b) 硬化层剥落：由于硬化层以下的过渡区金属在高接触应力作用下产生塑性变形，使表面压应力降低，形成裂纹造成碳化层剥落； 3) 磨损失效
b) 摩擦磨损：汽车、拖拉机上后桥螺旋锥齿轮属于主载荷齿轮，受力比较大，摩擦产生热量较大，齿面因软化而造成塑性变形，在齿轮运转时粘结而后又被撕裂，造成齿面摩擦磨损失效
b) 磨粒磨损：外来质点进入相互啮合的齿面间，使齿面产生机械擦伤和磨损，比正常磨损的速度来得更快。
另外，齿轮除上述失效形式外，还有在换档时，齿端相互撞击，而造成的齿端磨损，或因换档过猛或过载造成断裂以及齿面塑性变形，崩角等失效形式。 2.3 汽车后桥螺旋锥齿轮的性能要求
根据后桥螺旋锥齿轮服役条件及失效形式，对齿轮的性能作如下要求：
1) 有较高的弯曲疲劳强度； 2) 表面有高的硬度和耐磨性； 3) 具有高接触疲劳抗力； 4) 足够的塑性和韧性； 5) 高的淬透性。
2.4 汽车后桥螺旋锥齿轮的材料的选择
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螺旋锥齿轮是属于一种可以按稳定传动比平稳、低噪音传动的传动零件，传动效率高，传动比稳定，圆弧重叠系数大，承载能力高，传动平稳平顺，工作可靠，结构紧凑，节能省料，节省空间，耐磨损，寿命长，噪音小。在各种机械传动中，以螺旋锥齿轮的传动效率为最高，对各类传动尤其是大功率传动具有很大的经济效益；传递同等扭矩时需要的传动件传动副最省空间，比皮带、链传动所需的空间尺寸小；螺旋锥齿轮传动比永久稳定，传动比稳定往往是各类机械设备的传动中对传动性能的基本要求；螺旋锥齿轮工作可靠，寿命长。
2.4.1 汽车后桥螺旋锥齿轮备选材料分析
球墨铸铁可以像钢一样，通过热处理和合金化等措施来进一步提高其使用性能。比如，处理过的球墨铸铁可以取得很好的韧性，延伸率高达24％；抗拉强度可以高达1400MPa，基本接近钢材。
与钢材相比，球墨铸铁还有很多优点。比如铸造性能好，成本相对较低。
由于球墨铸铁产量的不断增加，性能不断开发，现已成功部分取代了锻钢和铸钢，成为前景广阔的金属结构材料。 GB规定的球墨铸铁牌号 序牌号 号 最小值 抗拉强度屈服强度延伸率σbσ0.2 （％） 布氏硬度 主要金相组织 （MPa） （MPa） 1 QT400-18 400
250 18 12
130－180 铁素体 2 QT400-15 400 3 QT450-10 450 4 QT500-7 500 5 QT600-3 600 6 QT700-2 700 7 QT800-2 800 8 QT900-2 900 1) 成分
250 310 320 370 420 480 600 15 10 7 3 2 2 2 130－180 铁素体 160－210 铁素体 170－230 铁素体＋珠光体 190－270 珠光体＋铁素体 225－305 珠光体 245－335 珠光体或回火组织 280－360 贝氏体或回火索氏体 球墨铸铁化学成分主要包括碳、硅、锰、硫、磷五种元素,其中
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2) 主要性能
球墨铸铁的力学性能以抗拉强度和延伸率两个指标作为验收依据。在生产工艺稳定的条件下，也可根据硬度值进行验收。因硬度与强度的对应关系建立在球化合格，化学成分、孕育稳定，铸造工艺合理的基础上，为保证性能，规定按硬度验收时，必须检验金相组织，其球化率不得低于4级。即使硬度和球化合格，由于基体其中存在渗碳体，磷共晶、高硅固溶强化等，可能使强度和韧性达不到要求。所以不具备生产工艺稳定的条件下，不能根据硬度值验收
一般可用于制造截面在30mm以下的承受高速、中速及重载荷以及冲击和摩擦的重要渗碳零件，如齿轮、齿轮圈、离合器轴、液压马达转子等。
由以上分析可得：汽车后桥螺旋锥齿轮从服役条件、失效形式、性能综合考虑，故选用QT900-2作为汽车后桥螺旋锥齿轮 材料。
其含碳量及合金元素的作用如下：
球墨铸铁化学成分主要包括碳、硅、锰、硫、磷五种元素。对于一些对组织及性能有特殊要求的铸件，还包括少量的合金元素。为保证石墨球化，球墨铸铁中还须含有微量的残留球化元素。以下就球墨铸铁中所含的化学成分及其含量对性能的影响做详细的阐述： 1、碳的作用和影响：
碳是球墨铸铁的基本元素，碳高有助于石墨化。由于石墨呈球状后石墨对机械性能的影响已减小到最低程度，球墨铸铁的含碳量一般较
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高，在3.5～3.9%之间，碳当量在4.1～4.7%之间。铸件壁薄、球化元素残留量大或孕育不充分时取上限；反之，取下限。将碳当量选择在共晶点附近不仅可以改善铁液的流动性，对于球墨铸铁而言，碳当量的提高还会由于提高了铸铁凝固时的石墨化膨胀提高铁液的自补缩能力。但是，碳含量过高，会引起石墨漂浮。 2、硅的作用和影响
在球墨铸铁中，硅是第二个有重要影响的元素，它不仅可以有效地减小白口倾向，增加铁素体量，而且具有细化共晶团，提高石墨球圆整度的作用。但是，硅提高铸铁的韧脆性转变温度，降低冲击韧性，因此硅含量不宜过高，尤其是当铸铁中锰和磷含量较高时，更需要严格控制硅的含量。 3、硫的作用和影响
硫是一种反球化元素，它与镁、稀土等球化元素有很强的亲合力，硫的存在会大量消耗铁液中的球化元素，形成镁和稀土的硫化物，引起夹渣、气孔等铸造缺陷。球墨铸铁中硫的含量一般要求小于0.06%。 4、磷的作用和影响
磷是一种有害元素。它在铸铁中溶解度极低，当其含量小于0.05%时，固溶于基体中，对力学性能几乎没有影响。当含量大于0.05%时，磷极易偏析于共晶团边界，形成二元、三元或复合磷共晶，降低铸铁的韧性。磷提高铸铁的韧脆性转变温度，当含磷量增加时，韧脆性转变温度就会提高。 5、锰的作用和影响
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