在1Cr5mo无缝钢管中加入微合金元素Nb，Nb 能与N、C 结合，形成氮化物、碳化物，可显著提高再结晶温度，阻止奥氏体晶粒的长大，从而细化晶粒，改善材料的性能。钢材通过脱气处理，使得非金属夹杂物的尺寸减小，级别提高，能够显著提高齿轮接触疲劳强度。钢材达到淬透性带的宽窄、大小影响齿轮的热处理畸变以及齿轮的心部硬度，淬透性带要比标准要求范围小得多，这主要是钢材的冶炼质量提高，化学成分控制严格，波动小的结果。考虑齿轮在渗碳及淬火过程中的畸变，20CrMoH、22CrNi2MoNbH 钢按美国C 型缺口式样经渗碳、淬火后，测得的平均畸变率d分别为3.89%、2.54%[3]。对于模数是12 mm 的齿轮，通常淬透性值以J9 的大小最为关键，J9 = 30 ～42 HRC比较合适，当J9 > 42 HRC 时，材料在渗碳淬火后，不仅畸变量大，而且在使用过程中易产生脆性断裂。淬透性带越窄越好，便于降低热处理畸变。参考日本小松公司使用SNCM420H-K 钢材，并与抚顺特钢公司确定为22CrNi2MoNbH 钢，通过电炉冶炼1Cr5mo无缝钢管并进行炉外脱气精炼。 
　　2、热处理工艺参数确定 
　　2.1、1Cr5mo无缝钢管的工序流程 
　　锻造1Cr5mo无缝钢管毛坯—毛坯等温退火—初精加工齿轮—齿轮渗碳—高温回火—齿轮加工(螺纹) —齿轮淬火—1Cr5mo无缝钢管低温回火—精磨齿轮。 
　　2.2、热处理工艺 
　　对含Nb 的20CrNi2Mo 钢分别进行880、900、920、940、960 ℃温度下保温1 h 后淬水，之后测奥氏体晶粒度，在920 ℃ 之前晶粒度无变化，940 及960 ℃晶粒有长大，在920 ℃保温10 h 后晶粒没有发生明显的长大，晶粒度为8 ～ 9 级。 
　　2.3、试验结果 
　　1Cr5mo无缝钢管毛坯经等温退火后的硬度为156 ～ 207 HB，齿坯具有良好的切削加工性能，能够减少刀具的磨损，延长刀具的寿命。还有稳定渗碳淬火时的畸变。齿轮渗碳及淬火在易普森多用炉中进行的。经长时间渗碳后，要求达到渗碳深度2.4 ～ 3.0 mm，用维氏硬度计进行检测，达到2.6 mm，按550 HV 处的碳浓度w(C) = 0.4%，测得1Cr5mo无缝钢管表面碳浓度。

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