《表2 DSG1钢与SCM420钢化学成分[84]》

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《渗碳齿轮齿根喷丸强化研究现状与展望》

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喷丸对提升齿轮弯曲疲劳强度有显著效果，为进一步提升弯曲疲劳强度，可通过调整某一种齿轮钢合金元素含量的方法来实现。DSG1与SCM420均为齿轮用钢[84]，其化学成分如表2所示。由于DSG1中磷（晶界脆化元素）含量较少，钼含量较多（晶间氧化减少），这使得DSGl渗碳后，残余奥氏体含量大于SCM420，晶间氧化深度比SCM420要浅，而且具有较高的基体韧性。研究表明[84]，喷丸后，DSG1比SCM420残余压应力大、硬度高、疲劳强度高。Nakamura等[116]针对SCr420钢的研究表明：降低硅含量，可使晶界氧化层变浅；提升钼含量，可阻止非马氏体层形成，提升材料硬度。当钼含量为0.8%时，非马氏体层消失。该团队设计出高钼低硅含量齿轮钢，经喷丸处理后，其残余压应力大大提升，与SCr420钢相比，107循环次下，所设计的齿轮钢弯曲疲劳强度可提升100%以上。渗碳齿轮钢中合金元素对残余奥氏体的影响如图18所示[116]，可见，在渗碳钢中添加合金元素（如铬、锰、钼），可增加残余奥氏体含量，喷丸处理后，可提高其残余压应力和抗疲劳性能。考虑到普通渗碳齿轮用钢已经含有约1%的铬和锰，增加铬和锰含量可能会导致晶间氧化和碳化物的增加[100]。Okada等[100]通过加大SCr420H齿轮钢中的钼含量，有效增加了残余奥氏体含量，而且晶间氧化层薄，喷丸处理后提高了齿轮残余压应力与疲劳强度。