在第一部分中，确定渗碳层不像硬度预测的那样坚固。既然在弯曲过程中，施加在表面的应力最大，那么渗碳齿轮是如何发挥作用的呢？本部分和第三部分的大部分信息自1988年以来一直处于公共领域，但它是永恒的，将有助于理解这个问题。
20世纪80年代中期，在车辆耐久性测试中，后轮轴轻型卡车存在低冲击寿命问题。在车辆离合器倾卸测试的3-5个循环后（加速发动机并使脚离开离合器），差速器齿轮失效。那是在差速齿轮的轮齿仍然是机加工而不是净成形的时候。Revacycle加工齿轮由8615渗碳钢制成，表面深度约为0.89毫米，中心硬度约为30-35 HRC。故障模式为差速器小齿轮齿根半径处的弯曲过载。
渗碳钢牌号的研究
开始研究不同级别的渗碳钢和回火温度的影响【1】。使用无缺口夏比棒是因为考虑到缺口棒的性能可能太低而无法显示任何有意义的差异。这项研究的数据如表1所示。高温回火之所以得到评估，是因为它被用于提高某些赛车应用的冲击强度，在这些应用中，齿轮每周末都要更换，寿命不是问题。
弯曲时，应力在表面最大，在横截面中心为零。基于硬度，渗碳是理想的，因为它将高硬度和强度置于最需要的表面。随着回火温度的升高，表面变软，这将降低强度。然而，如果我们看图1，我们可以看到极限强度实际上随着回火温度的增加而增加，并在大约316°C时达到最大值，此时表面硬度从66 HRC下降到大约52 HRC。
同样，由约翰逊弹性极限或JEL（斜率变化50%）确定的屈服强度在回火温度为260℃时达到最大值，此时表面硬度降至59 HRC。这表明渗碳层不像硬度显示的那样坚固。正如我们在第1部分中看到的那样，它正在遭受一种称为淬火脆化的脆化。渗碳层不能达到其基于硬度的全部潜在强度，因为它在任何显著塑性发生之前在弹性区域失效。这不是异常现象，而是渗碳部件的正常现象。它是脆性材料的一个主要例子，这种材料已经存在了很长时间，并且在要求苛刻的应用中仍能很好地发挥作用。
脆化问题
高温回火肯定会在一定程度上解决脆化问题；然而，磨损和疲劳寿命将成为主要问题。
淬硬低碳钢通常不会发生淬火脆化。然而，在用于硬化的同一扫描设备上回火的中碳1038感应硬化轴上记录了类似的回火脆化问题【3】。事实上，高温回火具有增加抗弯强度和降低硬度的相同效果。对于炉内回火的非脆化轴，抗弯强度和延展性在300°c时保持不变。脆化轴在原点处显示出沿晶断裂，而正常炉内回火轴也显示出沿晶断裂，但有少量凹痕断裂。
增加冲击强度
表1中的无缺口夏比杆数据表明，与8615相比，4320钢应该是提高差速器齿轮冲击强度的更好选择。在150°C下回火的4320的极限强度从33.2千牛增加到36.9千牛，冲击能从24-26千牛增加到38-41千牛。试棒数据还显示4320的核心硬度增加应该不成问题。图2显示增加的芯应该增加弯曲强度。齿轮由4320钢制成，重新进行卡车冲击试验，寿命降低到只有1-2个循环。试棒数据似乎与实际零件不一致。
测试棒和实际零件之间的主要区别是零件具有增加应力的根部半径，而测试棒没有。结果，设计了一系列新的一英寸圆形试棒，支撑之间的距离为6英寸。图3显示了没有半径的光滑测试棒，图4显示了具有半径的带肩测试棒。
评估核心硬度
为了评估芯部硬度的影响，在8600系列低镍族（8615、8620、8625、8630、8640）中改变了碳含量和最终的淬透性，并使用中镍族（4620和4320）中的合金含量改变了淬透性。这些棒在缓慢弯曲、落塔冲击和疲劳条件下进行测试。光滑棒材的缓慢弯曲结果如图5【4】所示。]