论齿轮钢的发展现状及趋势
2024年齿轮钢市场前景分析
齿轮钢市场前景分析引言齿轮钢是一种常用于制造齿轮等机械零件的特殊钢材。
随着工业化进程的不断推进，齿轮钢市场需求逐渐增加。
本文将对齿轮钢市场的前景进行分析，并探讨其发展趋势。
齿轮钢市场现状目前，全球齿轮钢市场规模不断扩大。
不同国家和地区由于经济发展水平、工业基础等因素的不同，对齿轮钢的需求量也有所差异。
然而，总体来说，齿轮钢市场呈现出稳步增长的局面。
齿轮钢市场驱动因素1. 工业自动化趋势的提升随着工业自动化水平的提高，对齿轮的需求也在不断增加。
齿轮作为机械传动装置的核心部件，直接影响到设备的运转效率和稳定性。
因此，随着工业自动化水平的不断提升，对高质量、高性能齿轮钢的需求也在增加。
2. 汽车行业的快速发展汽车行业作为齿轮钢的主要应用领域之一，对齿轮钢的需求量巨大。
随着全球汽车市场的不断扩大，尤其是电动汽车和新能源汽车的兴起，对高强度、高耐磨齿轮钢的需求也在不断上升。
3. 新兴工业的兴起随着信息技术、航空航天、能源等新兴产业的快速发展，对高性能、耐磨、耐腐蚀齿轮钢的需求也在不断增加。
这些新兴产业对齿轮的要求更高，要求齿轮具备更好的承载能力和更长的使用寿命，这就对齿轮钢的质量和性能提出了更高的要求。
齿轮钢市场发展趋势1. 齿轮钢质量要求提高随着市场对高性能齿轮的需求增加，齿轮钢的质量要求也越来越高。
以往的普通齿轮钢已经难以满足市场需求，因此，市场上对高强度、高韧性、高耐磨、耐腐蚀齿轮钢的需求会持续增加。
2. 高性能齿轮钢的研发与应用随着科技的不断进步，高性能齿轮钢的研发也会取得更大的突破。
新型合金材料、先进生产技术的应用将使齿轮钢具备更好的性能，满足市场对高质量齿轮钢的需求。
3. 环保和可持续性在齿轮钢的生产过程中，环保和可持续性也成为市场关注的焦点。
生产工艺的改进和环保技术的应用将成为齿轮钢企业的重要发展方向。
同时，可再生能源的推广和应用也将对齿轮钢市场带来新的机遇。
结论综上所述，齿轮钢市场前景广阔。
中国齿轮钢行业需求端及供给端分析
中国齿轮钢行业需求端及供给端分析齿轮是机械装督的核心部件，对材料的性能、使用寿命、运行平稳性、安全性等方面都有非常高的要求。
齿轮钢是对可用于加工制造齿轮用合金材料的统称，是新能源风电、轨道交通、机械装备、汽车制造、船舶制造等领域用特种合金材料中要求较高的关键材料之一。
一、需求端：2022年前全球风电新增设备容量年复合增速将超6%，国内铁路里程、运营密度持续提升驱动列车釆购保持高位。
1.轨道交通：2030年前我国铁路/高铁运营里程年复合增速将达4%，运营密度持续提升，年均新增动车组采购量将高于275组，景气度将持续（1）运营里程2019-2030年我国铁路营业里程、高速铁路营业里程年复合增速将达4%左右，景气度或将维持较长时间。
根据2016年发布的《中长期铁路规划》，预计到2025年我国铁路总营业里程将达到17.5万公里，其中高速铁路3.8万公里；到2030年铁路总营业里程将达到20万公里，其中高速铁路4.5万公里。
截止至2018年底，我国铁路营业里程达13.1万公里，其中高速铁路2.9万公里。
因此若达到2030年规划，我国铁路营业里程、高速铁路营业里程年复合増速将分別达3.δ%和3.7%。
因此我国铁路尤其是高铁建设在相当一段时间内或仍将维持较高的景气度。
我国铁路建设在2018年开始企稳，2019年新增铁路里程同比将增45%，预计中短期仍将保持较快增长。
从新建里程来看，根据数据，我国铁路建设在2016ˉ2017年触底之后，2018年开始企稳，全年新增铁路营运里程达4683公里，同比增56%，其中新増高铁里程4100公里，同比増长88%。
