ISO-6336-5-2003正齿轮和斜齿轮载荷能力的计算-第五部分(中文)

ISO6336正齿轮和斜齿轮载荷能力的计算第5部分：材料的强度和质量目录前言说明范围参考标准术语、定义和符号容许应力数值的测定方法概述方法A方法B方法Bk方法Bp标准容许应力数值——方法B应用容许应力数值（触点），σHlimσFlim和σFE的弯曲应力数值σHlim和σFlim以及σFE的曲线图σHlim和σFlim的计算表面硬化齿轮的渗碳层深度材料质量和热处理要求总体内容正火低碳或铸钢，普通碳素、非合金钢（见图1和图2）黑心可锻铸铁（见图3和图4）其他材料（见图5和图16）试样附录A（标准）通过淬火的齿轮装置的控制断面的尺寸的考虑附录B（资料）硬度换算表附录C（资料）用锉刀测试表面硬度参考书目范围ISO6336的本部分描述了接触和齿根应力，并为两套限定应力数都给出了数字值。它规定了材料质量和热处理的要求并评价了它们对两套限定应力数的影响。符合ISO6336本部分的值适于同ISO6336-2和ISO6336-3以及工业、高速公路和海运齿轮的应用标准中提供的计算程序一起使用。它们适用于评测伞齿轮的载荷能力的ISO10300中提供的计算程序。ISO6336的本部分适用于所有包含在那些标准中的齿轮装置，基本齿廓、齿廓的尺寸、设计等。所得结果符合ISO6336-1范围里说明的其他范围使用的方法得出的结果。参考标准以下参考文件对于本文件的应用是必不可少的。对于有时效性的参考标准，只适用于引用的版本。对于无时效性的参考标准，适用于参考文件的最新版（包括任何增补）。ISO53:1998，通用和重型机械制造业圆柱齿轮——标准基本齿条齿廓ISO642:1999，钢——端淬火可淬硬性试验（乔米尼淬透性试验）ISO643:—1)，钢——铁素体或奥氏体晶粒度的显微测定ISO683-1:1987，可热处理钢，合金钢以及自由切削钢——第1部分：不同黑色产品形式的直接淬硬非合金和低合金可锻钢ISO683-9:1988，可热处理钢，合金钢以及自由切削钢——第9部分：可锻自由切削钢ISO683-10:1987，可热处理钢，合金钢以及自由切削钢——第10部分：可锻氮化钢ISO683-11:1987，可热处理钢，合金钢以及自由切削钢——第11部分：可锻表面硬化钢ISO1122-1:1998，齿轮术语词汇——第1部分：几何形状相关的定义ISO1328-1:1995，圆柱齿轮——精确度的ISO体系——第1部分：规定和允许的关于对应齿轮齿根面的偏差值ISO2639:2002，钢材——碳化以及表面渗碳硬化有效深度的测定和检验ISO3754:1976，钢材——煅烧后淬火或感应淬火有效深度的测定ISO4948/2:1981，钢材——分类——第2部分：根据主要质量等级和主要性能或应用特性对非合金及合金钢的分类ISO4967:1998，钢材——非金属夹杂物含量的测定——使用标准图表的显微法ISO6336-1:—2)，正齿轮和斜齿轮载荷能力的计算—第1部分：基本原理，说明和一般影响因素ISO6336-2:—2)，正齿轮和斜齿轮载荷能力的计算—第2部分：表面耐久性计算（点蚀）ISO6336-3:—2)，正齿轮和斜齿轮载荷能力的计算—第3部分：齿弯曲强度计算ISO9443:1991，可热处理和合金钢——热轧圆钢条和盘条的表面质量等级——技术交付条件ISO10474:1991，钢材和钢产品——检测文件ISO14104:1995，齿轮——磨加工后表面回火腐蚀剂检测ASTM3)A388-01，重钢锻件超声波检测的标准方法ASTME428-00，超声波检测中使用的钢材参考试块的制作和控制的标准方法ASTMA609-91，浇注、碳素、低合金以及马氏体不锈钢、超声波检验的标准方法ASTME1444-01，磁粉检验的标准方法即将发布（ISO643：1983的修订版）。准备中（分别为ISO6336-1:1996，ISO6336-2:1996和ISO6336-3:1996的修订版）美国试验和材料协会术语、定义和符号出于本文件的目的，使用ISO1122-1中提供的术语和定义以及ISO6336-1中提供的符号。容许应力数值的测定方法概述应测定每种材料和材料环境的容许应力数值，最好通过齿轮运行试验的方法。试验条件和部件尺寸应（尽量切实可行的）与待测齿轮的运行条件和尺寸相同。当对由现场试验得到的实验结果或数据进行评估时，总是有必要确定是否已经包括了对容许应力的专项影响以及评估过的数据比如在表面耐久的情况中，润滑的效果、表面粗糙度和齿轮的几何形状；在测量齿抗弯强度的情况中，内圆角半径、表面粗糙度和齿轮几何形状。如果适合，当计算容许应力时1.0应由相关影响因素代替。方法A接触和弯曲的容许应力数值从在与预计运行条件非常相近的条件下对具有与待测齿轮的尺寸非常相近的尺寸的齿轮进行的耐久性测试得出。方法B接触和弯曲的容许应力数值从在参考测试条件下对参考测试齿轮进行的耐久性测试中得出。齿根容许应力数值也可从脉动测试得出。应考虑实际经验。5.2和5.3条中规定的标准容许应力基于此类试验和经验。容许应力数值有三个不同等级（ME,MQ和ML）。如第6项所描述的，将会根据产品类型和采取的质量控制选择恰当的等级。