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喷丸作为机械零件表面强化工艺已有广泛的应用，但硬齿面重载齿轮喷丸强化在我国工业生产中的应用并不广泛。其原因主要在于工艺安排方面喷丸在工序中所处位置的争论以及喷丸强化工艺对材料性能影响尚未量化两个方面。针对这些问题，本文对渗碳齿轮钢经过不同喷丸工艺喷丸后的粗糙度、应力水平、硬度、物相以及金相等指标进行分析，为喷丸工艺在重载渗碳齿轮上的应用进行基础研究。 所研究的材料为17CrNiMo6和20CrMnMo，热处理工艺为渗碳+淬火。喷丸采用机器人数控喷丸强化设备，保持喷丸过程中喷射角在90±5°，所用弹丸为铸钢丸，硬度50HRC，喷丸强度分别为0.2mmA、0.3mmA、0.4mmA、0.5mmA及0.6mmA，覆盖率100％。 粗糙度测试以及表面形貌研究表明：经不同工艺的喷丸强化处理后，两种材料均在表面产生一定的丸坑且未观察到微裂纹。随着喷丸强度的提高，其粗糙度随之增大，试样喷丸后粗糙度最大Ra达到1.697，为齿轮加工工序中喷丸定位提供综合考虑依据。 X射线衍射分析表明两种渗碳淬火材料经喷丸强化处理后奥氏体衍射峰消失，喷丸通过应力诱发马氏体相变使残余奥氏体转变为马氏体。同时，衍射半高宽均发生宽化，随着喷丸强度的提高，衍射宽化幅度增大，这是晶粒细化和微观残余应力双重作用的结果。 喷丸能够细化组织晶粒，且随着喷丸强度的增大，细化程度越明显。 喷丸强化不仅提高了材料的硬度，并且加大了硬化层深度。随着喷丸强度的提高，这两种效果越明显。 通过X射线应力仪测定喷丸层的应力分布可知：喷丸强化处理后，材料喷丸层从表面至距表面100μm处均表现为残余压应力，同时随着喷丸强度的提高，残余压应力值随之增大。但对17CrNiMo6渗碳淬火材料而言，0.6mmA的喷丸强度会造成过喷现象，其表层残余压应力值均低于0.5mmA喷丸强度时的残余应力。