预计2019年全年铁路投产新线里程将达680公里，同比增长45%，其中高铁新增里程预计将达3200公里，届时我国高速铁路通车里程将达32万公里，提前完成《中长期铁路规划》中2020年高速铁路通车里程达3万公里的目标。
（2）列车运营密度2010-2018年我国高速铁路动车组运营密度年复合增速达22%，预计2019年将达0.116组/公里，同比提升3.6%。
2023年齿轮钢行业分析报告及未来五至十年行业发展报告
齿轮钢行业分析报告及未来五至十年行业发展报告目录概述 (4)一、齿轮钢企业战略选择 (5)(一)、齿轮钢行业SWOT分析 (5)(二)、齿轮钢企业战略确定 (6)(三)、齿轮钢行业PEST分析 (6)1、政策因素 (6)2、经济因素 (7)3、社会因素 (8)4、技术因素 (8)二、齿轮钢行业政策环境 (8)(一)、政策持续利好齿轮钢行业发展 (8)(二)、齿轮钢行业政策体系日趋完善 (9)(三)、一级市场火热,国内专利不断攀升 (9)(四)、宏观环境下齿轮钢行业定位 (10)(五)、“十三五”期间齿轮钢业绩显著 (10)三、齿轮钢行业财务状况分析 (11)(二)、现金流对齿轮钢业的影响 (13)四、齿轮钢企业战略目标 (13)五、齿轮钢产业未来发展前景 (13)(一)、我国齿轮钢行业市场规模前景预测 (14)(二)、齿轮钢进入大规模推广应用阶 (14)(三)、中国齿轮钢行业的市场增长点 (14)(四)、细分齿轮钢产品将具有最大优势 (15)(五)、齿轮钢行业与互联网等行业融合发展机遇 (15)(六)、齿轮钢人才培养市场广阔，国际合作前景广阔 (16)(七)、齿轮钢行业发展需要突破创新瓶颈 (17)六、关于“十四五”齿轮钢业发展战略规划的建议 (18)(一)、齿轮钢业“十四五”战略规划简介 (18)1、齿轮钢业的社会化 (18)2、大规模的齿轮钢业 (19)(二)、“十四五”期间齿轮钢业的市场应用方向 (19)(三)、十四五”期间齿轮钢业的发展重点 (20)七、齿轮钢行业竞争分析 (20)(一)、齿轮钢行业国内外对比分析 (20)(二)、中国齿轮钢行业品牌竞争格局分析 (21)(三)、中国齿轮钢行业竞争强度分析 (22)1、中国齿轮钢行业现有企业的竞争 (22)2、中国齿轮钢行业上游议价能力分析 (22)3、中国齿轮钢行业下游议价能力分析 (22)4、中国齿轮钢行业新进入者威胁分析 (23)5、中国齿轮钢行业替代品威胁分析 (23)八、齿轮钢成功突围策略 (23)(一)、寻找齿轮钢行业准差异化消费者兴趣诉求点 (23)(二)、齿轮钢行业精准定位与无声消费教育 (23)(三)、从齿轮钢行业硬文广告传播到深度合作 (24)(四)、公益营销竞争激烈 (24)(五)、电子商务提升齿轮钢行业广告效果 (25)(六)、齿轮钢行业渠道以多种形式传播 (25)(七)、强调市场细分，深耕齿轮钢产业 (25)九、齿轮钢行业多元化趋势 (26)(一)、宏观机制升级 (26)(二)、服务模式多元化 (26)(三)、新的价格战将不可避免 (26)(四)、社会化特征增强 (27)(五)、信息化实施力度加大 (27)(六)、生态化建设进一步开放 (27)1、内生发展闭环,对外输出价值 (27)2、开放平台,共建生态 (28)(七)、呈现集群化分布 (28)(八)、各信息化厂商推动齿轮钢发展 (29)(九)、政府采购政策加码 (29)(十)、个性化定制受宠 (30)(十一)、品牌不断强化 (30)(十二)、互联网已经成为标配“风生水起“ (30)(十三)、一体式服务为发展趋势 (31)(十四)、政策手段的奖惩力度加大 (31)概述近年来，齿轮钢行业市场火爆，其应用场景跨越式发展的根本原因在于技术、安全和多样性的创新。
