20CrMnTi 纯净度对齿轮接触疲劳性能的影响
试验条件
样 冶炼 循环周次 平均周次 相对疲
品 情况 号
(×106
(×106) 劳寿命
(%)
采用封闭式变速 1 一般
箱总成疲劳试验
冶炼
台,加载363N.m, 2
一轴转速
1450r/min,润滑 3
油温65,齿面产 生4mm2或出现 长度达80%齿长 的麻点时停止
± 0.01
± 0.02
± 0.02
± 0.01
± 0.01
碳当量可以控制在±0.02%, 其总体水平已达到国际
先进水平。
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20CrMnTi 纯净度对齿轮弯曲疲劳性能的影响
试验载 一般冶炼 荷（KN） 循环周期
劳寿命
平均值 相对值 平均值
相对值
未喷丸 0.75×106 100% 3.85×106 100%
强化喷丸 3.45×106 456% 5.06×106 131%
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汽车用钢冶金质量的控制
? 以汽车用齿轮钢为例，国内主要特钢厂生产的汽车用 高级齿轮钢：
? 1）氧含量≤15ppm
? 2）淬透性带宽5? 8个HRC
? 3）非金属夹杂物：A≤2级、B≤1.5级、C≤0.5级、 D≤0.5级
? 4)晶粒度：≥6级
? 5）成分目标值控制水平：
元素
C
Mn
Cr
Mo
Ni
波动范围
国内主要齿轮钢
Cr系
SCr415、SCr420、 丰田、本田、日产系列
37CrS4
车，夏利、桑塔纳
Cr-Mn系 20CrMnTi、16MnCr5、 一汽、东风商用车、捷
20MnCr5、25MnCr5、 达、奥迪、桑塔纳、富
28MnCr5
康、标致
Cr-Mn-B ZF6、ZF7
斯太尔、綦江齿轮
Cr-Mo
悬簧
滑轮
离合器齿轮
曲轴
连杆
十字
头 后轮轴
活
传动齿轮
塞
传动轴
杆
转向系杆
制动活塞
轮毂螺栓和螺母
钢丝帘 线
（径向 轮胎）
汽车部分关键零部件
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汽车用特殊钢
汽车用结构钢主要用于生产制造发动机 系统、动力传动系统、转向系统、制动 系统、悬架减震系统的重要零部件。
对汽车用结构钢的基本性能要求是： ? 材料性能的稳定性和可靠性 ? 材料的可加工性 ——工艺性 ? 经济性——良好的性价比
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汽车用特殊钢分类
? 齿轮钢 ? 弹簧钢 ? 合金结构钢 ? 优质碳素结构钢 ? 易切钢 ? 非调质钢 ? 冷镦钢 ? 气阀钢
4 5
炉外 精炼
0.54 0.61 0.63 1.10 1.54

0.59 100 1.38 234
6
1.49
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喷丸强化对齿轮疲劳寿命的影响
处理 状态
扭矩为450N.m弯曲 扭矩为370N.m弯曲疲
疲劳寿命
汽车齿轮用钢
? 齿轮钢 齿轮钢的工艺性能要求 : 1）锻造性能（热顶锻试验） ——热成型能力。 2）切削加工性能 ——切削效率、刀具磨损、
刀具寿命 3）热处理工艺性能 ——渗碳速度、变形、晶
粒度、淬透性。
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6
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汽车齿轮用钢
? 齿轮钢 齿轮钢主要制造工艺流程 :
热轧钢（下料） 锻造 锻坯热
处理
切削加工
渗碳（或碳
氮共渗） 喷丸
磨内孔或珩磨齿
检验
成品
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4%
钢板 钢带
35%
特钢长材
钢管 6%
8% 3%1% 25%
55%
碳结钢 30% 合结钢
弹簧钢 冷镦钢 易切削钢 耐热钢
33%
2
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阀簧
转向架
凸轮轴 凸 轮
定时齿 轮
小齿 轮
转向轴
座椅安全 带牵引器
差速齿轮
20CrMoH、22CrMoH、 东风商用车、一汽变速 27CD4、SCM822H、 箱
SCM420H
Cr-Ni-Mo SAE8620、 SAE8627 17CrNiMo6、 21CrNiMo5H
伊顿、依维柯、一汽商 用车
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（×105）
41.65 2.27
炉外精炼 疲劳寿命相对比（% ） 循环周期 一般冶炼 炉外精炼
（×105）
4.97
100
219
47.75 0.788
2.16
100
274
53.90 0.69
1.12
100
162
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汽车齿轮用钢
? 齿轮钢 齿轮钢主要用于生产制造 :
汽车变速箱轴、齿类零件；汽车驱动桥 差速器主从动齿、星形齿、半轴齿轮；转 向器蜗轮、蜗杆、齿条；发动机正时齿轮 等。 主要性能要求：
零件要求具有良好的抗弯曲疲劳、接触疲 劳性能；良好的抗冲击载荷的能力；表面 有良好的抗高面压和耐磨性能。
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汽车零部件用结构钢
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2006年我国汽车总产量已达到 700万辆, 汽车用特钢占全国特钢总产量
的35% 左右，汽车产量的快速增长已极大地推动了对特钢的需求。我国汽车工 业用钢材品种构成为:钢板40-60% ，钢带5-7% ，特钢长材28-35% ，钢管2-5% 。 特钢品种：碳结钢24-35% ，合结钢30-35% ，弹簧钢24-27% ，冷镦钢7-12% ， 易切钢3% ，耐热钢1% 。