前言

我國中重型載貨汽車齒輪用鋼牌號較多，主要是為適應引進當時國外先進汽車技術的要求。50年代我國從原蘇聯里哈喬夫汽車廠引進當時蘇聯中型載貨汽車(即“解放”牌原車型)生產技術的同時，也引進了原蘇聯生產汽車齒輪的20CrMnTi鋼種。改革開放以后，隨著我國經濟建設的高速發展，為了滿足我國交通運輸的快速發展需要，從80年代開始，我國有計劃地引進工業發達國家的各類先進機型，各類國外先進中重型載貨汽車也不斷引進。同時，我國大汽車廠同國外著名汽車大公司進行合作，引進國外先進汽車生產技術，其中包括汽車齒輪的生產技術。與此同時，我國鋼鐵冶煉技術水平也在不斷提高，采用鋼包二次冶煉及成分微調和連鑄連軋等先進治煉技術，使得鋼廠能生產出高純凈度、淬透性能帶縮窄的齒輪用鋼材，從而實現了引進汽車齒輪用鋼的國產化，使我國齒輪用鋼的生產水平上了一個新臺階。近年來，適合于我國國情的國產重型汽車齒輪用含鎳高淬透性能鋼也得到了開發和應用，取得了較好效果。汽車齒輪的熱處理技術也從原50-60年代采用井式氣體滲碳護發展到當前普遍采用由計算機控制的連續式氣體滲碳自動線和箱式多用爐及自動生產線(包括低壓(真空)滲碳技術)、齒輪滲碳預氧化處理技術，齒輪淬火控制冷卻技術(由于專用淬火油和淬火冷卻技術的使用)、齒輪鍛坯等溫正火技術等。這些技術的采用不僅使齒輪滲碳淬火畸變得到了有效控制、齒輪加工精度得到提高、使用壽命得到延長，而且還滿足了齒輪的現代化熱處理的大批量生產需要。

有關文獻指出，汽車齒輪的壽命主要由兩大指標考核，一是齒輪的接觸疲勞強度，二是齒輪的彎曲疲勞強度。前者主要由滲碳淬火質量決定，后者主要由齒輪材料決定。為此，有必要對汽車齒輪用滲碳鋼的要求、性能及其熱處理特點有一個較全面的了解。

1鉻錳鈦鋼和硼鋼

長期以來，我國載貨汽車齒輪使用最普遍的鋼種是20CrMnTi。這是上世紀50年代我國從原蘇聯引進的中型的汽車齒輪18XTr鋼種(即20CrMnTi鋼)。該鋼晶粒細，滲碳時晶粒長大傾向小，具有良好的滲碳淬火性能，滲碳后可直接淬火。文獻指出，在1980年以前，我國的滲碳合金結構鋼(包括20CrbinTi鋼)在鋼材出廠時只保證鋼材的化學成分和用樣品測定的力學性能，但是在汽車生產時常常出現化學成分和力學性能合格的鋼材，由于淬透性能波動范圍過大而影響產品質量的情況。例如若20CrMnTi滲碳鋼的淬透性過低，則制成的齒輪滲碳淬火后，心部硬度低于技術條件規定的數值，疲勞試驗時，齒輪的疲勞壽命降低一半；若淬透性能過高，則齒輪滲碳淬火后內孔收縮量過大而影響齒輪裝配。

由于鋼材淬透性能對輪齒心部的硬度和畸變都有極其重大的影響，1985年冶金部頒布了我國的保證淬透性結構鋼技術條件(GB5216-85)，在此技術條件中列入了包括20CxMnTiH、20MnVBH鋼在內的10種滲碳鋼的化學成分、淬透性能數據。標準中規定：用于制造齒輪的20CrMnTi鋼的淬透性能指標為距水冷端9咖處的硬度為30-42HRC。在此之后，采用20CrMnTi鋼生產齒輪的齒心部硬度過低和畸變過大的問題基本上得到了解決。但是不管齒輪模數大小和鋼材截面粗細均采用同一鋼號20CrMnTi鋼顯然是不合理的。近年來，由于我國鋼材冶煉技術水平的提高以及合金結構鋼供應情況的改善，已經有條件把齒輪鋼的淬透性能帶進一步縮窄，并根據不同產品(如變速器齒輪與后橋齒輪等)的要求開發新的鋼種以滿足其要求。通過與鋼廠協商，1997年長春一汽先后與生產齒輪鋼廠的生產廠家簽定了將20CrMnTi鋼淬透性能分擋供應的協議，例如“解放”牌5t載貨汽車上用于制造截面尺寸較小的變速器第一軸、中間軸齒輪和截面尺寸較大的后橋主、從動圓錐齒輪用20CrMnTiH鋼淬透性能組別分別為I和Ⅱ，對應淬透性能分別為J9：30—36HRC和J9＝36～42HRC。

1960年前后，由于我