影響齒輪材料疲勞強(qiáng)度的主要因素

一 、有效層深和心部硬度

對于滲碳齒輪層深可分為：①從表層到0.35%C含量處的深度叫深層深度。②從表面硬度到500-550HV（51HRC）處的深度。從強(qiáng)度觀點(diǎn)，硬度法更合理。所以，目前硬度法最普遍。深度的選擇是要保證滲層和心部有足夠強(qiáng)度，能防止深層剝落。對于主要失效是疲勞斷裂的齒輪取有效滲層的下限，對于主要失效是接觸疲勞損壞的取上限。根據(jù)國外大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，對于齒輪心部硬度最佳控制在36-42HRC。因?yàn)樾牟坑捕冗^高，彎曲疲勞強(qiáng)度將顯著下降。

二 、滲層和心部組織

滲碳淬火后齒輪表層的理想組織是細(xì)晶粒馬氏體+殘余奧氏體。不允許有貝氏體、珠光體。因?yàn)樨愂象w、珠光體對疲勞強(qiáng)度抗沖擊能力、抗接觸疲勞能力均不利。心部金相組織應(yīng)是馬氏體和貝氏體的混合組織。從強(qiáng)度的觀點(diǎn)，不允許有鐵素體。表層的殘余奧氏體控制在5-15%，而且彌散分布。

三、 滲碳鋼的淬透性能

對滲碳鋼的淬透性能應(yīng)區(qū)分表層淬透性能和心部淬透性能，要研究滲碳后試驗(yàn)從表層到心部各不同含碳量的淬透性能。表層淬透性能代表高碳部分的淬透性能，而心部淬透性能代表中碳和低碳部分淬透性能。但必須要明確，根據(jù)心部的淬透性并不能預(yù)見表層淬透性。

四、 表面內(nèi)氧化及非馬氏體組織

表面內(nèi)氧化是在滲碳?xì)夥罩醒鹾土慵砻鎶W氏體晶界上的鉻、錳等元素形成氧化物，使附近鉻、錳含量降低。因此，使淬透性能差而形成非馬氏體組織。有效解決這個問題的途徑：①調(diào)整工藝。 ②在鋼材上降Mn、降Cr、增加Mo的含量。

五、 抗過載能力

滲碳鋼的抗過載能力主要決定于心部組織和其有關(guān)的韌性指標(biāo)，尤其是重載齒輪。因心部硬度不夠而早期失效的案例已不少了，到目前為止，并沒有引起足夠的重視。我們在進(jìn)行齒輪失效分析時(shí)，對齒輪的疲勞斷口首先搞清楚裂紋的發(fā)生是因?yàn)檫^載還是夾雜，要分析負(fù)荷應(yīng)力是否超過疲勞極限，以及材料的抗斷能力，才能找到解決問題的方向。

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