方法Bk弯曲容许应力数值从测试缺口试件的结果得出。试件缺口半径与厚度比最好应与内圆半径与中心部分的齿根弦长比相似且表面情况应与齿根的表面情况相似。当评估试验数据时，应理解试件收到的弯曲应力通常是纯净且交替变化的而齿轮的齿根曲面所受到的是复合弯曲、剪应力以及压缩应力。各种材料的有关数据可以通过自主试验、经验或文字资料中获得，方法Bp弯曲容许应力数值从测试无缺口试件的结果中得出。见4.4中对测试结果评估的说明。为了把缺口灵敏度的效果纳入考虑中，有必要对实际的缺口形式和缺口因素进行计算；因此它们的结果会受到这些因素的极限不确定性的影响。各种材料的相关数据可以从以知的实验设备或文字资料中获得（见参考书目）。标准容许应力数值—方法B应用图1到图16中所示的容许应力数值建立在假设所选择的材料成分、热处理和检测方法都很适合于齿轮的尺寸的基础上。如果专门材料的实验值可用，则可以用来代替图1到图16中的值。ISO6336本部分中所使用的数据是通过实验和实际经验证实过的。所选值只有1%的破坏概率。为了与其他的破坏概率相对应统计分析可以调整这些值。当需要其他破坏概率（可靠性）时，σHlim，σFlim，和σFE的值可以通过一个适当的“可靠性因素”进行调整。当进行这种调整时，应增加一个脚注来说明相应的百分比（例如10%破坏概率为σHlim10）。所得的图9和图10中说明的容许应力数值是对应于精加工齿轮上大约0.15mn到0.2mn的有效渗碳层。表面硬度等级的范围影响经过表面轮廓硬化、渗氮、碳氮共渗和氮碳共渗的齿轮，对其进行的规定可靠性不高。与其他表面有关的材料因素和热处理具有明显高得多的影响。有些情况中，没有包括所有的硬度范围。所包含的范围通过图1到图16中各线的长度来说明。对于表面淬硬钢（图9到图16），选择HV刻度做基准轴线。为了比较HRC刻度也包括在内。附录B包括了定义韦氏和洛氏硬度数值之间关系的换算表。容许应力数值（接触），σHlim容许应力数值（σHlim）从一个可能为了规定的周期数且无进展性点蚀发生而维持的触点压力得出。对于有些材料，5×107应力周期被认为是长寿命强度范围的开端（见ISO6336-2中的寿命因素）。图1，3，5，7，9，11，13和15中说明的σHlim值是适合于参考运行条件和参考测试齿轮的尺寸的，如下4)：——中心距α=100mm——螺旋角β=0（Zβ=1）——模件m=3mm到5mm（Zx=1）——齿根面的平均峰谷粗糙度Rz=3μm（ZR=1）——切向速度v=10m/s（ZV=1）——润滑粘度V50=100mm²/s（ZL=1）——相同材料的配套齿轮（ZW=1）——齿轮精确度等级4到6根据ISO1328-1——齿宽b=10mm到20mm——载荷影响系数KA=KV=KHβ=KHα=1试验齿轮被认为应该由于点蚀而失效当满足以下条件时：当完整淬硬的齿轮的总工作齿根面面积的2%或表面硬化齿轮的总工作齿根面面积的5%或一个独齿的工作齿跟面面积的4%因点蚀而损坏时。百分比用于实验评估参考；它们的目的不是作为齿轮产品的限制。注4)调整在不同测试条件下得到的数据是为了与参考条件一致。重点应注意σHlim不是持续载荷下的触点压力而是按照ISO6336-2得出的规定载荷周期数的触点压力的上限，该触点压力可以在没有进展性点蚀破坏的条件下保持。σFlim和σFE弯曲应力数值名义应力数值（弯曲），σFlim名义应力数（弯曲），σFlim是由测试参考实验齿轮（见ISO6336-3）测定的。它是与实验齿轮齿根面的材料、热处理和表面粗糙度的影响相对应的弯曲应力限定值。容许应力数值（弯曲），σFE容许应力数值（弯曲），σFE（σFE的定义见ISO6336-3）是在假设材料情况（包括热处理）为完全弹性载荷的无缺口试件的基本弯曲强度：σFE=σFlimYST对于参考实验齿轮，应力修正系数YST=2.0。对于大多数材料，3×106应力周期被认为是耐久强度范围（见ISO6336-3中寿命因素）的开始。表2，4，6，8，10，12，14和16中说明的σFlim和σFE值适合于参考运行条件和参考实验齿轮的尺寸，如下所示（见5.2，脚注3）：——螺旋角β=0（Yβ=1）——模件m=3mm到5mm（YX=1）——应力修正系数YST=2.0——缺口参数qST=2.5（YδrelT=1）——齿根过度曲面的平均峰谷粗糙度Rz=10µm（YRrelT=1）——齿轮精确度等级4到7根据ISO1328-1——基本齿条根据ISO53——齿宽b=10mm到50mm——载荷系数KA=KV=KFβ=KFα=1反向弯曲图2，4，6，8，10，12，14和16中说明的容许应力数值适合于重复的和单向的齿载荷。当发生完全载荷反向时，要求一个减少的σFE值。在最严重的情况（比如每个载荷周期全部载荷都发生反向的空转齿轮）中，σFlim和σFE值应减少为单向值的0.7倍。如果载荷反向的数值小于该数值的频率，可以根据在齿轮使用寿命中预期的反向数值来选择一个不同的系数。关于该项的准则，见ISO6336-3:—2)，附录B。σHlimσFlim和σFE的图表超过图1到16中的最小和最大硬度值的硬度值的容许应力数值在已有经验的基础上受到制造商和采购商之间的协议的制约。