熱處理是齒輪加工制造中的關鍵且復雜的因素，其極大地影響了每個齒輪在傳遞動力或將運動傳遞到組件中的其他部件方面的性能。熱處理通過改變其化學，冶金和物理特性來優化性能并延長使用中的齒輪的壽命。這些特性是通過考慮齒輪的幾何形狀，動力傳遞要求，在負載下的齒輪內的不同點處的應力，負載循環率，材料類型，配合部件設計和其他操作條件來確定的。
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熱處理改善了物理性能，例如表面硬度，這賦予了耐磨性以防止齒和軸承表面簡單地磨損；熱處理還通過產生地下壓應力來改善齒輪的疲勞壽命，以防止齒輪齒上的高接觸應力引起的點蝕和變形。這些相同的壓縮應力可防止齒輪根部因周期性彎曲而發生疲勞失效。
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物理性質如表面硬度，芯部硬度，表面深度，延展性，強度，耐磨性和壓縮應力分布可根據所應用的熱處理類型而有很大變化。對于任何給定類型的熱處理，可以通過改變工藝參數（例如加熱源，溫度，循環時間，氣氛，淬火介質和回火循環）來調整結果，以滿足特定的應用要求。
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