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重载齿轮一般承受很大的交变载荷及摩擦力,所以要求重载齿轮钢要具有高的弯曲疲劳及接触疲劳强度。目前,通过表面强化处理以改善重载齿轮钢表面硬度及微合金化细化晶粒已成为提高重载齿轮钢疲劳性能的主要途径。17CrNiMo6为德国重载齿轮钢,具有很好的强韧性及疲劳性能,国产化后为17Cr2Ni2Mo钢,在其基础上,我们通过V、Nb微合金化研制了新型重载齿轮钢17Cr2Ni2MoVNb。本文主要通过热膨胀,热模拟及旋转弯曲疲劳试验对17Cr2Ni2Mo钢和17Cr2Ni2MoVNb钢进行相变特征,热塑性及疲劳强度的对比研究。同时,重点分析不同渗碳层深度对17Cr2Ni2MoVNb钢疲劳强度的影响。获得以下研究结果：(1)热膨胀试验表明,17Cr2Ni2Mo钢和17Cr2Ni2MoVNb钢的CCT图均出现珠光体区与贝氏体区的分离,在550℃形成一个过冷奥氏体极端稳定区。17Cr2Ni2MoVNb钢的AC3点和Ms点温度分别为805℃和450℃,17Cr2Ni2Mo钢的AC3点和Ms点温度分别为800℃和430℃。随着冷却速度的升高,两试验钢依次出现F+P组织、B+F+P组织、B组织、B+M组织和M组织,硬度依次增加。(2)热模拟试验表明,经V、Nb微合金处理的17Cr2Ni2MoVNb钢的高温抗拉强度比17Cr2Ni2Mo钢稍高。17Cr2Ni2MoVNb钢在600℃-1200℃温度区间均保持良好的塑性,面缩率在75%以上；而17Cr2Ni2Mo钢塑性变化较剧烈,950℃-1200℃塑性良好,面缩率保持在80%以上,在700℃-825℃区间出现脆性区,面缩率降至55%。17Cr2Ni2MoVNb钢中[N]含量(0.0057%)显著低于17Cr2Ni2Mo钢(0.0130%),这是两试验钢热塑性差别的主要原因。(3)旋转弯曲疲劳试验表明,渗碳17Cr2Ni2MoVNb钢与17Cr2Ni2Mo钢的疲劳强度相当,分别为935MPa和945MPa。起裂方式大都为表面夹杂起裂,且临界夹杂物尺寸相同。通过对不同渗碳层深度的17Cr2Ni2MoVNb钢的疲劳性能研究表明,随着渗碳层深度的增加,在表面硬度增大的前提下,试验钢的疲劳强度呈现逐渐升高的趋势；此外,表面硬度是影响渗碳试验钢疲劳强度的主要因素。