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择与热处理工艺扮演着重要的角色，它们不但决定着齿轮的基本力学性能，还深刻影响着耐磨性、抗疲劳性以及加工成本。
材料科学基础
齿轮材料的选择需综合考虑强度、韧性、耐磨性及加工性等因素。常用材料包括碳钢、合金钢、铸铁及非金属材料等。碳钢和合金钢因具有较好的综合力学性能，广泛应用于重载、高速齿轮；而铸铁则因其良好的铸造性能和成本效益，常用于低速、轻载场合。
热处理技术
热处理是提升齿轮性能的关键步骤，通过改变材料的微观结构来优化其力学性能。渗碳、淬火加回火、表面淬火等是常用的热处理方法。渗碳处理能有效增加齿面硬度与耐磨性，适合承受高接触应力的齿轮；淬火加回火则能大幅提升齿轮心部的韧性和表面硬度，其抗冲击能力；表面淬火则主要用于轻载、要求心部具有良好韧性的齿轮，以提高齿面耐磨性。