碳的浓度（含量），起到了牺牲Ti（或Nb）保护Cr的目的。
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零件材料的选用一、调质钢含碳量0.30%～0.50%的中碳结构钢与中碳低合金结构钢经调质后具有良好的综合机械性能，即具有较高的抗拉强度，σb＝700～1100 MPa，又具有较高的塑韧性(伸长率)δ＝8%～10%，不收缩率ψ＝45%～55%，冲击值αk＝60～100J/cm2。
调质是指中碳(低合金)结构钢先进行淬火得马氏体组织(或马氏体为主体的组织)，尔后再550～650℃高温回火得回火索氏体组织。
同一轴径选用不同钢材的工件采用不同调质工艺处理至同一硬度，得到的机械性能产生差异；不同轴径选用同一钢材的工件采用相同的调质工艺处理，各自的机械性能也产生差异，这一现象的产生是钢材淬透性这一特性造成的。
通俗地讲，淬透性是钢材能够被淬透的能力接受淬火成马氏体的能力。
淬透性与工件截面厚度有一定关系，即所谓尺寸效应，截面尺寸增大，淬透层深度减小。
合金结构钢较碳素结构钢的淬透性高。
40Cr、35CrMo等合金结构钢较40、45碳素钢的淬透层的截面相应增大。
如全淬透截面尺寸：45钢水淬12~18mm，油淬5～8mm，淬透已不易；40Cr钢油淬18～32mm；35CrMo钢油淬25～40mm。
而40Cr钢50mm料油淬工件表面15～8mm淬硬已较难，60～70mm工件油淬则几乎无淬硬层。
调质效果与淬透性有着密切关系，淬得越透，心部得到的马氏体量越多，调质处理后的综合机械性能也越好，若零件尺寸超出全淬透尺寸，调质后其屈服强度σs、伸长率δ、不数缩率ψ、冲击值αk等都要降低，其降低程度随淬透层深度的减小而增大，乃至调质性能接近正火状态，调质就失去其提高性能的意义了。
设计零件选用调质材料时，必须考虑钢件淬透性与调质零件坯料尺寸的协调关系，保证工件调质热处理后达到要求的机械性能，对钻机关键部件尤应如此。
要注意的是一些机械设计手册上有关钢材调质机械性能数据σs、αk等大多是在完全淬透(标有标准试样尺寸)的条件下得到的，工件实际能达到的机械性能往往要比此值低，乃至相差甚远。
根据零件工作条件，分析受力情况，确定正常运行所要求的机械性能是选材的主要依据。
紧固螺栓、连杠等杠类零件，主要工作于拉(压)应力状态，整个截面受到较均匀的拉(压)应力，为此，其整个截面必须淬透，保证性能达到一致。
如在动态下工作，且受力较大的拉杠与六角螺栓(12～18mm)用淬透性好的40Cr钢进行调质，而不采用45钢，避免了不能完全保证心部淬透而造成对性能的不良影响。
对25～30mm柴油机连杠不采用40Cr钢，而用淬透性更好的42CrMo钢进行调质，也是基于上述截面性能一致的理由。
曲轴、主轴等轴类工件工作于弯曲、扭转应力状态，最大复合应力发生在轴外缘，而心部很小，为此，表面强度要求高些，调质轴表面3R/4～R/2淬硬即可，不必全截面淬透。
如钻机中16～22mm轴径，不直接传动负荷的光轴。
用45钢调质至HB241～286，局部要求耐磨再进行高频表面淬火，完全可满足使用的性能要求，而没必要采用价格高的40Cr钢，乃至35CrMo钢进行同样的热处理。
对负荷较大的轴必须保证轴径3R/4～R/2表层部分淬硬，如钻机中的输出轴，轴径≤42mm，采用40Cr钢调质硬度HB217～255或HB241～286(有的在花键部分高频表面淬火)，使用情况良好。
而48～60mm的40Cr钢输出轴，经同样热处理至表面相同硬度，但使用中易发生塑性扭曲变形而过早失效。
