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做家：阳义、吴思良，浙江双环传动死板股分有限公司
钟寅，湖南科技大学
原因：《金属加工（热加工）》杂志
齿轮渗碳时由于曲率半径、温度场及氛围状况方面的不同，而构成沿齿廓渗碳层，从而强硬层的不平均性。齿轮的渗碳不平均不但体现为自表向内的不平均，同时体现为“自顶到根”的不平均，成为淬火冷却畸变的诱因之一，同时给渗碳淬火的精准打算和模仿带来极大窘迫。
1.志愿的强硬层散布
为了知足齿轮从军下的本能请求，齿轮的热管教要到达正当的强硬层散布以及所期望的宏观布局构造，渗碳层散布和淬火冷却方法是最关键的成分。以赫兹应力做为齿面来往应力的打算基本得出，跟着齿轮模数的增大，最大赫兹应力的峰值往层深方位挪移，同时，强硬层弧线的斜率减小。
齿轮正当的强硬层请求表面硬度高、心部硬度适中，以知足来往轮回应力和蜿蜒轮回应力下的强度请求。来往疲乏生效为剪切应力超越其强度极限；蜿蜒疲乏生效是蜿蜒应力超越其强度极限。当齿轮的强硬层决计的强度弧线一切值不停大于担当应力极限弧线（包含来往应力和蜿蜒应力）时为志愿的及格强硬层，倘使两条弧线有交点时，即或者出裂纹，为不正当的强硬层散布。
渗碳层散布影响布局构造，从而影响渗层区材料的淬透性、淬硬性，从而影响淬火的强硬层散布。因些，正当的强硬层散布请求正当的渗碳层散布。
2.渗碳散布中的渗碳层散布题目
关于小模数齿轮从齿顶到齿根形态和尺寸使得碳原子的散布不光是一维平面散布题目，不同的热管教配置氛围的震动本能也不同，受诸多成分影响齿顶到齿根浮现显然的渗碳层浓度散布不平均，如图1所示。
图1渗碳层深散布表示
3.实例剖析
（1）实例局面与后果
本文以材料为20MnCr5的小模数齿轮为例，采纳延续渗碳炉经℃滴注式渗碳淬火回炎热管教。节圆强硬层探测和齿根强硬层探测后果如图2所示，节圆处表面层金相布局后果如图3所示。后果讲明，节圆处强硬层和齿根处强硬层存在显然不同。节圆处表面层硬度低于次表面层硬度浮现“硬度垂头”局面；齿根处硬度呈递减趋向。对节圆处金相探测后果讲明残留奥氏体高于齿根处。
图2节圆齿根强硬层
图3节圆处表面层金相布局
（2）原由及机理剖析
节圆0.1mm处碳浓度高于齿根0.1mm处碳浓度。齿轮的强硬层深“过浅”，对来往和蜿蜒承载才能都不利。但强硬层也不是越深越好，最好或合适的强硬层深度，可以使齿面和齿根都具备较高的来往疲乏强度和蜿蜒疲乏强度。其余，不同的热管教法子，其“最好”值也不是相同的。碳原子溶入金属原子空隙会阻止位错的行动，提升强度硬度。而节圆碳浓度高反而显露“硬度垂头”是由于碳原子溶入奥氏体增长了奥氏体的平静性，在淬火冷却流程中，过冷奥氏体碳原子来不及散布构成马氏以残留奥氏体模样保存下来。奥氏体相由于滑系较马氏体多，易于塑性变形。残留奥氏体增长体现出最表层硬度下落。
对及格的原材料，统一齐齿轮沿不同部位渗碳散布浮现的不平均局面紧要受钢件表面碳浓度散布和温度场的影响。表面C浓度对渗碳散布影响：氛围的震动性不同和齿轮不同部位的尺寸不同使得齿轮位表面处的氛围碳浓度存在不同，浮现渗碳层散布的不同。温度也会影响碳原子在钢件中的散布才能，温度越高散布才能越强，渗碳层越深。为了进一步探求正当的渗碳散布温度，采纳了不同温度下的散布渗碳尝试，后果讲明，温度越高表层碳浓度越高，残留奥氏体越多。节圆和齿根强硬层平均性随温度抬高存在一最好强硬层散布的最好渗碳散布温度。这讲明残留奥氏体的管制不但受氛围中碳势的影响，也受温度的影响。
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