国内外齿轮行业情况介绍
国内外齿轮行业情况介绍齿轮是一种常用的机械传动元件，广泛应用于各种机械设备中。
从国内外齿轮行业的情况来看，可以分为以下几个方面进行介绍。
一、市场规模和发展趋势1.国内市场规模：随着国内工业化进程的加快和制造业的发展，齿轮市场在我国逐渐壮大。
据统计，2024年我国齿轮行业市场规模达600亿元人民币，预计未来几年还将保持稳定增长。
2.国际市场规模：发达国家的齿轮市场规模较大，以欧美国家为主。
美国、德国、日本等国家的齿轮市场规模都在数百亿美元以上。
3.发展趋势：随着科技的不断进步和制造业的变革，齿轮行业的发展呈现出以下几个趋势：-高精度化：随着工业化程度的不断提高，对齿轮的精度要求也越来越高，特别是在汽车、飞机等高端设备中的应用；-多品种、小批量生产：随着市场需求的多元化，对各种规格的齿轮的需求也在增多，因此齿轮生产企业需要具备快速调整生产线的能力；-绿色环保：齿轮制造过程中的废水、废气等环境问题成为人们关注的热点，因此研发环保型齿轮已成为行业的发展热点。
二、产业发展现状1.国内齿轮行业发展：我国齿轮行业经过几十年的发展，已经初步形成了完整的齿轮产业链。
目前，中国的齿轮行业主要集中在浙江、江苏、山东、河北等地区，这些地区的齿轮企业集中且规模较大。
2.国际齿轮行业发展：发达国家的齿轮制造业经历了长期的发展，在技术、设备、品牌等方面都具有较大优势。
例如，日本的齿轮技术一直处于世界领先水平，德国的齿轮企业在高精度齿轮方面有很高的声誉。
三、技术创新和研发趋势1.技术创新：齿轮行业的技术创新主要包括齿轮设计、材料选择、加工工艺等方面。
例如，采用先进的计算机辅助设计软件可以提高齿轮的传动效率和减小噪音，新型材料的应用可以提高齿轮的强度和寿命。
2.研发趋势：随着科技的不断进步，齿轮行业的研发工作越来越重要。
目前的研发趋势主要包括以下几个方面：-齿轮传动的仿真和优化设计；-现代制造技术的应用，如数控加工、激光焊接等；-研发新型材料，以提高齿轮的强度、耐磨性等性能；-推动绿色环保齿轮的开发，减少对环境的污染。
2023年齿轮钢行业市场环境分析
2023年齿轮钢行业市场环境分析齿轮钢是一种特殊的工程钢，具有耐磨、耐蚀、强度高等特点，广泛用于汽车、航空、机械等领域中。
下面将从市场环境的角度对齿轮钢行业进行分析：一、需求情况在国内，汽车、航空、机械等行业的不断发展，对齿轮钢的需求量也呈现逐年增长的趋势。
尤其在2016年，我国国内只有不到20家齿轮钢生产企业，但需求量持续增加。
此外，政府对于技术升级的支持，也为齿轮钢行业的发展带来了利好，以提高产品质量、扩大产业规模、增强产业竞争力为重点的政策也在推动齿轮钢行业的发展。
二、竞争格局目前，国内齿轮钢市场处于高度竞争状态。
国外企业对于齿轮钢领域的投入较大，产品品质较为优秀，但是产品提价面临压力。
国内齿轮钢生产企业数量较多，产能过剩，因此在产品价格和品质上也存在较大差异。
在整个市场中，中小型企业占据相当大的份额，一些企业利用低价策略和质量低劣的产品占据了一部分市场份额。
三、环保要求我国环保标准不断提高，对于齿轮钢行业的整体环保要求也逐渐加强。
由于齿轮钢生产过程中会产生大量的环境污染物，如废水、废气、废弃物等，因此企业必须投入巨额资金改善环保设施、提高产品的环保性能。
国家对于环保检查力度加强，对于环保问题进行了大力整顿，一些环保达不到标准的企业可能会被淘汰出市场。
