1 试验方法
各试验钢的成分变化是C：0.45%-0.55%、Si：0.05%-2.0%、Mn：0.25%-1.1%。为提高淬透性，试验钢中添加了B。真空熔炼试验钢，并将试验钢热锻成φ65mm的圆棒，对圆棒进行1123K×1h、空冷的正火处理。用该圆棒材制作疲劳试样并对疲劳试样进行高频淬火。表1是转动弯曲疲劳试样和辊柱式剥蚀疲劳试样的淬火条件。用光学显微镜对试样淬火前后的组织进行了观察，并用光学显微镜照片解析方法测定了试样淬火前一次铁素体的面积分量。用显微维氏硬度计测定了试样淬火前后的硬度。对高频淬火后的试样进行573K×90min的回火处理，然后测定回火硬度。
2 试验结果与分析
2.1 高频淬火性
图1是高频淬火前试样的一次铁素体面积率和高频淬火后试样表面硬度波动值的关系。用0.98N负荷的显微维氏硬度计对试样的距表面50μm处的5个位置进行硬度测定。计算这5个位置硬度的标准偏差，作为表面硬度波动值。辊柱式点腐蚀疲劳的表面硬度与一次铁素体面积率无关，波动值很小。转动弯曲疲劳试样的表面硬度波动值随一次铁素体面积率的增加而增大。在一次铁素体面积率大的转动弯曲疲劳试样中，观察到淬火后未转变的铁素体和低碳马氏体等不均匀组织。转动弯曲疲劳试样表面硬度的波动是由这些不均匀组织引起的。转动弯曲疲劳试样和辊柱式剥蚀疲劳试样的表面硬度波动值的差别是高频淬火条件不同造成的。
2.2 转动弯曲疲劳试验结果
研究了疲劳极限与平均表面硬度的关系。研究结果显示，平均表面硬度越高，转动弯曲疲劳强度越高。但在平均表面硬度值相同条件下，各试样的弯曲疲劳强度值有很大的差异。为此，对平均表面硬度值基本相同的0.55%C试验钢，进行了一次铁素体面积率与转动弯曲疲劳强度关系的研究。结果显示，随着一次铁素体面积率的增加，转动弯曲疲劳强度下降。一次铁素体面积率大的钢中生成的不均匀组织使转动弯曲疲劳强度下降。
2.3 辊柱式剥蚀疲劳试验结果
齿轮转动时其接触面发热，表面温度可达573K。因此表面硬化钢的剥蚀疲劳强度与573K回火硬度有相关关系。图2是辊柱式点腐蚀疲劳试验测定的疲劳极限与573K回火硬度的关系。
从图2可知，随着573K回火硬度的升高，钢的剥蚀疲劳强度升高。并且通过本试验可知，即使高频淬火钢中没有不均匀组织，高频淬火钢的剥蚀疲劳强度也随573K回火硬度的升高而升高。