σHlim和σFlim的计算容许应力数值σHlim和名义容许应力数值σFE可以用以下等式计算：其中X是表面硬度HBW或HV；A,B是常数（见表1）硬度范围由表1中提供的最小和最大硬度值限定。表1——σHlim和σFlim的计算编号材料应力类型缩写质量AB硬度最小硬度最大硬度1正火低碳钢/铸钢a触点可锻正火低碳钢钢1ML/MQME1,0001,520190250HBW11011021021023铸钢钢（浇铸）1b)ML/MQME0,9861,143131237HBW14014021021045弯曲可锻正火低碳钢钢2a)ML/MQME0,4550,38669147HBW11011021021067铸钢钢（浇铸）2b)ML/MQME0,3130,25462137HBW14014021021089铸铁材料触点黑色可锻铸铁GTS（perl.）3a)ML/MQME1,3711,333143267HBW1351752502501011球墨铸铁GGG3b)ML/MQME1,4341,500211250HBW1752003003001213灰铸铁GG3c)ML/MQME1,0331,465132122HBW1501752402751415弯曲黑色可锻铸铁GTS（perl.）4a)ML/MQME0,3450,40388128HBW1351752502501617球墨铸铁GGG4b)ML/MQME0,3500,380119134HBW1752003003001819灰铸铁GG4c)ML/MQME0,2560,200853HBW1501752402752021完全淬硬可锻钢b触点碳素钢V5MLMQME0,9630,9250,828283360432HV135135135210210210222324合金钢V5MLMQME1,3131,3132,213188373260HV200200200360360390252627弯曲碳素钢V6MLMQME0,2500,2400,283108163202HV115115115215215215282930合金钢V6MLMQME0,4230,4250,358104187231HV200200200360360390313233完全淬硬铸钢触点碳素钢V（浇铸）7ML/MQME0,8310,951300345HV1301302152153435合金钢V（浇铸）7ML/MQME1,2761,350298356HV2002003603603637弯曲碳素钢V（浇铸）8ML/MQME0,2240,286117167HV1301302152153839合金钢V（浇铸）8ML/MQME0,3640,356161186HV2002003603604041表面硬化可锻钢c触点Eh9MLMQME0,0000,0000,000130015001650HV600660660800800800424344弯曲核心硬度：≥25HRC，较低≥25HRC较高≥30HRCEh10MLMQME0,0000,0000,0000,0000,000312425461500525HV6006606606606608008008008008004546474849火焰或感应淬火可锻和铸钢触点IF11MLMQME0,7400,5410,5056028821013HV485500500615615615505152弯曲IF12MLMQME0,3050,1380,0000,27176290369237HV48550057050061557061561553545556渗碳可锻钢/氮化钢d/完全淬硬钢b氮化的触点氮化钢(a)NT(nitr.)13a)MLMQME0,0000,0000,000112512501450HV650650650900900900575859完全淬硬钢(b)NV(nitr.)13b)MLMQME0,0000,0000,0007889981217HV450450450650650650606162弯曲氮化钢(a)NT(nitr.)14a)MLMQME0,0000,0000,000270420468HV650650650900900900636465完全淬硬钢(b)NV(nitr.)14b)MLMQME0,0000,0000,000258363432HV450450450650650650666768可锻钢氮碳化的e触点完全淬硬钢NV(nitr-car.)15MLMQ/ME0,0001,1670,000650425950HV300300450650450650697071弯曲完全淬硬钢NV(nitr-car.)16MLMQ/ME0,0000,6530,00022494388HV3003004506504506507273a按照ISO4948-2b按照ISO683-1c按照ISO683-11d按照ISO683-10e按照ISO683-1，ISO683-10或ISO683-11a)可锻正火低碳钢b)铸钢图1—可锻正火低碳钢和铸钢的容许应力数值（触点）（注意6.2条中的质量要求）a)可锻正火低碳钢b)铸钢图2—可锻正火低碳钢和铸钢的名义和容许应力数值（弯曲）（注意6.2条中对质量的要求）a)黑色可锻铸铁（见6.3）b)球墨铸铁（见表2）c)灰铸铁（见表2）注布氏硬度HBW＜180说明结构中存在高含量的铁素体。