四、技术创新随着科技不断发展，齿轮钢行业也面临着市场趋势以及技术创新带来的巨大压力。
像一些高精、高速、高温环境产品的加工、制造需要更为精良的齿轮钢。
在这样的环境下，企业必须加大技术研发力度、确保产品技术创新不断进步，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。
综上，齿轮钢市场环境存在着高度竞争、需求不断增长、环保要求加强以及技术创新等多种因素，企业必须增强自身实力，提高产品品质，才能在市场中获得更大的份额。
2023年齿轮钢行业市场发展现状
2023年齿轮钢行业市场发展现状齿轮钢是一种用于制造机器传动齿轮的特殊钢种。
随着工业化的发展，齿轮钢行业的市场需求量也在不断扩大。
本篇文章将从市场规模、行业需求、前景展望三个方面探讨齿轮钢行业市场发展现状。
一、市场规模齿轮钢行业市场规模不断扩大。
随着工业化和科技进步，各行各业中机械设备的需求量不断增加，因此传动机构的市场需求量也随之增加。
齿轮钢作为传动机构的核心材料，在市场上的需求量也随之增大。
目前，齿轮钢市场主要集中在发达地区和发展中国家。
据统计数据显示，全球齿轮钢市场规模正在不断递增。
自2015年至今，全球齿轮钢市场规模已经逐年增长，2018年市场规模预计达到300亿美元。
二、行业需求齿轮钢行业的需求主要来自于机械制造、汽车、航空航天、轨道交通等领域。
这些行业都需要高质量的齿轮钢来保证机器设备的正常运行。
随着产业的发展，对齿轮钢的需求也在不断提高。
特别是在高速发展的汽车市场和航空航天市场，对齿轮钢的要求更高。
对于齿轮钢厂商而言，不断提高齿轮钢的品质以满足市场需求是至关重要的。
只有提供高品质的齿轮钢，才能赢得市场优势。
此外，齿轮钢厂商还需要积极研发新材料，以符合市场快速变化的需求。
三、前景展望未来齿轮钢市场发展前景乐观。
随着人类社会的不断进步和发展，机械制造、汽车、航空航天、轨道交通等领域的需求也会不断增加，齿轮钢的需求量也将随之增大。
另外，随着新材料的不断研发和应用，齿轮钢的品质将不断提高，满足市场的需求。
从国内市场来看，虽然中国的齿轮钢产业起步较晚，但随着产业化的深入发展和技术的不断创新，中国的齿轮钢市场也逐步成熟，并在全球市场中扮演着越来越重要的角色。
综上所述，齿轮钢市场正处于蓬勃发展的阶段，未来发展前景乐观。
随着市场需求持续增加，齿轮钢行业将面临更多的机遇和挑战。
齿轮钢现状
1国内外汽车齿轮用钢现状1.1国外齿轮钢应用情况钢中含钼量较低的SCM415、SCM418、SCM420、SCM421钢大多用于中型汽车变速齿轮和轻型汽车国外,最初使用的渗碳齿轮钢基本上是锰钢和锰铬钢,例如日本的SMn420、SMnC420,德国的16MnCr5、20MnCr5等。
此类钢便宜,性能良好。
这是当时从经济角度出发,考虑到资源条件而研制的,但它们质量不稳定,强韧性配合差,往往强度指标合格而硬度达不到要求,晶粒粗化倾向大。
因此,目前国外汽车工业中已很少采用而逐渐被铬钢、铬钼钢、镍铬钼钢所取代。
德国ZF公司就曾在Mn2Cr钢的基础上再加硼处理,形成了颇具特色的ZF钢系列,其各方面的性能大大改善。
各国渗碳齿轮钢应用状况如下:日本:主要用铬钢和铬钼钢。
如铬钢SCr415、SCr420和铬钼钢SCM415、SCM418、SCM420、SCM421、SCM822均是日本汽车工业中广泛应用的钢种。
铬钢大多数用于小型车的变速箱齿轮。
铬钼后桥主、被动齿轮。
Mo含量较高的SCM822则用于中型汽车后桥主、被动齿轮。