原因在于后者不能做到截面3R/4以上表层淬硬，乃至有时(因钢材成分波动等原因)表面也难淬硬(HRC＜45)，随着淬透层的减少，调质后屈强比σs/σb显著下降，弯曲强度σbb也降低，达不到要求的强度设计值。
至于屈服强度σs 为轴类零件主要设计指标，且尺寸和质量大小又有所限制时，应选淬透性好的材料，以保证性能要求。
48～60mm负荷较重的输出轴，应采用淬透性好的35CrMo钢取代40Cr钢进行调质。
齿轮类工件主要工作于交变压应力与弯曲应力状态，要求齿部有较多的接触疲劳强度与弯曲疲劳强度，而调质件的疲劳极限随淬火马氏体量的增多而提高，为此要做到全齿部位截面淬透，保证达到调质齿轮要求的机械性能。
鉴于不完全淬透对机械性能的影响，对负荷较轻、模数m≤4的低速从动齿轮采用45钢调质；而对负荷相对较重，有一定冲击的齿轮采用40Cr 钢调质；转速提高，要求一定耐磨性时则进行齿廓部位高频淬火。
钻机中有些齿宽B≥40mm，模数m＝4～5的齿轮，特别是轴齿轮，采用40Cr钢调质再高频表面淬火，使用中常发生断齿、齿扭曲变形等过早失效现象。
齿轮要求强度的同时，还得有一定塑韧性配合，对此，用淬透性好的35CrMo、40CrNi等钢取代40Cr钢调质会改变效果(高频淬火保证齿沟硬化)。
当然，对一些冲击较大的此类大负荷齿轮改用20CrMnTi钢渗碳淬大，效果会更佳。
同种钢材的各种调质零件，在淬透性满足要求的前提下，根据不同的使用强度要求，提出不同的调质硬度值，只要塑韧指标保证在要求的范围(强度与硬度成正比，塑韧性随硬度的提高而下降)，充分发挥材料强度的潜力。
42mm的输出轴、过桥轴、40Cr钢调质硬度HB217～255，使用中相对易弯曲失效，将其调质硬度提高至HB241～286，效果明显得到改观。
又如模数m＝3的大齿轮，45钢调质硬度HB217～255，与高频淬火的40Cr钢小齿轮配对传动，使用中易齿面麻点、剥落、损坏、失效，将其调质硬度提高至HB241～286，小齿轮高频淬火硬度由HRC48～55调整至HRC45～50，达到较好效果。
选用调质钢时，在淬透性满足要求的前提下，也要考虑降低材料使用成本和加工成本。
低合金结构钢与碳素结构钢在完全淬透的情况下，经高温回火到相同硬度时，两者的强度相近，塑韧性相差无几，此时，一般考虑用碳素结构钢，而不用合金结构钢。
如小的定位销、撑脚、螺栓等常用45钢调质。
轴类、齿轮类部分截面淬透即可满足性能要求，而不必选用全截面淬透钢材；在淬透性满足性能要求时，提高调质硬度满足较高负荷，而不是更换淬透性更好但价格高的材料，或是增大截面尺寸浪费材料。
在此值得提出商榷的两点：(1)有的钻机20～40mm销轴用35CrMo钢调质，硬度HB207～269。
从销轴使用性能看，应是较高的强度，不是过多的塑韧性，以增加抗剪切与挤弯的能力。
一般用35、45碳素钢(大截面或冲击较大时用30CrMnSi钢)等价格较低的钢，热处理硬度HRC30～45。
若硬度HB207～269的强度下适合销轴的使用要求，则40Cr钢调质的强韧性不会比35CrMo钢差，45钢调质也可胜任了。
(2)一些钻机中轴径60mm的花键轴，卷扬轴采用价格贵、罕用、淬透性较40Cr钢差的30CrMnTi钢，调质硬度HB230～270。
其坯料调质淬火时表面淬硬HRC≥42也较难达到，3R/4 轴径表层基本无淬硬层，回火到HB230～270的硬度并不能表明其达到设计要求的机械性能。
该钢主要用于大截面(工件壁厚＞35 mm)渗碳淬火负荷工件。
用于较大负荷大轴径调质轴似乎失去其使用价值，且不能胜任。
