齿轮零件热处理是一种常见热处理。齿轮类零件的主要作用是传递扭矩、调节速度、改变运动方向。一对相互啮合的齿轮，是通过齿面的接触、滑动传递动力，所以齿根受很大交变弯曲应力作用、齿面受较大接触应力并有强烈的摩擦和磨损。在换档、启动、啮合不良时，承受一定的冲击载荷。常见的失效形式有轮齿折断、齿面磨损、齿面剥落、齿面点蚀、过载断裂等。

因此齿轮的力学性能要求主要有以下三方面：

（1）高的弯曲疲劳强度。

（2）齿面应具有高的接触疲劳强度、高的硬度和耐磨性。

（3）齿轮心部应具有良好的综合力学性能或较好的强韧性。

根据齿轮的性能要求，齿轮零件常用材料及热处理主要有以下几方面：

（1）中碳钢和中碳合金钢。一般承载不大的低、中速传动齿轮，常选用40、45、40Cr、40MnB钢等，经调质处理或正火（要求不高时）达到性能要求（较好的综合力学性能）。经表面淬火、低温回火，表面硬度可达52～58HRC，具有较高的耐磨性。这类齿轮不能承受较大的冲击载荷。

（2）低碳钢和低碳合金钢。承受较大冲击载荷的重载高速齿轮一般选用20Cr、20CrMnTi、20MnVB、18Cr2Ni4WA钢等，个别要求不高的也可选用20钢。经渗碳、淬火、低温回火，可使齿面获得很高的硬度（58～62HRC）和耐磨性，心部具有较高的强度和韧性。

（3）对直径较大（φ＞400～600mm）、形状复杂的齿轮毛坯，难以锻造成形时，可采用铸钢，如ZG270-500、ZG310-570等。

（4）对一些轻载、低速、不受冲击、精度要求不高的不太重要的齿轮，可采用灰铸铁，如HT200、HT250、HT300等。灰铸铁多用于开式传动；在闭式传动中，可用球墨铸铁代替铸钢制造齿轮，如QT600-3、QT500-7等。