其次是镍铬钼钢,如SNCM415、SNCM420,主要用于要求高淬透性和要求心部韧性较高的重型汽车上,以取代不含Mo的镍铬钢SNC415、SNC815等。
美国:小汽车变速箱以钼钢4023为主。
中型汽车变速齿轮及后桥主、被动齿轮以含Ni较低的Ni2Cr2Mo钢种8620、和8720为主,重型汽车齿轮采用含Ni较高的Ni2Cr2Mo钢4320和含Mo较高的Ni2Cr2Mo钢8822。
个别重型汽车齿轮采用Ni2Cr2Mo2B钢94B17。
英国:仍使用传统的Ni钢,如轻、中型汽车采用Ni2Mo类的EN35钢、Ni2C类的EN36钢和Ni2Cr2Mo类的EN352。
重型汽车则采用含Ni2Cr2Mo较高的EN3551.2 国内汽车齿轮钢的应用状况1.2.1 传统齿轮钢我国汽车行业使用的齿轮材料,多年来主要沿用前苏联用钢系列。
论齿轮钢的发展现状及趋势
Hardenability - Error
Semi-finished billet
利用开发的淬透性预测模型，考虑连铸坯及钢棒尺寸等因素，并结合 现场生产工艺优化控制，成功将20CrMoH齿轮钢的J9点和J15点预测值偏 差控制在2HRC以内。
C偏差(钢材-熔炼成分),%
20CrMoH
0.04
0.02
≥5
6-8
<2.5
18-4
9
我国齿轮钢生产企业较多，主要有：中信泰富（兴澄、大冶）、东北 特钢（大钢、抚钢、北满）、莱钢、石钢、西宁特钢、宝钢特 钢、……。企业间装备、工艺、品种差异化不大，造成同质化竞争局 面。我国齿轮钢生产流程主要有电炉流程和转炉流程。
电炉(30t->100t)+炉外精炼【LF+VD(RH)】+连铸（小方坯、大矩 形坯、大圆坯）+轧制
0.18 0.21 0.21
Si 0.17-0.37 0.20-0.30
0.17 0.25 0.25
Mn 0.55-0.90 0.75-0.80
0.55 0.78 0.78
Cr 0.85-1.25 1.05-1.10
0.85 1.08 1.08
Mo 0.35-0.45 0.37-0.39
0.35 0.38 0.38
淬透性控制技术带状组织控制技术硫化物控制技术311齿轮钢淬透性带宽控制化学成分渗碳变形24262830323436100500051015202530j9点硬度值hrcsae8620ha化学成分的精确控制b化学成分均匀性控制hardenabilityerrorsemifinishedbillet利用开发的淬透性预测模型考虑连铸坯及钢棒尺寸等因素并结合现场生产工艺优化控制成功将20crmoh齿轮钢的j9点和j15点预测值偏差控制在2hrc以内
齿轮材料的发展趋势
齿轮材料的发展趋势
齿轮材料的发展趋势主要集中在以下几个方面：
1. 高强度材料：随着机械设备的不断发展和工作负荷的增加，对齿轮材料的强度要求也越来越高。
齿轮材料的发展趋势是向高强度材料发展，如钢、合金钢、高强度铝合金等，以满足高负荷和高速运转的需求。
2. 高耐磨材料：齿轮在运转过程中容易受到磨损，特别是在高负荷和高速运转的条件下，磨损更为严重。
因此，齿轮材料的发展趋势是朝着高耐磨材料发展，如硬质合金、耐磨钢等。
3. 轻量化材料：随着节能减排和环保意识的提高，对机械设备的重量要求也越来越高。
齿轮作为机械设备中的重要部件，其重量的减轻对整体重量的减少具有重要意义。
因此，齿轮材料的发展趋势是朝着轻量化材料发展，如高强度铝合金、复合材料等。
4. 高温材料：在一些特殊工况下，如高温环境下的齿轮传动系统，对材料的耐高温性能要求较高。
因此，齿轮材料的发展趋势是朝着高温材料发展，如高温合金、陶瓷材料等。
