齿轮产品是机械工业的关键基础件，绝大部分机械成套设备的主要传动部件都是齿轮传动。近年来，我国齿轮产业快速发展，齿轮产业已成为中国机械通用零部件基础件领域的级行业，中国已经成为名副其实的世界齿轮制造大国。而齿轮行业的主要上游产业为钢铁产业，钢铁是齿轮产品的主要原材料来源，因此齿轮钢的变动对齿轮行业有着直接的影响。
齿轮钢的应用齿轮钢使用覆盖面较广，我国齿轮产业由三部分合成：车列齿轮、工业齿轮和齿轮装备。其中，车列齿轮其市场份额达到60%;工业齿轮由工业通用、专用、特种齿轮构成，其市场份额分别为18%、12%、8%;齿轮装备占市场份额的2%。
车辆齿轮主要是为汽车、摩托车、农用运输车、农机、工程机械配套的齿轮，以汽车齿轮为主。车辆齿轮中汽车齿轮占60%、摩托车3.5%、农用运输车15%、农机12%、工程机械9.5%。
工业齿轮是为工业企业用各种成套机械装备配套的齿轮装置(如减速机)，约占齿轮总量的40%。
2、齿轮钢的市场需求2018年我国齿轮钢产量达347万吨，从供需情况看，国产齿轮钢在数量上基本能满足国内汽车及工程机械齿轮的需求。随着我国经济的稳步增长，机械制造业持续发展，汽车等制造业用齿轮钢，作为重点发展的关键特钢品种;高强高韧汽车用钢、高品质轴承钢、寿命更持久的齿轮需求量日趋增长，无疑将对齿轮钢市场注入强大的动力和活力。
我国齿轮钢的生产主要集中在特钢企业，大约占总量的35%。
齿轮钢不但要有良好的强韧性、耐磨性，承受冲击，弯曲和接触应力，且还要变形小、精度高、噪音低。齿轮的生产和加工工艺，除了一般的淬火、回火热处理外，还采用渗碳淬火、氮化处理、高频淬火等多种表面硬化处理。通常，齿轮制造对齿轮钢的技术要求主要有：
(1)足够的心部淬透性和良好的深层淬透性，确保齿轮渗碳淬火时渗层和心部不出现过冷奥氏体分解产物;
(2)齿轮渗碳淬火后变形小，免去或减少磨削加工，降低运行噪音;
(3)良好的成形性;
(4)良好的可热处理性。
高质量水平的齿轮钢主要表现在三个方面：即末端淬透性带窄，离散度小;纯洁度高;晶粒细小均匀。此外，良好的加工性能(包括冷、热加工性和易切削性)也是齿轮行业所关心的重要指标。
1、末端淬透性
用末端淬透性来代替以往的机械性能检验是评价齿轮钢质量的重大进步。末端淬透性的稳定与否对齿轮热处理后变形量的影响很大，淬透性带宽度愈窄，离散度愈小，愈有利于齿轮的加工及提高其啮合精度。我国现行的GB/T5216-2004《保淬透性结构钢》标准中的淬透性带“带宽”水平与美国、德国的H钢(HH钢、HL钢)标准水平基本上是相当的。我国目前对齿轮的带宽控制情况是:骨干企业是两点控制，J9一般为6～8HRC，J15一般为6～10HRC;一般企业要求符合GB/T3077-1999或单点控制。国外对齿轮钢淬透带宽的控制一般是全带控制在4～7HRC。
2、钢中氧含量及夹杂物的要求
氧含量对齿轮疲劳寿命的影响已越来越受到人们的关注。日本对Cr、Cr-Mo、Cr-Ni-Mo渗碳合金钢的氧含量和疲劳寿命之间的关系曾做过实验，当氧含量从25×10E-6降到10×10E-6以下时，其疲劳寿命可以数倍的增加，中国对SCM420H、20MnCr5等引进钢种也进行过脱气和不脱气的对比实验，证实脱气50多以上。由于工业发达国家拥有先进的技术装备和工艺技术，其齿轮钢的氧含量普遍较低，1986年开始至今我国分别从日本、德国、奥地利等国进4口的齿轮钢其氧含量波动在(7～18)×10E-6。中国电炉单炼的20CrMnTi氧含量水平约(30～40)×10E-6，电炉+LF炉双炼法生产的齿轮钢氧含量约25×10E-6，经VD真空处理后可达到20×10E-6以下。为了适应齿轮钢的新要求，各钢厂经技术改造，生产的齿轮钢纯净度也达到较高水平，大大缩短了与国际水平的差距。
目前齿轮行业标准已将汽车用齿轮钢的氧含量规定为≤20×10E-6，而很多采用LF+VD或LF+RH精炼处理的特殊钢厂家，已可以将齿轮钢的氧含量控制在15×10E-6以下。非金属夹杂物中B、D类夹杂对齿轮的疲劳寿命影响非常大，这两类夹杂物也与氧含量有关，同时与非金属夹杂物的尺寸及分布有很大关系。目前要求B类夹杂不大于2级，D类夹杂不大于l级。A类夹杂对齿轮钢的疲劳寿命影响不大，并且随着易切削齿轮的发展，钢中对硫含量的上、下限都提出了要求，因此齿轮钢今后对A类夹杂的数量、形态及分布提出要求。C类夹杂为硅酸盐类夹杂，由于冶炼装备的变化，目前国内大多数特钢厂都可以达到1级以下的水平。
3、晶粒度
晶粒尺寸大小是齿轮钢的又一项重要指标，细小均匀的奥氏体晶粒度对稳定钢材的末端淬透性，减少齿轮热处理后的变形量，提高渗碳钢的脆断抗力具有重要意义。因为粗粒的晶粒使渗层碳浓度相对增高，导致脆性增加，使弯曲强度下降，齿面容易剥落。如果出现混晶，有可能使齿牙之间的热处理变形失去规则而无法配对。晶粒细化主要通过添加一定量的细化晶粒元素如Al、Ti、Nb等来达到。
现在比较一致的看法是：控制Al含量为0.020%～0.055%，同时，配以一定的氮含量0.010%-0.018%，使之形成AIN起钉扎作用，可阻止晶粒长大。
4、加工性和易切削性
随着齿轮加工线的自动化，为了不断提高生产效率，许多国家正在研究使用易切削的齿轮钢。在法国和德国标准中，有许多硫有下限要求的钢号，其硫含量一般只0.020%～0.035%，而不是原先概念中硫越低越好的思路。这些钢比我国国标GB731-88易切削结构钢技术条件中的硫含量(低的S=0.040%～0.080%，高的S=0.23%～0.33%)低得多。显然仅按常规的冶炼方法来提高易切削性仍是比较困难的，需要通过合适的冶炼工艺以改善硫化物的形状及其分布状态来达到。另外，通过钢材锻轧后的空冷处理，防止粒状贝氏体的出现，改善金相组织，也是提高切削性能的有效途径。
