某減速器齒輪經(jīng)高頻爐加熱處理，表面硬度為61-63HRC。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，有8齒牙發(fā)生斷裂，造成減速器報廢。

宏觀檢驗發(fā)現(xiàn)，8根斷齒均為距牙頂4mm左右的節(jié)圓滑動區(qū)處斷裂，沿該處法向擴展，呈半橢圓裂紋形貌，出現(xiàn)快斷區(qū)和剪切唇。從斷口形貌可見到宏觀二次裂紋出現(xiàn)。金相觀察發(fā)現(xiàn)，齒輪表面組織以隱晶馬氏體為主，有白亮薄層，之后為黑白相間的帶狀組織，黑色條帶為托氏體，白色區(qū)域為細(xì)馬氏體組織；高頻爐熱處理后齒輪心部為馬氏體組織，馬氏體針較粗大。齒面損傷觀察發(fā)現(xiàn)，齒面麻點分布均勻，負(fù)面麻點更多；斷口齒面存在凹坑，凹坑中金屬流線和摩擦力方向相同。能譜測試麻點處含鈣較高，同時凹坑附近有許多垂直于摩擦方向的微裂紋，裂紋深度約0.1 -0.5um。斷口中半橢圓裂紋呈細(xì)瓷狀形貌，經(jīng)掃描電鏡觀察為剪切型韌窩，大小約40um；呈魚鱗片狀花紋形貌，具有接觸疲勞斷口特征，透射電鏡觀察斷口區(qū)域，該區(qū)域為高密度位錯區(qū)域，高密度位錯纏結(jié)并在板條馬氏體和孿晶馬氏體中出現(xiàn)，快斷區(qū)顯示韌窩與準(zhǔn)解理混合型斷裂，其剪切唇多為韌窩，厚度與齒面硬化層相仿。

分析認(rèn)為，該齒輪損傷破壞有兩種方式。一種是在交變接觸應(yīng)力作用下造成次表層出現(xiàn)麻點剝落；另一種是齒輪嚙合部位出現(xiàn)嚴(yán)重擦傷缺陷，摩擦中產(chǎn)生塑性變形和摩擦熱使該區(qū)域溫度升高，使材料發(fā)生相變形成白亮層，次表層發(fā)生高頻爐加熱形成加熱托氏體。白亮層是硬而脆的組織，易開裂，而次表層托氏體強度低，不均勻組織使材料接觸疲勞抗力降低，在齒面出現(xiàn)擦傷裂紋可沿麻點底部擴展延伸。齒輪嚙合時，經(jīng)一段摩擦磨合后，摩擦副呈現(xiàn)薄膜潤滑或直接干摩擦，造成嚙合面嚴(yán)重擦傷，如出現(xiàn)過載易產(chǎn)生齒牙折斷。摩擦中高頻爐加熱導(dǎo)致油溫升高至65 -75℃，如冷卻不當(dāng)，油溫將更高使油粘度下降油質(zhì)惡化導(dǎo)致油膜破裂，形成無油膜干摩擦磨損使擦傷惡化，易導(dǎo)致齒牙早期接觸疲勞損傷，其抗過載抗沖擊能力下降，當(dāng)齒輪運行中出現(xiàn)沖擊載荷過載應(yīng)力時引發(fā)齒牙折斷。

為防止齒輪齒牙擦傷磨損斷裂失效，提出改進(jìn)高頻爐熱處理措施如下：(1)采用專用優(yōu)質(zhì)潤滑油潤滑，防止齒輪副嚙合出現(xiàn)潤滑惡化或于摩擦引發(fā)擦傷磨損缺陷。(2)定期更換潤滑油液，防止舊油老化變質(zhì)使?jié)櫥瑦夯�或失效，可半年或運行2500h更換一次舊油液。(3)更換舊油應(yīng)徹底清除機身底部沉積物和殘渣污物等，以避免污染或以避免污染新油或與新油發(fā)生化學(xué)作用使油品質(zhì)下降。另外，添新油時增加適量高質(zhì)量的極壓添加劑，提高油的抗擦傷性能，使齒輪副運行嚙合行嚙合良好、平穩(wěn)，延長工件使用壽命。