总体而言，齿轮材料的发展趋势是朝着高强度、高耐磨、轻量化和耐高温的方向发展，以满足机械设备高效、可靠运行的需求。
2023年齿轮行业市场分析现状
2023年齿轮行业市场分析现状齿轮是一种常用的传动装置，广泛应用于机械装置中。
齿轮行业市场分析的现状主要从以下几个方面进行分析。
首先，齿轮行业市场规模庞大。
随着机械行业的发展，对齿轮的需求也在不断增加。
齿轮广泛应用于汽车、机床、风力发电、航空航天等众多领域。
根据统计数据显示，全球齿轮市场规模已经超过1000亿美元，并且预计在未来几年内还将持续增长。
其次，齿轮行业市场竞争激烈。
齿轮是一种常用的机械传动元件，因此市场上存在众多的齿轮制造商和供应商。
这些企业在技术研发、产品品质、价格等方面都存在差异化，通过不断提升产品竞争力来争夺市场份额。
同时，全球齿轮行业的产能过剩问题也导致市场竞争更加激烈。
第三，齿轮行业市场发展趋势多样化。
随着技术的进步，齿轮行业面临着许多新机遇和挑战。
例如，高精度、高强度、长寿命的齿轮产品需求不断增长，推动了行业向高端产品的升级转型。
同时，智能制造、数字化工厂等新技术的应用也对齿轮行业产生了深远影响。
再次，齿轮行业市场面临着一些挑战和问题。
一方面，全球齿轮行业产能过剩，使得市场竞争激烈，企业利润空间受到挤压。
另一方面，齿轮行业在环保、节能、低噪音等方面也面临一些压力，需要不断提升产品技术水平。
最后，齿轮行业市场发展的机遇也很多。
随着全球经济的不断发展和人民生活水平的提高，对齿轮的需求还将持续增长。
同时，一些新兴领域如新能源汽车、无人机等的快速发展，也为齿轮行业带来了新的市场需求。
总体来说，齿轮行业市场发展前景广阔，但同时也面临许多挑战。
企业应积极适应市场变化，加强技术创新，提高产品质量和竞争力，寻求差异化竞争优势，以获取更大的市场份额。
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齿轮钢是特殊钢中量大 面广的材料，其技术要 求较高，并且对质量稳 定性要求极高。
6.0 4.0 2.0
3.60
4.05
4.52
20CrMoH
0.0
Hot-Rolled Normalized Annealed
2.我国齿轮钢现状
近年来随着我国特钢行业和汽车行业的快速发展，齿轮钢 生产取得巨大进步。
通过连铸工艺优化来控制连铸坯成分偏析 通过轧制工艺优化来控制相变规律和带状组织 连铸坯加工工艺优化 轧制工艺优化（变形温度、速率、变形量、终轧温度） 轧后冷却工艺优化 通过退火热处理工艺优化来控制带状组织
通过连铸坯加工工艺优化减轻带状组织
22CrMoH 齿 轮 钢 连 铸 坯 轧 制 过 程 步 进 加 热 炉 均 热 段 1200-1240 ℃ 提 高 到 1230-1270 ℃ ， 出 炉 温 度 12001220℃提高到1230-1250℃。
5 0
400
Forged parts (microalloyed)
10
Charpy impact value (Arbitrary scale)
19 90 19 91 19 92 19 93 19 94 19 95 19 96 19 97 19 98 19 99 20 00 20 01 20 02 20 03 20 04 20 05 20 06
铁素体带宽: 0.104mm 带状组织级别: 4.0级
铁素体带宽: 0.066mm 带状组织级别: 2.0级
通过轧制工艺优化来减轻带状组织
5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 970 0.0 0.1 0.3 0.5 0.7 900 1.0 1.5 终轧温度 , ℃
