齒輪鍛件的材料種類很多，齒輪鍛件常用材質(zhì)為：40Cr、42CrMo、20CrMnMo、20CrMnTi等，42CrMo、40Cr鍛造齒輪在起重行業(yè)居多大規(guī)格齒輪鍛件為主，20CrMnMo、20CrMnTi用在傳動(dòng)機(jī)械鍛造齒輪居多，小件無主（參考）。齒輪大部分需要需要齒輪提高質(zhì)量，齒輪熱處理硬度在38-42HRC可以達(dá)到最佳性能，42CrMo的韌性比40Cr好很多，因?yàn)榍罢邿崽幚泶阃感愿?，這和其材質(zhì)聯(lián)系很大。還有，相同硬度下的強(qiáng)度很接近。在最佳性能40Cr的抗拉強(qiáng)度為60~75公斤/mm?,屈服強(qiáng)度為35~55公斤/mm?;42CrMo的抗拉強(qiáng)度為110公斤/mm?,屈服強(qiáng)度為95公斤/mm,顯然42CrMo的性能要比40Cr的性能好的多。
40Cr材質(zhì)有良好的淬透性，水淬時(shí)可淬透到直徑28~60mm,油淬時(shí)可淬透到直徑15~40mm。經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，材質(zhì)有良好的綜合力學(xué)性能，而且具有良好的低缺口敏感性和低溫沖擊韌性。40Cr齒輪鍛件在經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，常還進(jìn)行表面高頻淬火或氮化處理。當(dāng)硬度為174~229HBS時(shí)，切削加工性能較好，相對切削加工性為60%,40Cr材質(zhì)鍛件含碳量保持在0.40%左右，保證鋼具有良好的強(qiáng)度與韌性的配合。加入Cr元素主要是提高鋼的淬透性。淬火加熱時(shí)，Cr元素完全固溶于奧氏體中，提高鋼的淬透性。淬火后，Cr元素固溶強(qiáng)化基體組織，并改善基體組織的回火穩(wěn)定性。高溫回火時(shí)，部分Cr元素從基體組織中擴(kuò)散到析出的滲碳體Fe3C中形成合金滲碳體（Cr、Fe）3C。
齒輪鍛件用40Cr材質(zhì)鋼主要化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為：0.37%~0.44%C、0.17%~0.37%Si、0.50%~0.80%Mn、0.80%~1.10%cr、≤0.035%P、≤0.035%S。
其相變點(diǎn)為：Ac1770℃、Ac3805℃、Ms328℃。
40Cr齒輪鍛件始鍛溫度1100~1150℃，終鍛溫度800℃，鍛造后尺寸在60mm以上需緩慢冷卻。
與40Cr鍛造齒輪相比，42CrMo鍛造的齒輪性能優(yōu)于前者，尤其是淬透性高于40Cr鋼齒輪。調(diào)質(zhì)處理后，42CrMo鋼的齒輪鍛件具有較高的疲勞強(qiáng)度極限和抗多次沖擊能力，低溫沖擊韌性良好。
鍛造齒輪42CrMo鋼主要化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為：0.38%~0.45%c、0.17%~0.37%Si、0.50%~0.80%Mn、0.90%~1.20j%Cr、0.15%~0.25%Mo、≤0.30%Ni、≤0.030%P、≤0.030%S。
其相變點(diǎn)為：Ac1730℃、Ac3800℃、Ms310℃。
鍛造42CrMo齒輪始鍛溫度1130~1180℃，終鍛溫度850℃，鍛造后直徑尺寸在50mm以上需緩慢冷卻。
42CrMo齒輪中含碳量保持在0.42%左右，保證鋼具有良好的強(qiáng)度與韌性的配合。加入Cr、Mo元素主要是提高鋼的淬透性。淬火加熱時(shí)，Cr、Mo元素完全固溶于奧氏體中提高鋼的淬透性。淬火后，Cr、Mo元素固溶強(qiáng)化基體組織，并改善基體組織的回火穩(wěn)定性。高溫回火時(shí)，部分Cr、Mo元素從基體組織中擴(kuò)散到析出的滲碳體Fe3C中形成合金滲碳體（Cr、Mo、Fe）3C。另外Mo元素的加入可消除回火脆性。加入少量的Ni元素可改善鋼的韌性。
在選擇時(shí)應(yīng)考慮的因素也很多。一般情況下，齒輪鍛件的工作條件不同，輪齒的破壞形式不同，是確定齒輪強(qiáng)度計(jì)算準(zhǔn)則和選擇材料與熱處理的根據(jù)。
齒輪鍛件的材料首先要滿足工作條件的要求。工作條件的要求是選擇齒輪鍛件材料時(shí)首先應(yīng)考慮的因素，合金鋼常用于制作高速、重載并在沖擊載荷下工作的齒輪鍛件，如用于飛機(jī)的齒輪，要滿足質(zhì)量小、傳遞功率大和可靠性高的要求，因此必須選擇力學(xué)性能高的合金鋼，如要求齒輪尺寸盡可能小，應(yīng)采用表面硬化處理的高強(qiáng)度合金鋼。礦山機(jī)械中的齒輪傳動(dòng)，一般功率很大、工作速度較低、周圍環(huán)境中粉塵含量極高，則往往選擇鑄鋼或鑄鐵等材料。家用及辦公用機(jī)械的功率很小，但要求傳動(dòng)平穩(wěn)、低噪聲或無噪聲，以及能在少潤滑或無潤滑狀態(tài)下正常工作，因此常選用工程塑料作為齒輪材料。
擇齒輪鍛件材料應(yīng)考慮齒輪尺寸的大小、毛坯成形方法及熱處理工藝。大尺寸的齒輪一般采用鑄造毛坯，可選用鑄鋼或鑄鐵作為齒輪材料。中等或中等以下尺寸要求較高的齒輪常選用鍛造毛坯，可選擇鍛鋼制作。尺寸較小而又要求不高時(shí)，可選用圓鋼做毛坯。