齿轮的热处理变形与机械加工相关，机械加工会产生加工应力，受切削工艺不当、刀具用钝等因素的影响，会造成更复杂的应力状态，这种应力在热处理过程中得以释放，由于齿轮在高温下的强度较低，释放的应力会导致齿轮的***变形。
此外，齿轮不同的切齿方式会在表层形成不同的应力状态，导致其变形倾向也不尽相同，因此必须采用合理的加工工艺，降低加工应力。当通过一些手段措施将齿轮的变形波动控制。
中碳结构钢制作的零件通常在500～600℃进行高温回火，以获得适宜的强度与韧性的良好配合。钢在300℃左右回火时，常使其脆性增大，石碣真空热处理，这种现象称为回火脆性。一般不应在这个温度区间回火。某些中碳合金结构钢在高温回火后，如果缓慢冷至室温，也易于变脆。这种现象称为第二类回火脆性。在钢中加入钼，或回火时在油或水中冷却，都可以防止第二类回火脆性。将第二类回火脆性的钢重新加热至原来的回火温度，便可以消除这种脆性。
在相同热处理工艺条件下，真空热处理，齿轮各部分的冷却速率相同，但由于材料淬透性不同会导致齿轮各部分，特别是心部位置相变进程不同，转变***也不同。通常，高埗真空热处理，对于淬透性较低的材料，齿轮心部以铁素体和贝氏体为主，齿轮变形较小；对于高淬透性材料，齿轮心部以低碳马氏体和贝氏体为主，佛山真空热处理，齿轮变形较大。通过实际生产检验和热处理工艺模拟发现，对于不同淬透性材料而言，齿轮底面变形趋势和规律也不同。
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