带状组织级别
通过等温退火工艺控制带状组织
Impact
Fatigue
Pitting
Planetary & Sun gear
Scouring
Wear
Final driven gear
Final drive gear
为满足齿轮表面高硬度、心部高韧性要求，齿轮钢一般为 低碳钢(0.20%C)，并经表面渗碳处理。
930℃渗碳 650℃回火 保温3h 空 冷 880℃淬火 保温1h 180℃回火 保温2h 油冷
如需方有不同级别要求或需要含硫钢，其合格级别由供需双方协商确定。
我国齿轮钢产品质量仍不能完全满足用户要求，大多数企 业产品与国际先进水平有一定差距。
硫化物控制技术不过关，满足不了用户干切齿轮的要求。 带状组织不能稳定控制在3级以下，满足不了用户控制渗碳淬火变 形的需要。
930℃
温度
炉冷
3.齿轮钢技术发展趋势
齿轮钢发展趋势是低成本化和高性能化 齿轮钢的发展趋势：低成本化（LCA）
15
Carburizing time, h 12 9
高温渗碳齿轮钢（控制晶粒长大） 易切削齿轮钢（控制硫化物） 免等温退火（控制带状组织） 低成本合金元素（降低Ni、Mo含量）
900℃ 1000℃ 7 4.5 1.5 1.2 1.5 Case depth, mm 2.5 12
20CrMoH
C偏差(钢材-熔炼成分),% 0.04 0.02
0
-0.02 -0.04
0
30
60 90 120 钢材规格, mm
150
利用淬透性预测模型，指导碳和合金元素成分微调。以后桥从 动齿轮要求22CrMoH齿轮钢的J15=HRC33-39为例，其成分控制要求 如下：
C 标准范围 内控范围 钢包目标 LF/VD目标 成品目标 0.19-0.25 0.20-0.22 0.18 0.21 0.21 Si 0.17-0.37 0.20-0.30 0.17 0.25 0.25 Mn 0.55-0.90 0.75-0.80 0.55 0.78 0.78 Cr 0.85-1.25 1.05-1.10 0.85 1.08 1.08 Mo 0.35-0.45 0.37-0.39 0.35 0.38 0.38
晶粒度
≥5
淬透性带宽 J9
4-6
A系 夹杂物 1.5
B系 夹杂物 0.5
[O]范 围
<15
[O]均 值
12
20CrMnTi
莱钢特钢
6-12
3.0/2.5
3.0/2.0
5-8
6-12
3.0
3.0
20-12
16
西宁特钢
8-12
<3.0
<3.0
≥5
6-8
<2.5
18-4
9
我国齿轮钢生产企业较多，主要有：中信泰富（兴澄、大冶）、东北 特钢（大钢、抚钢、北满）、莱钢、石钢、西宁特钢、宝钢特 钢、……。企业间装备、工艺、品种差异化不大，造成同质化竞争局 面。我国齿轮钢生产流程主要有电炉流程和转炉流程。 电炉(30t->100t)+炉外精炼【LF+VD(RH)】+连铸（小方坯、大矩 形坯、大圆坯）+轧制 转炉(高达300t）+炉外精炼【LF+VD(RH)】+连铸（小方坯、大矩 形坯、大圆坯）+轧制
德国ALD（高温）真空渗碳炉
）真空渗碳炉ModulTherm
齿轮钢的发展趋势：高性能化
齿轮钢高性能化有利于实现汽车轻量化 通过冶金质量控制，提高弯曲疲劳和接触疲劳性能 ……
45
W.E. ENGINE SIZE AND SPECIFIC OUTPUT
特殊钢分会特钢冶炼学术委员会2014特钢年会
齿轮钢现状和技术发展趋势
曹燕光，王毛球
钢铁研究总院特殊钢研究所
2014年9月18日
内容提要
