Page 89 - 理化检验-物理分册2025年第五期

金 辉，等：20CrMoA钢驱动齿轮断裂原因

综上可见，这些缺陷产生的直接原因为热加工
工艺不良。原因如下：① 齿轮锻造后未进行等温正
火，造成晶粒粗大、不均匀，这种组织具有遗传性，
会遗传到成品中，后续热处理不能彻底根除；② 齿
轮渗碳热处理时工艺参数没有控制好，使奥氏体化
温度过高或保温时间过长，造成成品齿轮显微组织
粗大、硬度高，有效硬化层深度超过技术要求。这种
组织降低了材料的韧性，增大了裂纹萌生的可能性。
图 6 表面渗碳层显微组织形貌
该组织、硬度及渗碳层深度的配合会降低材料的抗
弯强度、韧性和塑性，使材料的力学性能急剧恶化，
这是齿轮断裂的主要原因。

3 结论及建议
传动齿轮的断裂原因是齿轮的热处理工艺没有
控制好，形成了粗大的马氏体组织、较高的硬度及较
深的有效硬化层深度，降低了材料的力学性能，尤其

图 7 心部显微组织形貌 降低了材料的塑性和韧性，增大了材料的内应力，使
齿轮的塑性、韧性、强度均不能满足使用要求，导致
其断裂。建议严格控制齿轮锻坯等温正火的加热温
度和保温时间，以及渗碳热处理时的奥氏体化温度
和时间，以防止齿轮再次断裂。

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