对于齿圈，不推荐这种情况。图3——铸铁材料——铸铁材料的容许应力数值（触点）（注意6.3条和表2中的质量要求）a)黑色可锻铸铁（见6.3条）b)球墨铸铁（见表2）c)灰铸铁（见表2）注布氏硬度HBW＜180说明结构中存在高含量的铁素体。对于齿圈，建议不要出现这种情况。图4——铸铁材料——铸铁材料的名义和容许应力数值（弯曲）（注意6.3条和表2中的质量要求）表面硬度HV（HBW）名义碳含量≥0.20%。ISO6336-5第一版中的合金钢的MX线由ME线代替。图5——完全淬硬可锻钢的容许应力数值（触点）（注意表3中的质量要求）注名义碳含量≥0.20%。图6——完全淬硬可锻钢的名义和容许应力数值（弯曲）（注意表3中的质量要求）图7——完全淬硬铸钢的容许应力数值（触点）（注意表4中的质量要求）图8——完全淬硬铸铁的名义和容许应力数值（弯曲）（注意表4中的质量要求）注要求足够的渗碳层深度，见5.6.1条。图9——表面硬化可锻钢的容许应力数值（触点）（注意表5中的质量要求）a中心硬度≥30HRC。b中心硬度≥25HRC乔米尼可淬硬性在J=12mm时≥HRC28。c中心硬度≥25HRC乔米尼可淬硬性在J=12mm时＜25。要求足够的渗碳层深度，见5.6.2条。见6.6条。图10——表面硬化可锻钢的名义和容许应力数值（弯曲）（注意表5中对质量的要求）注要求足够的渗碳层深度。图11——火焰或感应淬火可锻以及铸钢的容许应力数值（触点）（注意表6中对质量的要求）注只有硬化齿根面。没有提供没有硬化的齿根面的值。要求足够的渗碳层深度。图12——火焰或感应淬火可锻以及铸铁的名义和容许应力数值（弯曲）（注意表6中的质量要求）a)氮化钢：硬化、回火并且氮化b)完全淬硬钢：硬化、回火并且氮化注建议为了工艺的可靠度进行试制。要求足够的渗碳层深度，见5.6.3条。图13——氮化可锻钢/渗氮钢/完全淬硬氮化钢的容许应力数值（触点）（注意表7中的质量要求）氮化钢：硬化、回火和氮化。b)完全淬硬钢：硬化、回火和氮化。注为了工艺的可靠性建议进行试制。对于齿侧硬度HV1＞750，当白色层厚度超过10μm时，容许应力数值可能会由于脆化而降低。要求足够的渗碳层深度，见5.6.3条。注为了工艺的可靠性建议进行试制。要求足够的渗碳层深度，见5.6.3.图14——氮化可锻钢/氮化钢/完全淬硬氮化钢的名义和容许应力数值（弯曲）（注意表7中的质量要求）注为了工艺的可靠性建议进行试制。要求足够的渗碳层深度，见5.6.3.图15——可锻氮碳化钢的容许应力数值（触点）（注意表8中的质量要求）注为了工艺的可靠性建议进行试制。要求足够的渗碳层深度，见5.6.3条。图16——可锻氮碳化钢的名义和容许应力数值（弯曲）（注意表8中的质量要求）表面硬化齿轮的渗碳层深度概述表面硬化齿轮齿要求足够的渗碳层深度以抵抗载荷齿里的应力状态。图纸上应显示渗碳层深度的最小和最大值。当规定最小渗碳层深度时，要标注“最佳”值因为弯曲和表面载荷能力是不相同的。不应超过规定的最大渗碳层厚度因为这样做可能会造成齿尖脆化的风险。5)碳化合硬化齿轮的渗碳层深度6)见a)到b)推荐为避免点蚀的渗碳层深度值（EhtHopt）：如图17所示。EhtHopt是与齿加工后参考周期内长寿命的容许触点应力有关的最佳效果的渗碳层深度：5.6条的数据可能不适用于伞齿轮。根据表5第9项的渗碳层深度的定义。图17——关于表面载荷能力的推荐最佳渗碳层深度值EhtHopt和关于弯曲以及表面载荷能力的最大渗碳层深度值EhtHmax推荐的为避免齿破碎的渗碳层深度值（EhtFopt）：EhtFopt是关于齿加工后在标准30°切向（外齿轮），60°切向（内齿轮）时齿根面的中表面宽的长寿命的容许弯曲应力的最佳有效渗碳层深度。推荐的为避免表面碎裂的渗碳层深度值（EhtC）：EhtC是在源于触点载荷的最大剪应力深度的基础上齿精加工后在参考圆上的最小有效渗碳层深度。注关于表面碎裂，目前没有标准化的计算方法。其中UH=66000N/mm²对于质量等级MQ/ME；UH=44000N/mm²对于质量等级ML。推荐的最小和最大有效渗碳层深度的范围：Ehtmin/max是齿加工后在参考圆上的有效渗碳层深度（图17中也显示了各值）：Ehtmin≥0.3mm，Ehtmax≤0.4·mn(≤6mm)氮化齿轮的渗碳层深度7)见a)和b)。注7)根据表7第7项的氮化渗碳层深度的定义。推荐的有效氮化渗碳层深度值（Nht）：见图18.图18——推荐的氮化渗碳层深度值，Nht为避免表面碎裂的推荐氮化渗碳层深度值（NhtC）：NhtC是氮化齿轮的最小总渗碳层深度并且是建立在源于触点载荷的最大剪应力深度的基础上。如果NhtC的值小于图18中的氮化渗碳层深度值Nht，则应使用图18中的最小值。注关于表面碎裂，目前没有标准化计算方法。其中UC是中心硬度系数，见图19。图19——氮化齿轮装置的中心硬度系数，UC材料质量和热处理的要求总体内容三个材料质量等级ML,MQ和ME与图1到16相关，意思是它们涉及使用方法B测定的容许应力数值。