1. 齿轮钢技术要求 2. 我国齿轮钢现状 3. 齿轮钢技术发展趋势
齿轮钢质量控制技术 齿轮钢新品种开发
4. 结束语
1.齿轮钢技术要求
齿轮钢是量大面广的特殊钢，广泛用于制造车辆齿轮、工 业齿轮、齿轮装置等。
Fig. 2. Sub-surface fatigue failure of conformal gear from inclusion ((a) location of conformal gear, (b) gear tooth failure, (c) location of sub-surface inclusion & beach marks, and (d) EDAX dot map showing aluminum oxide rich areas). D.P. Davies, S.L. Jenkins, F.R. Belben. Survey of fatigue failures in helicopter components and some lessons learnt. Engineering Failure Analysis, 2013, 32: 134–151.
我国齿轮钢存在体系繁杂的问题，与车辆品牌多样化有 关。
日本Cr系、Cr-Mo系 （SCr420H、SCM420H） 德国Mn-Cr系 （16-28MnCr5H） 美国Cr-Ni-Mo系(8620H) 国内20CrMnTi ……
GB/T 5216-2004
GB/T 5216-201X
温 度
\℃
1.1%C 18h
0.85%C 2h
空 冷
空 冷
时间/h
渗层组织
心部组织
齿轮钢的技术要求
淬透性：淬透性过低难以保证心部性能，过高容易导致渗碳淬火 变形大，因此齿轮钢对淬透性范围具有苛刻的要求。
齿轮钢的技术要求
淬透性：淬透性过低难以保证心部性能，过高容易导致渗碳淬火 变形大，因此齿轮钢对淬透性范围具有苛刻的要求。 氧含量和夹杂物：渗碳层硬度高，容易在夹杂物和基体界面处起 裂，从而发生疲劳破坏。
1980 1977
19841983
25 20 15 10
Avg CC kW/L
800
Gears and Shafts (carburized+shot peened)
Year
7
Springs (hardened) Fastners (hardened)
1958
600
2000 1980 1 3
1940 1930 1920
2% 38% 60%
车辆齿轮
工业齿轮
齿轮装备
德国豹2坦克液力综合传动装置
齿轮作为传动系统的重要零部件，要求具有高的可靠性、 长寿命、抗冲击、耐磨损等性能要求。
齿根破坏（冲击、弯曲疲劳） 齿面破坏（接触疲劳、胶合、磨损）
Tooth root breakage Tooth face breakage
淬透性
渗碳变形
渗碳变 形率,%
（a）化学成分的精确控制 （b）化学成分均匀性控制
36
Hardenability - Error
Semi-finished billet
利用开发的淬透性预测模型，考虑连铸坯及钢棒尺寸等因素，并结合 现场生产工艺优化控制，成功将20CrMoH齿轮钢的J9点和J15点预测值偏 差控制在2HRC以内。
产业规模10年增加近十倍：2002年全国齿轮钢产量30多万吨， 2012年超过了300万吨。 技术进步显著，产品质量大幅度提升。以氧含量为例，2002年还 不能保证控制在20ppm以下，现在主要生产企业能够达到。
标准要求 钢种 厂家 淬透性 带宽J9 兴澄特钢 6 A系 夹杂物 2.5 B系 夹杂物 2.0 实物质量