随着现代机械设备技术参数的不断提高，对齿轮的性能提出了更高的承载能力和可靠性要求，由于重载齿轮在使用前要经过渗碳和淬火处理，若奥氏体晶粒不均匀，将导致齿轮淬火时畸变加剧及疲劳强度降低，因此奥氏体晶粒对钢处理后的组织起着很重要的作用。承载能力和可靠性的提高要求渗碳齿轮钢具有良好的综合性能，原设计成分重载齿轮用20CrNi2Mo渗碳钢已不能满足要求，一些厂家尝试在20CrNi2Mo钢基础上添加微合金化元素Nb。Nb为广泛使用的微合金化元素，Nb能与N、C结合，形成稳定的氮化物、碳化物，可显著提高再结晶温度，阻止奥氏体晶粒的长大，从而细化晶粒，改善材料的性能。20CrNi2Mo钢中加Nb后，可用于制造各种重型汽车、重型挖掘机、重型吊车、重型机床及其他重型机械的传动齿轮、齿轮轴等各种质量指标要求极为严格的重载齿轮钢。

　　采用光学显微镜及力学性能等检验方法，研究了Nb对重载齿轮用20CrNi2Mo钢热处理后组织和力学性能的影响。结果表明，加Nb后的20CrNi2Mo钢，晶粒明显细化;当奥氏体化温度在900℃以上时，晶粒开始长大，且随奥氏体化温度的提高，晶粒逐渐长大;加Nb后在920℃奥氏体温度下保温10h，奥氏体晶粒没有异常长大;加Nb后20CrNi2Mo钢的强度、伸长率和冲击韧性均有提高，且随回火温度的升高，抗拉强度降低，伸长率和冲击吸收能量升高