在第2部分中，确定测试棒必须具有半径或应力集中，以便预测渗碳齿轮在弯曲载荷下会发生什么。还确定需要一种新的测试棒，可以更准确地代表无法通过车辆碰撞测试的差速器齿轮。测试棒必须能够在缓慢弯曲、弯曲冲击和弯曲疲劳条件下轻松测试。决定使用模拟齿根半径的超大夏比杆，而不是V形缺口【1】。超大的夏比棒被称为U形缺口棒，其尺寸为12.7毫米见方，63.5毫米长，支撑之间的距离为50.80毫米（图1）。半径为2.29毫米，半径底部的横截面为10.80毫米
该横截面被设计成复制目标差速器齿轮上的核心硬度，并且该横截面与发生断裂的实际齿轮齿的底部大致相同。通过制造一套新的尺寸稍大的夹具，U形缺口棒也可以很容易地在夏比试验机上运行。
渗碳钢试验
图2显示了使用U形缺口试棒【1】在慢速弯曲条件下测试的一系列渗碳钢。与第2部分中直径为1英寸的带肩测试棒相似，使用了8615、8620和8625低镍钢以及中镍4320和高镍9310。PS55是一种中镍高钼钢，也进行了评估。此外，对浅表层深度的碳氮共渗8625和4320以及未回火和高温回火的8615进行了测试。结果似乎与带肩杆的结果相似。
弯曲屈服（JEL）和极限强度最初随着芯部硬度的增加而增加。标准深度渗碳层通常在屈服值附近或以下开始开裂。这表现为载荷与挠度曲线上的一个小信号，可以听到。低镍钢的最大弯曲屈服和极限强度出现在33 HRC，然后极限强度下降并在40 HRC达到屈服。中镍4320钢似乎遵循相同的趋势，只是其产量略高于低镍钢。随着芯部硬度的增加，9310钢的抗弯强度继续增加，并且仍然保持单独的屈服强度和极限强度。PS55钢与9310相似，只是强度较低。轻质碳氮共渗8625和4320样品的抗弯强度也继续增加，超过40 HRC，并保持单独的屈服强度和极限强度。强度最高的棒材是4320轻质碳氮共渗样品和750°f回火的8615渗碳样品
标准350°F回火的8615渗碳样品的芯部硬度为31 HRC，回火的4320渗碳样品的芯部硬度为45 HRC。这与车辆碰撞测试中的实际档位相似。8615的抗弯强度高于4320。在350°F下对8615渗碳钢进行回火，与未回火条件相比，抗弯强度仅略有增加。8615渗碳钢在750°F温度下回火可大幅提高抗弯强度。
淬火脆化、表面层深度和合金含量
这进一步证实了渗碳层确实会发生淬火脆化。高于40 HRC的芯部高硬度可能是有害的，也可能是有益的，这取决于钢号和表面层深度。当两者的核心硬度都为40-45 HRC时，诸如4320的中镍钢可以提供比诸如8620的低镍钢适度增加的抗弯强度。然而，屈服和极限将是相同的，破坏将只是弹性的。PS55和9310等较高合金钢的抗弯强度随着核心硬度增加到40 HRC及以上而持续增加，并且它们保持延展性，具有单独的屈服和极限。中等镍钢（例如4320）具有较浅的表面层深度，可以提供类似于或优于9310的弯曲性能。由于渗碳层会发生淬火脆化【2】，因此渗碳层越少弯曲强度越好。
图3显示了图2【3】中使用的同一系列样品在冲击条件下的弯曲强度。使用仪器化的夏比测试仪来获得该数据。图3实际上与图2非常相似。主要区别是U型缺口测试棒在高应变率冲击条件下的弯曲强度更大。在该试验中，与8615渗碳样品相比，4320渗碳样品的弯曲强度略高。这与车辆测试中的实际差速齿轮不一致。
图4显示了冲击试验【3】吸收能量的结果。代表差速器齿轮的基准样品是样品2，即回火温度为350°F的8615渗碳钢。与没有回火的样品1相比，低温回火使吸收的能量增加了27%。在样品3中，750°F状态的8615与9310一样具有最高的抗弯强度，与350°F状态相比，吸收的能量仅略有增加。
在样品6中，与基线8615样品相比，渗碳的4320样品具有大约一半的吸收能量。这确实与我们在车辆碰撞测试中看到的一致。从图4可以看出，增加差速器齿轮吸收冲击能量的最佳选择是碳氮共渗4320或渗碳9310。碳氮共渗用在这些早期样品上，因为这是一种能够产生浅表层深度的有效工艺。对于合金钢来说，添加氨是不必要的，并且它被消除了，并且在机械性能或性能上没有差异。基于这一信息，使用轻质渗碳4320来解决差速器齿轮冲击问题。这与之前在车辆中测试的材料相同，但外壳深度较低。