8)见4.2，5.2和5.3条。——ML代表关于齿轮生产过程中材料质量和材料热处理的较低要求。——MQ代表有经验的制造商用较低成本就能满足的要求。——ME代表要求高运行可靠性等级时必须满足的要求。注本标准不允许对容许应力线的推断。为了获得高质量或载荷承受能力，常常使用特殊质量材料如VIM/VAR。通过使用传统焊接步骤把边缘和中心连接起来的方法生产的齿轮应按照制造工艺消除应力。6.2到6.4条中给出的条款已经通过实际试验验证并可以用作准则。当应用容许应力数值时应满足所有材料等级的要求9)。然而，根据经验，生产商可能采用其他的方法或值而不是这里列出的那些。生产商和客户应对细节达成一致协议，尤其是大型齿轮。注8)对应完全硬化可锻钢的容许应力等级已经进行了修改。ISO6336本部分的较早版本中的材料等级MX已经由ME线代替。注9)选择的材料或者是根据ISO683-1,-9,-10或-11（推荐）在相关等级中列出的或者是根据合适的国家标准。正火低碳或铸钢、普通碳素、非合金钢（见图1到图2）因为这些材料的成分没有进行规定，冶炼方法也常常不知道，MQ线被定位为较低界限（ML）。正火低碳钢只用于低载荷齿轮和次应用。如果取得高质量的钢材生产且根据经验进行调节时，可以使用ME等级。黑色可锻铸铁（见图3到图4）可以通过控制热处理达到高质量。不过，因为通常用于小型低载荷的齿轮，MQ线被定位在安全面上的较低界限（ML）。如果根据经验进行调节，可以使用ME等级。其他材料（见图5到图16）其他材料的质量和热处理应符合表2到表8.表2——铸铁材料（灰和球墨——球状——石墨铸铁）项目要求灰铸铁（见图3和图4）球墨铸铁（见图3和图4）MLMQMEMLMQME1化学分析未检验100%检验。铸造证书未检验100%检验。铸造证书2冶炼方法未作规定电子炉或同等设备未作规定电子炉或同等设备3机械性能检验只有HBWRm同批铸铁中单独试件上进行的专项测试报告只有HBWσS（σ0.2）σbδSψ在切割前与其他部件一起经过热处理的每个试件上的一部分的代表样品上根据ISO10474物理测试标准进行的专项测试报告4结构：石墨形状有规定但未检验有限制未检验有限制基本结构无规范（合金灰铸铁，最大铁素体：5%）最大铁素体：5%未作规定5内部缺陷（裂纹）测试。客户和供应商之间达成的合格协议未测试测试（细孔、裂纹、气孔）限制缺陷未测试测试（（细孔、裂纹、气孔）限制缺陷6应力消除未要求建议：500℃到530℃下2小时。合金、灰铸铁在530℃到560℃下2小时。未要求建议：500℃到530℃下2小时。7修补焊接在齿区附近不允许；其他地方只能经过批准程序后允许在齿区附近不允许；其他地方只能经过批准程序后允许8表面裂纹探测未测试客户和供应商之间同意的染色渗透测试未测试不允许有裂纹。100%磁粉、荧光磁粉渗透或干粉渗透检测。大批量生产允许统计取样检测。表3——完全硬化可锻钢、非表面硬化（锻钢或轧钢）（见图5和图6）项目要求MLMQME1化学分析a,b未检验根据ISO10474进行的专项测试报告且具有100%原始浇铸的追溯性2热处理后机械性能HBW建议：HBW以及化学测试或可淬硬性测试σS（σ0.2）σbδSψ对用于锻件或直径大于250毫米的热轧棒材的同炉号切割试样根据物理测试ISO10474标准进行的专项测试报告，同工件一同进行热处理，所有部件进行表面硬度检验（HBW）。根据客户和供应商的协议选择。附录A描述了截面控制示例。3纯度（按ISO4967c）未作规定钢材应该在钢包中脱氧和精炼，并应经过真空脱气。浇铸过程中应采取防氧化措施。为了最终用户协议规定的可铸性，可以在炼钢时添加钙——最大15ppm(=15μg/g)。最大氧含量25ppm（=25μg/g）。纯度符合ISO4976标准，检验按照方法B，圆盘II，检测面积近200mm²ABCD细系粗系细系粗系细系粗系细系粗系MQ3.03.02.51.52.51.52.01.5ME3.02.02.51.51.01.01.51.04晶粒度（按ISO643）未作规定5级或更好。测试报告（按ISO10474）。5无损检测5.1超声波检测（粗加工状态）未作规定锻加工后检测。建议按ISO10474提交专项测试报告。建议在齿加工前对较大直径的工件进行缺陷检查。检验按ASTMA388，采用按ASTME428的背射法或8-0400试块、3.2mm平底孔进行探伤，探伤时由外径至中径进行360°扫描。不设定距离振幅修正曲线（单点DAC）。允许使用同样质量等级的其它UT规范。5.2表面裂纹检测（精加工状态，开始任何喷丸处理之前）不允许有裂纹。按ASTME1444要求包括荧光磁粉检测或干渗透剂检测。不允许有裂纹。磨削齿轮应该进行表面裂纹检测。按ASTME1444进行荧光磁粉或染色渗透剂检测。检测方法需获得买卖双方同意。6断面缩减率d未作规定至少3：17金相组织未作规定未作规定对于材料强度大于800N/mm2（240HBW）齿轮应该进行调质处理。最低调质温度480℃。齿根硬度应该符合图纸要求。齿圈的金相组织应为调质后的马氏体。e为了使用表中的数值，推荐小齿轮和齿轮之间的硬度差为40HV。a见第6条脚注8。