袁岳东，王力晓，陈启东，刘鑫，沈益晨

1.常熟天地煤机装备有限公司 江苏常熟 215500

2.苏州大学机电工程学院 江苏苏州 215000

3.常熟理工学院机械工程学院 江苏常熟 215500

1 序言

18CrNiMo7-6属于低碳低合金渗碳钢，主要应用于制造风电变速箱齿轮、重载火车的电力机车、大模数齿轮、重载齿轮等零部件[1，2]，在生产与使用过程中齿轮轴容易发生开裂现象。张泽春[3]研究了18CrNiMo7-6钢齿轮轴原材料在冶炼过程中，保护渣混入钢液；材料中脆性夹杂物破坏了材料的连续性，形成缺口和应力集中，在残余应力的作用下，齿轮轴发生延迟开裂。周吉生[4]研究了减速机齿轮开裂的具体原因是由于齿轮的有效硬化层深度超过了技术要求，导致心部受到较大的拉应力。其裂纹源位于断口心部，并且有较多的 O、Al、Ca、Na 等元素组成的非金属夹杂物，这些夹杂物硬度较高，容易割裂材料的基体，受到外力时容易产生应力集中形成裂纹源。本文从宏观形貌、成分、性能等方面进行研究分析，并根据分析总结，提出解决方案。

2 锥齿轮失效背景

齿轮加工流程：下料→精加工→磨制→渗碳淬火→清洗→回火。后发现齿轮表面呈大弧形外周弧裂，齿轮样品裂纹整体 1/3 位于齿轮靠上凸面平面，约 2/3 位于外弧面，且由表象看沿外弧周面相邻约100°分别有两处断开，整体纹路刚直，呈淬火应力裂纹特点。裂纹截面开裂深度均自距表面17mm和距表面45mm向内裂了30mm左右，即应力造成开裂前，在成品齿轮外型中其聚集程度是均匀的，释放为瞬间完成。……