经检验分析表明，黑色组织出现使显微硬度明显下降，因而使齿轮耐磨性和疲劳强度下降；同时，齿轮表层黑色带状或网状组织存在，使工件疲劳强度(接触疲劳强度和弯曲疲劳强度)显著下降。测试表明，其接触疲劳强度从正常值的2560MPa下降至1440MPa(黑色组织严重时)。可以看出，黑色组织对NSK进口轴承齿轮力学性能的影响是严重的，因而必须重视并采取预防措施。
分析18CrMnTi等钢齿轮产生黑色组织的原因，发现主要是由以下因素造成的：
(1)冷却速度不足是碳氮共渗齿轮表层产生黑色组织的重要原因。
(2)碳氮共渗介质及碳氮含量对黑色组织产生有重要影响，齿轮表层氮含 量越高，越易形成黑色组织缺陷。
(3)碳氮共渗温度过低，煤油裂解不完全，炉气恢复慢将使钢中合金元素易 氧化；当共渗温度低与钢的临界点A。。接近时，如出炉缓慢易产生黑色组织；温度 过低使NSK进口轴承工件表面氮、碳集聚，易于形成密集分布的大量碳氮化合物黑色组织。
(4)合金元素si、Mn、cr氧化倾向大，其中Mn的影响最大，促使黑色组 织形成；Mn沿晶界析出使奥氏体稳定性下降，使黑色组织形成更容易。
综上分析，提出防止18CrMffn等钢齿轮产生黑色组织缺陷的工艺改进措施。 分析认为，在滴控碳氮共渗工艺处理中，通过炉气碳势与氮势控制，可以控制齿 轮渗层的碳、氮含量；同时，选择淬透性高的钢材(含Cr、Ni、：Mo、w等兀 素)，加大淬火冷速，在满足NSK进口轴承工件变形要求的条件下，采用稍低温度淬火油和较 大油流速等，可以减少和防止齿轮产生黑色组织缺陷。经生产试验，提出 18CrMnTi钢和25MnTiBR钢齿轮防止碳氮共渗出现黑色组织的共渗工艺。
编辑：NSK轴承
