齒輪是汽車的重要零部件之一，起著傳遞動力和運動的作用。汽車齒輪在工作時，嚙合齒面之間既有滾動又有滑動，輪齒根部還要承受脈沖或交變應(yīng)力的作用，極易產(chǎn)生齒面磨損、齒面磨點以及剝落和齒根斷裂等疲勞斷裂現(xiàn)象，影響齒輪的使用壽命。因此，要求齒輪鋼不僅具有良好的耐磨性、高的接觸疲勞強度和彎曲疲勞強度，而且還必須具有充分的韌性。

多年來，中國汽車用齒輪鋼一直以20CrMnTiH合金滲碳結(jié)構(gòu)鋼為主。但隨著重型汽車的發(fā)展，齒輪的尺寸和模數(shù)加大，20CrMnTi已經(jīng)不能滿足使用要求，各大鋼鐵企業(yè)和汽車公司相繼開發(fā)和引進(jìn)了各種類型的齒輪鋼。

為了提高齒輪鋼的淬透性，節(jié)約Cr資源，滿足重型汽車齒輪的要求，20世紀(jì)60年代，中國汽車工業(yè)大力進(jìn)行了B鋼的研究和應(yīng)用工作，用20MnVB、20Mn2TiB等鋼種來代替20CrMnTi制造汽車滲碳齒輪。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，對齒輪精度要求的不斷提高，B鋼的使用存在一些問題，主要是淬透性不穩(wěn)定，淬透性帶過寬，滲碳時容易出現(xiàn)混晶，淬火處理后變形大且沒有規(guī)律性，影響齒輪的加工、尺寸精度和使用壽命，所以在1980年前后很多汽車公司就停止使用B鋼生產(chǎn)齒輪。

近幾十年來，隨著改革開放和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，中國引進(jìn)許多汽車齒輪生產(chǎn)線，為了適應(yīng)汽車齒輪國產(chǎn)化的需要，在消化吸收國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，分別從德、日、美、意等國家引進(jìn)了相應(yīng)的齒輪用鋼，中國引進(jìn)汽車用齒輪鋼的部分鋼號與引進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。中國已開發(fā)并能批量生產(chǎn)的新型齒輪鋼有多個系列。

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表1?中國汽車用齒輪鋼的鋼號與引進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)

汽車用齒輪鋼的發(fā)展趨勢是：（1）齒輪的強度取決于化學(xué)成分和熱處理技術(shù)。因此，在設(shè)計齒輪鋼的成分時，盡量降低Si的含量，適當(dāng)減少Mn、Cr元素，提高Ni、Mo的含量。為此，歐洲和日本充分利用微合金元素Nb、V、Zr等的作用，對原有鋼種進(jìn)行微合金化處理，并開發(fā)高鎳、高鉬高強度齒輪鋼。（2）汽車齒輪的產(chǎn)量很大，制造齒輪時需要進(jìn)行大量切削加工，為了提高切削效率，一些先進(jìn)的齒輪制造公司都裝備了高速程控機(jī)床。為適應(yīng)高速切削的發(fā)展，對齒輪材料的易切削性能提出了更高的要求，需要開發(fā)易切削汽車滲碳齒輪鋼。齒輪鋼中主要添加的易切削元素為S、Pb、Bi、Mg、Ca等。（3）為了降低切削加工費用，提高生產(chǎn)率和材料利用率，發(fā)展了直接鍛出齒形的齒輪精密鍛造技術(shù)和冷鐓技術(shù)。因此需要開發(fā)精密鍛造和冷鐓汽車滲碳齒輪鋼。精密鍛造齒輪要求嚴(yán)格控制鋼的質(zhì)量：（a）鋼的內(nèi)在質(zhì)量，主要是鋼的純凈度、末端淬透性、晶粒度、帶狀組織等指標(biāo)；（b）表面無缺陷、球化退火組織和適宜的硬度。

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