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本文研究了渗碳工艺对8620H齿轮钢微观组织、弯曲疲劳极限和耐磨性能的影响;采用金相、硬度、弯曲疲劳、SEM和三维轮廓仪等多种检测手段，所得主要结论如下: 气氛渗碳试样在表面存在一层厚度分布不均匀的非马氏体组织，表现为齿根转角处最为明显，主要呈带状分布，深度约0.023mm，节圆处主要呈带状与网状，深度约0.02mm，齿顶处仅有少量网状非马氏体组织存在，深度较浅，约0.015mm。非马氏体组织硬度比较低，平均为400HV，但其不影响基体组织的形成，淬火和回火后，节圆处的马氏体和残余奥氏体组织能达到3～4级。气氛渗碳齿根弯曲疲劳极限为692.5MPa，断裂形式为塑性断裂，疲劳裂纹源于富C和Mo相。弯曲疲劳强度随着表层非马氏体组织厚度的增加呈先升高后下降的趋势。气氛渗碳在不同条件下主导的磨损机制有所不同。随着载荷的增加平均表观摩擦系数升高，磨损量也逐渐升高;转速为研究变量时，平均表观摩擦系数随转速的增加而降低，磨损量呈先升高后下降趋势;时间为研究变量时，平均表观摩擦系数基本保持不变，磨损量明显升高;变量为载荷与低转速时，磨粒磨损为主要磨损机制，其他条件下，主要磨损机制为粘着磨损;同时实验结果显示表面非马氏体组织的存在，加剧了材料的磨损，明显降低8620H钢的耐磨性。 真空渗碳条件下，材料表面无非马氏体组织存在，节圆处马氏体和残余奥氏体组织达到3-4级。真空渗碳齿根弯曲疲劳极限为680.6MPa，比气氛渗碳的弯曲疲劳极限稍低，但基本在同一水平，断裂形式为塑性断裂，疲劳源为一种富含C和Mo的化合物。真空渗碳在不同条件下主导的磨损机制有所不同。随着载荷的增加平均表观摩擦系数下降，磨损量先升高后下降;转速为研究变量时，平均表观摩擦系数随转速的增加而降低，磨损量呈先升高后下降趋势;时间为研究变量时，平均表观摩擦系数基本保持不变，磨损量明显升高;低载荷与时间为变量时，主要磨损机制为磨粒磨损，其他条件下，粘着磨损为主要机制。此外，分别在载荷和转速为变量的条件下真空渗碳表现出较好的耐磨性，磨损量都比气氛渗碳少30％以上，时间为研究变量时，真空渗碳的磨损量比气氛渗碳的高。