渗碳层金相组织对疲劳性能的影响
轴承钢的表面层组织也是比较复杂，减少组织的疲劳性，弯曲疲劳试验和齿轮工作性质叫承受的应力最大而丑疲疗性能列灰面最敏感，在渗碳层金相组织对疲劳性能的影响远远大于其他因素。
齿轮经渗碳、淬火后，在渗碳层金相组织中除马氏体外，有时会出现由于内氧化而形成的断续网状氧化物；由于面层含碳量过高而出现碳化物和残余奥氏体；由于二次加热而形成脱碳,所有这些组织的出现都对疲劳性能有很大影响。
(1)内氧化形成的氧化物对疲劳性能的影响。当渗碳钢中含有硅、锰和铬等合金元素时，在吸热性渗碳气氛中渗碳就容易形成这些元素的氧化物，而以硅的影响最为显著。硅、锰和铬对表面形成氧化物深度的影响。所以很多国家的齿轮钢把含硅量限制在一个很低的数值。
形成的内氧化物大都存在于晶粒间界而成断续网状。由于这些元素形成氧化物，在氧化物周围合金元素就会贫化，氧化物还会成为高温转变产物的核心，因而降低了淬透性能，在淬火时形成非马氏体产物，降低了最表层的硬度。最表层的硬度降低会降低渗碳钢的疲劳强度显示出齿根表面硬度对齿轮（模数为4mm）弯曲疲劳极限的影响。内氧化层的深度对工件的疲劳性能有很大影响，当内氧化层的深度在13um以下时对疲劳性能影响较小，当内氧化层的深度超过13um时疲劳强度会明显下降，非马氏体层深和面层含碳最对25CrMnTi钢渗碳后弯曲疲劳极限的影响。渗碳钢的含碳量及碳素钢的含碳量也是存在很大的差异性的，将不同钢的运用其含碳量不一样。
有人用模数为4mm的齿轮进行弯曲疲劳试验了解非马氏体层深对齿根表面的显微硬度、残余内应力和弯曲疲劳极限的影响。
当非马氏体层小于7mm，疲劳性能是令人满意的，但当非马氏体层超过15/im时，疲劳极限明显降低，这再一次证实，内氧化形成的非马氏体层的临界深度为13Fern，当超过该深度时疲劳性能将受到显著影响。
Takeshi Naito等人用SCM415钢（Cr-Mo钢）进行试验了解内氧化和非马氏体组织对渗碳钢疲劳性能的影响。样品最小断面处尺寸为119mm。930℃渗碳6h降温到850℃保持30min后，在70℃的油中淬火，180℃回火2h-渗碳后内氧化物沿晶界析出，伴随着非马氏体组织出现，其深度约为30um。渗碳后一部分样品通过电解抛光去除50um，制成表层没有非马氏体组织的样品。渗碳热处理后的样品与电解抛光处理的样品在同样条件下进行弯曲疲劳试验。了解非马氏体层对疲劳性能的影响。
用15CrN16钢缺口样品进行旋转弯曲疲劳试验结果表明：残余奥氏体对疲劳性能有不利的影响，面层含碳量由0. 65%增至1.2%（对应的残余奥氏体含量为80%），疲劳强度从700MPa降至540M Pa，这就肯定了疲劳强度随奥氏体增加而降低(图2-2-39)。同时，试验结果也表明通过冰冷处理来降低残余奥氏体含量还会使疲劳强度进一步降低。关于冰冷处理对渗碳钢疲劳性能的影响后边还要详细讨论。
用带圆形缺口的14CrNi14钢进行弯曲疲劳试验，了解残余奥氏体和表面强化方法对疲劳性能的影响D样品渗碳得到不同的面层含碳量，通过热处理使面层金相组织有很大区别。一组样晶为完全马氏体，无残余奥氏体；另～组样品为80%残余奥氏体加20%马氏体。具有这两种组织的样品有的在缺口处经滚压加工强化，有的经喷丸强化，有的未经回火处理。所有样nr7的弯曲疲劳试验结果示于图2-2-400如果以金相组织为完全马氏体无残余奥氏体的样品的疲劳极限为基础，即590M Pa进行比较，那么金相组织为80%残余奥氏体加20%马氏体的样品的疲劳极限为525MPa，即降低11%。如果同样舍相组织再不进行回火，疲劳极限降至450MPa，即降低24%，表明残余奥氏体对疲劳性能的不利影响。但是，表层金相组织中有大最残余奥氏体的样品，在样品缺口部位经滚压强化或喷丸强化后，其疲劳极限可分别提高到700MPa和670MPa。即分别提高19%和14%；而表层为完全马氏体无残余奥氏体的样品经喷丸强化处理，其疲劳极限只提高到625MPa。即提高6%己说明渗碳层金相组织中有残余奥氏体经过滚压或喷丸强化处理对疲劳性能起有利的作用。
零件渗碳的目的，不仅仅是为了提高零件的弯曲疲劳强度，而H还要改善在滚动接触条件下零件抗点蚀疲劳（或称接触疲劳）的能力=已经有试验结果证明：随着渗碳层金相组织中残余奥氏体数量的增强，其接触疲劳抗力也增加，表面金相组织对接触疲劳性能的影响。
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