孙后金，刘春明，孙亚平，孙少楠

（山东寿光巨能特钢有限公司，山东 寿光262711）

1 前 言

22CrMoH钢是一种重要的高淬透性齿轮用钢，大量用于加工制造大、中型汽车的主/从动锥齿轮［1］，锥齿轮的主要特点是可以承受较大的载荷，工作过程平稳，振动和噪音小。国内某齿轮生产商在加工完成品包装或者装配阶段，发现齿轮表面存在纵向裂纹，委托山东寿光巨能特钢公司进行开裂失效分析。为研究主动锥齿轮产生开裂的主要原因，对其化学成分、宏观形貌、微观组织、断口形貌进行了一系列分析检测。

2 试验方法

用户生产锥齿轮的具体加工工艺为：原材料锯切下料→加热锻打（加热温度1 200±20 ℃）→毛坯正火（940 ℃）→机加工→渗碳淬火（温度920～930 ℃；碳势1.1～1.2，淬火油为好富顿淬火油，油温60 ℃）→试样清洗（清洗温度70～100 ℃）→低温回火（180～200 ℃）→矫直。

1）用光谱分析的方法对其化学成分进行分析，设备型号GS1000；制样方法按照GB/T 20066。

2）对裂纹周边组织及基体组织进行了金相分析，设备型号Axio Scope.A1；制样方法机械法。

3）对断口组织进行了扫描电镜分析，设备型号EVO MA25；制样方法机械法。

3 试验结果与分析

3.1 化学成分分析

对锥齿轮进行取样，用光谱分析的方法对其化学成分进行分析，化学成分结果见表1，符合22CrMoH齿轮钢的技术要求。

表1 锥齿轮的化学成分（质量分数） %

3.2 试样宏观形貌

送检样件宏观下观察该失效件表面存在纵向开裂，肉眼可见裂纹长度约16 cm，裂纹比较平直，且在表面花键根部处张开距离最大（约0.5 mm），切开后裂纹最大深度约12.6 mm。

3.3 断口宏观分析

裂纹源产生于整个花键根部皮下约2～3 mm处，裂纹从此处开裂并向左右两侧扩展形成人字形裂纹，顶端指向裂纹源。……