b注意：对于低于0℃冷态环境工作的齿轮：考虑低温夏比规范（冲击功）；考虑断口形貌转化温度或无塑性转变温度要求；考虑使用高镍合金钢材；考虑降低碳含量到低于0.4%以下；考虑加热元件来提高润滑剂温度。c材料纯度要求只针对切齿部位，其位于最终齿顶圆下两倍齿高以上的深度。对于外齿轮，齿坯的这个部位通常不超过半径的25%。d断面收缩率指总收缩率，与方法无关。适用于由钢锭制成的锻件。对于连铸材料，最小收缩率为5：1。e在齿轮截面上，至1.2倍齿高处的金相组织主要由回火马氏体构成，允许少量先析铁素体、上贝氏体和细小光体，不允许存未溶块状铁素体。对于控制截面≤250mm的齿轮，高马氏体相变产物最大不可超过10%，控制截面＞250mm的齿轮，不可超过20%。表4——完全硬化铸铁，非表面硬化（见图7和图8）项目要求ML-MQME1化学分析未检验按照ISO10474进行的专项测试报告，100%原始铸件的可追溯性。2热处理后机械性能HBWσS（σ0.2）σBδSψHBw按照ISO10474进行的专项测试报告，100%原始铸件的可追溯性。HBW检验。根据客户/供应商的协议选择。要求统计监测。3晶粒度（按ISO643）未作规定5级或更好。测试报告（按ISO10474）。根据客户/供应商的协议选择。4无损检测4.1超声波检测（粗加工状态）按ISO9443未作规定只检查齿和齿根区域。按照ISO10474进行的专项测试报告。建议但不要求。在开始齿切削前建议对直径较大的工件进行缺陷检查。区域1（外直径到齿根以下25毫米）的验收标准按ASTMA6091级，区域2（齿圈的余料）使用3.2毫米平底孔按ASTMA6092级；或通过使用背射法的同等认可。4.2表面裂纹检查（精加工状态但在任何喷丸处理前）不允许有裂纹。100%按ASTME1444检测包括荧光、磁粉或染色渗透剂检测。大批量生产允许统计取样检测。5要求焊接允许使用批准的程序如果在热处理前进行只允许在粗加工状态。不允许在齿加工后进行。当浇铸质量满足可锻（锻造或轧制）钢的质量标准时，可锻钢容许应力数值可以用于对与可锻钢小齿轮一起工作的铸钢齿轮的齿轮等级计算。用于浇铸等级计算的可锻钢容许应力数值的正确使用通过到测试和运行试验进行证实。对于浇铸，包括可锻钢纯度和锻件缩减比标准。为形成大多数圆形硫化锰夹杂物（类型1）要求进行夹杂物含量和形状控制。不允许有晶体界面（类型2）硫化锰夹杂物。表5——表面硬化可锻钢（锻钢或轧钢）（见图9和图10）项目要求MLMQME1化学分析a未检验按ISO10474进行的专项测试报告，100%原始铸件可追溯性。在同批锻件的代表样品上按ISO10474进行的专项测试报告。2端淬火测试可淬硬性（见ISO642）未检验按ISO10474进行的专项测试报告，100%原始铸件可追溯性。在同批锻件的代表样品上按ISO10474进行的专项测试报告。3纯度，炼钢b未作规定钢材应该在钢包中脱氧和精炼，并应经过真空脱气。浇铸过程中应采取防氧化措施。为了最终用户协议规定的可铸性，可以在炼钢时添加钙——最大15ppm(=15μg/g)。最大氧含量25ppm（=25μg/g）。纯度符合ISO4976标准，检验按照方法B，圆盘II，检测面积近200mm²ABCD细系粗系细系粗系细系粗系细系粗系MQ3.03.02.51.52.51.52.01.5ME3.02.02.51.51.01.01.51.04断面缩减率c未作规定至少3：15晶粒度（按ISO643）未作规定5级或更好。测试报告（按ISO10474）。6粗加工状态超声波探伤（ASTMA388）未作规定建议。在开始齿加工前建议对直径较大的工件进行缺陷检查。要求。当批量≥5时允许统计抽样检测按ASTMA388进行检测，根据ASTME428技术使用背射或者3.2毫米平底孔参考试块8-0400。探伤时由外径至中径进行360°扫描。不设定距离振幅修正曲线（单点DAC）。允许使用同样质量等级的其它UT规范。7表面硬度7.1工件代表面上的表面硬度（见附录B中的韦氏-洛氏硬度换算表）最小600HV或55HRC。统计抽样测试660HV到800HV或58HRC到64HRC。统计抽样测试。660HV到800HV或58HRC到64HRC。如果热处理批量≤5则进行100%测试，其他的允许统计抽样测试。测试方法适合工件的尺寸。7.2对于模块≥12的齿根部表面硬度，中部齿宽d。未作规定符合图纸规范。根据供应商和采购商之间的协议进行统计抽样或代表样件测试。符合图纸规范。每件小齿轮和大齿轮都进行100%测试或根据供应商和采购商之间的协议进行代表样件测试。8在在距离5×渗碳层深度不小于1×模块的中部齿宽上或按6.5条在代表试样棒材上测量的从正常到30°切线上的中心硬度。21HRC或更高。有规定但未检验。25HRC或更高，按6.5b)条在代表试样棒材上测量的或基于淬火率以及淬硬性曲线信息的计算。30HRC或更高，按6.5条在抽样工件或代表试验棒材上测量的。9精加工状态渗碳层深度（按ISO2639）。按6.5在代表试验棒材上测量的或在顶圆下一个齿顶高处的中部齿宽上测量的。从表面到硬度值为550HV或52HRC处之间的距离定义为渗碳层深度。图纸上应标注最小和最大限。