如何解决齿轮钢非马氏体组织？

齿轮在工作时会长时间承受各种应力，例如可变负载冲击，接触应力，脉动弯曲应力和摩擦力，并且还会受到加工精度，组装精度和磨削等多种因素的影响。它是极易损坏的零件，因此要求齿轮钢具有高韧性，疲劳强度和耐磨性。

为了生产高质量的齿轮钢，一方面，钢厂需要向用户提供具有稳定淬透性并适应用户工艺要求的齿轮钢产品。另一方面，齿轮生产商需要优化现有流程并引入新流程以提高齿轮质量。

齿轮钢的主要钢种仍为20CrMnTi，通常采用气体渗碳工艺。由于在渗碳气氛中存在氧化气体，所以在渗碳层中对氧具有更大亲合力的元素Si，Mn和Cr处于晶界。在该位置发生氧化，形成晶界氧化膜。

晶界氧化物层的出现将下降渗透层中诸如Si，Mn，Cr等合金元素的固溶体含量，下降渗透层的淬透性，从而下降渗透层的硬度并造成非马氏体结构的产生，这大大下降了齿轮钢的疲劳性能。

为了解决齿轮钢这个问题，可以使用两种方法：采用特殊的热处理工艺。真空渗碳可以下降渗碳气氛中的氧势，可以有效下降渗碳层的晶界氧化程度；稀土的渗碳过程还可以下降晶界的氧化程度，因为稀土优先富集在工件表层，它优先沿钢的晶界扩散，并且与氧的亲和力远高于硅。Mn和Cr它会优先与氧结合，避免氧原子继续向内扩散，从而有助于减少非马氏体的组织形成。