20CrMnMo钢机车齿轮渗碳后空冷产生裂纹的原因及对策
内燃机车中，传动机构用齿轮采用20CrMnMo钢。20CrMnMo材料在经过850℃加热，油淬，进行200℃回火，水冷或空冷后的力学性能：σb≥1200MN/m²，σs≥900MN/m²，δ5≥10%，ψ≥45%，αK≥70J/cm²。
(1)热处理工艺
1)正火880℃×3h，显微组织为粒状或细片状珠光体及少量铁素体。硬度180～218HBW。
2)碳氮共渗及回火工艺
①20CrMnMo钢渗碳后在空气中冷却时，表面容易生成裂纹，主要是因为此钢材含合金元素较多，在空气中冷却时，在600～690℃温度范围内停留的时间不足时，渗碳层最外层部分易分解为屈氏体，而在中间则比较稳定而来不及分解，在冷却后转变为马氏体，因此，容易引起裂纹的生成。
为此采用碳氮共渗后，在无循环水冷却的保温坑内冷却，以避免在600～690℃温度区域停留不足，导致表面产生裂纹。
②由于齿轮心部强度要求较高，因此齿轮经碳氮共渗后，淬火温度一定要大于临界加热温度(830℃)而又不能高于碳氮共渗温度。采用850℃加热随后油淬（先期在400～500℃进行均温，对降低齿轮变形有利）。在淬火后表面会产生较多的残留奥氏体，淬火硬度偏低，为此，采用二次回火方法，第一次210℃×3h，并将第二次回火温度提高到250℃×3h。渗剂采用甲醇、煤油及氨气。
(2)检验齿轮性能满足了设计要求，渗层硬度56～62HRC。
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