当规定渗碳层深度时，注意弯曲和表面载荷能力的“最佳”值是不一样的。5.6条中显示了建议的渗碳层深度值。10金相要求检测可以在一个代表试验棒材上按6.5条进行。对于MQ该检测不是必须进行的但对于ME是必须进行的。（对于ML也不要求）10.1表面碳含量的限定未作规定低名义合金钢，总合金成分≤1.5%：0.70%到1.0%。高名义合金钢，总合金成分＞1.5%：0.65%到0.90%。建议10.2表面结构：理想结果应为所含贝氏体低于10%。未作规定建议。马氏体，基本上如代表试验棒材所显示的是细系针状晶体。要求。马氏体为代表试验棒材所显示的细系针状晶体。10.3渗碳层外部0.1mm处的表面硬度的降低，由于脱碳除齿根部外，应保留奥氏体或无马氏体成分f。未作规定在工件上或代表试验棒材上最大为40HV。10.4碳化物沉淀半连续网状碳化物渗透（按图20a)）。若使用在代表试验棒材上不连续碳化物渗透（按图20b））。任何碳化物的最大长度为0.02mm。（若使用在代表试验棒材上。）分散碳化物渗透（按图20c））。按6.5条对代表试验棒材进行检测。10.5剩余奥氏体。由金相检测确定。未作规定对同炉热处理试件上的检测不超过25%。均匀分散，不超过25%。按6.5条对代表试验棒材进行检测。如果外部规范，在客户同意的情况下，报废件可以通过控制喷丸处理或其他适当程序回收。10.6晶间氧化（IGO），适用于未磨表面。通过未蚀刻的试样坯（若使用）的金相检测确定。界限（单位为微米）应基于如规定的渗碳层深度。未作规定渗碳层深度e[mm]IGO[μm]渗碳层深度e[mm]IGO[μm]e＜0.7517e＜0.75120.75＜e＜1.50250.75＜e＜1.50201.50＜e＜2.25381.50＜e＜2.25202.25＜e＜3.00502.25＜e＜3.0025e＞3.0060e＞3.0030如果外部规范，可能可以通过喷丸处理或经过客户同意的其他适当程序进行控制。11表面裂纹。如果齿轮的完整性不会受到破坏，经过客户同意允许去除表面缺陷g。不允许有裂纹。用磁粉探伤、荧光磁粉渗透或干渗透剂法进行统计抽样检测不允许有裂纹。根据ASTME1444进行50%检测（磁粉检测法）。允许根据批量进行统计抽样检测。不允许有裂纹。根据ASTME1444进行100%检测（磁粉检测法）。如果批量≥5允许进行统计检测12磁粉探伤（只对齿区）ASTME1444未作规定模数最大说明mm模数最大说明mm≤2.51.6≤2.51.6＞2.5到82.4＞2.5到82.4＞83.0＞83.013按照ISO14104h磨削回火控制用硝酸浸蚀液蚀刻功能区域（FB3）的100%允许B等级回火，建议统计检测但不要求。25%功能区域（FB2）允许B等级回火，要求统计检测。10%功能区域（FB1）允许B等级回火，根据ISO14104进行100%检测。允许根据批量进行统计检测。如果外部规范，经过客户同意可能可以通过喷丸处理控制报废率。14与第8项中相同的中心结构未作规定马氏体，针状铁素体和贝氏体。无块状铁素体（见第8项）马氏体，针状铁素体和贝氏体。无块状铁素体。按照6.5条应用于代表测试棒材注也见6.6和6.7条。标准中为给出碳氮钢的要求。a见第6节，脚注9。b分级纯度要求只针对切齿部位，其位于最终齿顶圆下两倍齿高以上的深度。对于外齿轮，齿坯的这个部位通常不超过半径的25%。c断面收缩率指总收缩率，与方法无关。适用于由钢锭制成的锻件。对于连铸材料，最小收缩率为5：1。d根据齿轮的尺寸和工艺，齿根硬度可能会小于侧面硬度。允许值可以由生产商和供应商达成协议。e对于渗碳层深度的其他值见（例如）[10]。f允许使用锉喜度试验检测表面硬度，见附录E。g任何等级的成品齿轮的齿区不允许有裂纹、爆裂、裂缝或空隙。界限：最大齿宽的每25mm内有一个缺陷，齿侧面最大为5个。有效齿高以下1/2处不允许有缺陷。如果齿轮的完整性不会受到损害，在客户同意的情况下允许去除超过界限的缺陷。h其他可用磨削回火控制方法可以在采购商和供应商之间达成协议的情况下使用。半连续碳化物网络：等级ML允许b)不连续碳化物：c)散布碳化物：ML和MQ允许ML,MQ和ME允许图20——碳化齿轮的允许渗碳层碳化物结构显微图（5%硝酸浸蚀液蚀刻，放大400倍）表6Inductionorflamehardenedwroughtandcaststeels(seeFigures11and12)编号要求MLMQME1化学分析未作规定如表3中的（完全硬化可锻钢：第1到第6项）或如表4中的（完全硬化铸钢：第1到第3项）2机械性能——热处理后3纯度4晶粒度5超声波探伤6锻造缩减率的范围7表面硬度。所有感应淬火齿轮应进行表面回火。485HV到615HV或48HRC到56HRC500HV到615HV或50HRC到56HRC8硬化深度a（按ISO3754）硬化深度是指硬度等于表面硬度的80%处到表面的距离。根据实验确定每个部件的渗碳层深度。9表面结构未作规定统计抽样检测，主要是细针状马氏体。更严格的统计抽样检测，细针状马氏体，≤10%非马氏体结构；不允许有自由铁素体。10无损探伤10.1表面裂纹—不允许（ASTME1444）首批检测（磁粉、荧光磁粉或染色渗透剂法）。