此时应考虑采用淬透性好的价格相对低些的35CrMo、42CrMo、35CrMnMo等钢，调质后保证淬透层达R/2处，能胜任大扭力矩与疲劳极限及一定的冲击负荷。
若实际负荷较小，可考虑减小轴径，或采用40Cr钢，以节约材料成本。
调质选材时热处理工艺性也应加以考虑。
如小孔径内花键轴套、内齿轮等调质件，鉴于内孔淬火冷却差，影响其内孔淬透层深度，从而使其运行机械性能降低，应选用淬透性相对较好的钢材，保证调质达到要求的性能。
又如碳钢壁薄(壁厚＜10 mm)的钢套及形状复杂截面悬殊的盘套，调质淬火变形大，易发生开裂，改用40Cr钢调质效果较好。
二、渗碳钢20、20Cr、20CrMnTi等含碳量为0.15%～0.25%的低碳(低合金)钢，经渗碳热处理后，表面(0.5～2.0mm)含碳量达0.8%～1.05%，而心部仍保持原含碳量。
淬火并低温回火后，表面组织为高碳马氏体与碳化物组成，硬度高(HRC55～65)、耐磨；心部组织为低碳马氏体或低碳马氏体与铁素体等组成，硬度低(HRC＜43)，保持较高的塑韧性。
广泛用于要求表面耐磨、心部韧的零件。
15、20等低碳钢，因淬透性差，渗碳淬火后心部强度低。
只适宜用于表面耐磨、截荷小、冲击轻微、心部不需要较高强度的小工件，如轴套、链条、小水阀等。
零件表面要求耐磨，心部又要求有良好的强韧性，常采用20Cr、20CrMnTi钢等淬透性较好的低合金渗碳钢。
如长期在摩擦条件下工作，承受一定交变负荷和冲击负荷的活塞销、销轴等常采用20Cr钢渗碳淬火；对交变负荷重、冲击较大的钻机齿轮(截面≤30～35mm)，则采用20CrMnTi钢渗碳淬火。
20CrMnTi钢渗碳淬火晶粒细小，淬透性好，且热处理变形小，可保证心部得到以低碳马氏体为主体的组织，心部强度高(HRC30～43)，同时又有较高的塑韧性(αk≥100J/cm2)；对负荷更重的大截面(工件壁厚≥35～40 mm)的渗碳齿轮，可同重型拖拉机、汽车一样，采用30CrMnTi钢，保证心部较高强度，且心部与渗碳层过渡区的强度也较高。
低碳钢渗碳淬火与中碳钢调质(正火)高频表面淬火，虽二者都是提高零件表面硬度、耐磨性及疲劳强度，但使用时应有区分。
一般讲，低碳钢淬火主要用于σb＝700～1000MPa的较大负荷及冲击较大、中低速的齿轮，花键轴类等钻机零件；而中碳钢高频表面淬火则用于相对负荷较轻(400～700MPa)，冲击较小的齿轮、轴类等零件。
因中碳马氏体的高频淬火层的耐磨性及调质心部的强韧性均较低碳钢渗碳淬火的渗碳层及低碳马氏体心部的为低。
此外，受高频淬火工艺的影响，较大模数(m＝5～6)重载齿轮及锥形伞齿轮，齿面高频淬火层沿齿廓分布而无法完成；尤以大锥齿轮两弧齿面硬度差值大，使用中常发生断齿等过早损坏现象，影响了钻机的正常运行。
对此，应考虑采用20CrMnTi钢渗碳淬火取代40Cr钢调质与高频淬火，虽然制造成本高了些，但一顶几用，还是利大于弊。
氮化运用问题。
氮化工件具有表面硬度高，耐磨性好，抗蚀性强及较高的疲劳强度，特别是热处理变形小等特点。
主要用于高速下相对滑动，易发生干摩擦的二个精密零件，如机床主轴、镗杆等；要求高抗蚀性与热硬性的模具(压铸模)挤压蜗杆等。
对钻机中交变负荷较重，转速相对较低，振动较大，要求高的弯曲强度及接触疲劳强度的齿轮是不适用的。
钻机齿轮用40Cr钢调质后氮化取代20CrMnTi钢渗碳淬火，事实证明，得不偿失。
氮化层薄(厚度＜0.7mm)，且脆，心部调质强度不足以支撑沉重的硬化层，使用中极易压碎、剥落，特别是钻机齿轮最需要的接触疲劳强度比渗碳淬火的低得多。
若有些零件确需耗时50h以上的氮化来提高质量，选用广泛使用的30CrMoAl钢为佳。