本文研究了不同钢种、不同工艺和不同层深的组织对渗碳齿轮接触疲劳、弯曲疲劳、多冲抗力和耐磨性的影响。研究了喷丸温度的影响。对表层残余奥氏体和碳化物在提高齿轮接触疲劳强度作用方面进行了微观机制研究。进行了不同工艺处理的汽车、拖拉机齿轮的装车和台架试验。测定了接触疲劳裂纹扩展速度;残余奥氏体在接触疲劳过程中的变化,滚压前后残余应力的变化。定量计算了形变诱发马氏体吸收的能量对裂纹扩展的阻碍作用。观察了残余奥氏体含量不同的接触疲劳断口的不同微观形貌。研究表明,对于不同的工作条件不同的接触疲劳失效型式(点蚀、浅层剥落、深层剥落)的齿轮,表层中合金成分不同的残余奥氏体的作用是不同的。齿轮台架接触疲劳对比试验表明,以接触疲劳失效为主的重载齿轮,表层节圆处残余奥氏体5级左右,碳化物2级左右,齿顶角碳化物4级左右,有高的接触疲劳寿命。用渗碳—高浓度碳氮共渗(简称薄层软化工艺)可以实现表层残余奥氏体数量和碳化物的控制,并制订了相应软化金相组织级别评级图片,可作为生产上控制质量的依据。