7T火車后橋錐齒輪是汽車傳遞動(dòng)力和改變速度的重要零件，工件材料為22CrMOH鋼。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，齒輪熱處理后部分工件出現(xiàn)貫穿性裂紋，另外一些齒輪發(fā)現(xiàn)起邊超差缺陷，造成不少齒輪失效報(bào)廢。

錐齒輪要求滲碳層深度為1.7-2.1mm,碳化物為1-5級(jí)，馬氏體和殘留奧氏體為1-5級(jí)，表面硬度為60-64HRC，芯部硬度為35-40HRC。檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)齒輪花鍵根部應(yīng)力集中部位是裂紋源處，裂紋沿軸向擴(kuò)展貫穿軸頸本體，部分主動(dòng)齒輪裂紋嚴(yán)重貫穿齒根與齒頂處，開裂特征明顯。金相組織檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，主動(dòng)齒輪帶狀組織中鐵素體帶處是裂紋源頭，裂紋擴(kuò)展并與帶狀組織平行。部分裂紋呈鋸齒狀形貌，同事出現(xiàn)嚴(yán)重的次生裂紋，部分裂紋呈碎裂狀形貌。

分析認(rèn)為，從動(dòng)齒輪畸變超差失效是因工件組織均勻性差，帶狀組織嚴(yán)重引起的，工件在熱處理中各個(gè)部位膨脹系數(shù)以及相變比體積變化差異大，引起較大的組織應(yīng)力，造成工件畸變過大超差而失效。主動(dòng)齒輪出現(xiàn)軸向裂紋系因帶狀組織嚴(yán)重超差造成的。由于帶狀組織嚴(yán)重，相鄰部位顯微組織不同，差異很大，在外力作用下，性能薄弱處和強(qiáng)弱帶間適應(yīng)力集中處，該處力學(xué)性能低而各向異性明顯，并且處于高應(yīng)力作用，其橫向強(qiáng)度比縱向斷裂強(qiáng)度明顯低下，在熱處理中產(chǎn)生的組織應(yīng)力和熱應(yīng)力作用下，主動(dòng)齒輪最先在應(yīng)力集中薄弱區(qū)域萌生裂紋并擴(kuò)展快裂。

根據(jù)以上分析，提出工藝改進(jìn)措施如下：

（1）生產(chǎn)中從首工序嚴(yán)吧材料檢驗(yàn)質(zhì)量關(guān)口，要求帶狀組織≤3級(jí)，其他各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，性能指標(biāo)合格，不允許不合格材料混入生產(chǎn)流程。

（2）齒輪鍛件毛坯件應(yīng)進(jìn)行金相檢驗(yàn)，帶狀組織≤3級(jí)的合格坯件可進(jìn)入加工程序，防止不合格鍛件進(jìn)入再加工工序。

（3）建議鋼廠個(gè)鍛造廠采用新技術(shù)工藝，提高鋼材和鍛件毛坯組織性能質(zhì)量，為減少和消除齒輪組織缺陷和畸變裂紋缺陷失效奠定基礎(chǔ)。