首批检测（磁粉、荧光磁粉或染色渗透剂法）。100%检测（磁粉、荧光磁粉或染色渗透剂法）。10.2磁粉检测（只有齿区）按ASTME1444b未作规定模数最大显示mm≤2.51.6＞2.5到82.4＞83.011优先结构调质12过热，尤其是齿顶部避免严格避免（＜1000℃）注该表格应用于旋转类火焰淬火或旋转和齿到齿类硬化齿根的感应淬火，硬度模式类似于表21和22.Aa应确立、记录硬度模式、深度、设备和工艺方法并检查可重复性。应使用一个具有与工件相同的几何形状和材料的代表样件验证工艺是否合格。工艺设备和方法应精确到足以重复制造规定的产品。硬度模式应包括全部齿长度和全部齿廓、侧面、齿根和齿根过度曲面。Bb任何等级的成品齿轮的齿区不允许有裂纹、爆裂、裂缝或空隙。界限：最大齿宽的每25mm内有一个缺陷，齿侧面最大为5个。有效齿高以下1/2处不允许有缺陷。如果齿轮的完整性不会受到损害，在客户同意的情况下允许去除超过界限的缺陷。关键数字感应线圈或火焰加热图21——非轮廓淬火示例关键数字1感应器或火焰加热图22——轮廓淬火示例表7——氮化可锻钢、渗氮和氮化完全硬化钢（见图13和14）编号要求MLMQME1化学分析如表3中的（完全硬化可锻钢：第1到第6项）2机械性能—热处理后3纯度4晶粒度5超声波探伤6锻造缩减率范围7氮化层深度规定最小值有效氮化层深度是指硬度值为400HV或40.8HRC的位置与表面之间的距离。如果中心硬度超过380HV，可以应用+50HV中心硬度。建议氮化层深度值（Nht）如5.6条所示。8表面硬度8.1渗氮钢abc最小650HV最大d900HV8.2完全硬化钢a最小450HV9预处理完成表面不脱碳调质。回火温度要超过渗氮温度到足以在渗氮期内避免软化的量。10表面区域：（白层）≤25μm白层≤25μm绝大多数是ε_几乎没有y’氮化物白层≤25μm后；ε_/y’氮化物比例＞8；如果渗氮后磨削，则检查点蚀载荷能力。11中心σB未验证σB＞900N/mm²（总的说来，铁素体百分比小于5%）12渗氮后完工情况—只在特殊情况中磨削；注意可能的表面载荷能力的缩减。如果提供齿磨削，建议按照ASTME1444进行磁粉检测。只在特殊情况中磨削；注意可能的表面载荷能力的缩减。如果提供齿磨削，要求按照ASTME1444进行磁粉检测注很多氮化齿轮的超载荷能力偏低。a垂直于表面测量表面硬度；一个部位上测量的值可能比较高。试验载荷应该与渗碳层深度和硬度相适应。b氮化齿轮的超载荷能力偏低。因为S-N曲线的形状是平滑的，则在根据设计进行前应研究冲击灵敏度。存在在铝合金钢种形成连续晶粒边缘氮化物网络的风险。使用这些钢材要求在热处理中使用特殊的预防措施。c含铝渗氮钢（氮合金N，氮合金135以及类似合金）限于ML和MQ等级。这些材料的齿根应力值σFlim限定为ML级为250N/mm²，MQ级为340N/mm²。d当值过高时，由于白层厚度（＞10μm）耐久值会因为脆化而降低。表8——可锻钢，氮碳化（见图15和16）编号要求MLMQME1化学分析如表3中的（完全硬化可锻钢：第1到第6项）2机械性能—热处理后3纯度4晶粒度5超声波探伤6锻造缩减率范围7氮碳化暂停时间从1h到8h8表面硬度8.1合金钢a＞500HV8.2非合金钢a＞300HV9预处理无表面脱碳调质。回火温度要超过渗氮温度。10表面区域：（白层）不要求详细检测白层，5μm到30μm后。大多数为ε_氮化物。11氮碳化设备：槽式氮碳化风冷钛制耐热合金（因科镍合金）罐或惰性护面层。铁熔化在熔盐中阻止渗氮过程。Aa垂直于表面测量表面硬度；在一个部位上测量的值可能比较高。试验载荷应该与渗碳层深度和硬度相适应。试样试样是用代表材料种类制造的试件。可锻或浇铸试件的选择基于代表的齿轮和工艺。在表2，3，4，5，6或7中描述的整个热处理步骤中都应使用试样。应选用试样来监测热处理工序间的相互作用。也可以选择使用一个计划用于代表工件性能的代表样件。可以通过估算关于完工微组织和性能的工件性能的实验推算出标准样件的性能。试样制造的细节可能受到供应商和客户之间的协议的制约。认可两类试样。工艺控制试棒：可以是任何合金和形状。它们用于验证热处理工艺的一致性。它们的微组织不代表成品齿轮的微组织但可以进行推算以预测成品齿轮的情况。此类推算需要进行记录。代表试棒：设计用于代表完工部件的淬火率。试样中心的硬度和微组织近似于表5第8和14行制定的中心硬度和微组织。建议比例为：最小直径：6×模数，最小长度：12×模数。根据客户的协议可以使用较小试件。建议比例为：最小直径：3×模数，最小长度：6×模数。试样材料的化学成分和可淬硬性应与工件的一致但不是必须经过同样的浇铸。机械清洁机械清洁是用于去除锈皮脆削或热处理操作后的涂层的技术。工业方法包括使用氧化铝、砂砾、喷丸、钢线和玻璃珠。这些加上表面清洁会影响剩余应力——某种程度上比其他更严重些。这种剩余应力的改变将会影响抗弯曲强度以及后续处理的效果。在图10中，MQ弯曲应力值是通过应用大量工业清洁技术而获得的并因此不一定只能在热处理后取得。喷丸处理喷丸处理是通过用能在表面形成一层薄的高磁性剩余压缩应力的小的球形介质轰击工