15Cr14Co12Mo5Ni2WA钢是一种优良的渗碳钢。该材料使用温度高、耐蚀性能好、韧性高，可在450℃的环境下长期稳定工作，能够满足航空发动机齿轮在更高速、更高温度和更高载荷的苛刻条件下安全运行。
该材料的制造工艺成熟度较低，现有常规钢材料的渗碳工艺无法直接应用到该材料，容易出现金相组织不合格、不同渗碳部位渗层深度无法达到设计要求，因此结合型号需求，急需开展和推进新型高强齿轮钢及齿轮制造技术成熟度的提升。
在航空航天领域有许多齿轮零件承受一定的扭应力，常因扭转疲劳而损坏，因而要求钢具有优良的扭转疲劳性能。在扭转应力下钢的断裂机制比较复杂，扭转疲劳断裂的断口一般分为三种断裂类型:即正断型NF(断口面与轴线成45°)，横向剪切型LS(断口面与轴线垂直)和纵向剪切型TS(断口面与轴线平行)。在纵向和横向混合断口的情况下，若纵向剪切的长度小于试样半径,则定为横向剪切型，反之为纵向剪切型。
通过扭转疲劳试验，研究了15Cr14Co12Mo5Ni2钢的扭转疲劳断裂的裂纹扩展行为和夹杂物尺寸与扭转疲劳寿命之间的关系。得到了钢的扭转疲劳极限强度和τ-N曲线，15Cr14Co12Mo5Ni2钢的扭转疲劳极限强度为350MPa，扭转疲劳寿命分散度较大。通过断口观察，发现15Cr14Co12Mo5Ni2钢的疲劳破坏模式以表面破坏和近表面破坏为主，主要由氧化物夹杂引起。通过计算应力强度因子ΔK和裂纹扩展门槛值ΔKth分析15Cr14Co12Mo5Ni2钢的疲劳裂纹扩展的断裂力学条件，试验钢在断裂过程中受载荷情况为，II型载荷—I型载荷—II型载荷—I+II型载荷，分别对应起裂源区、纤维区、疲劳裂纹扩展区和瞬断区；当有大裂纹产生时，则不会产生纤维区，受载荷情况则为：II型载荷—I+II型载荷。通过公式推导和数据拟合得到夹杂物尺寸和15Cr14Co12Mo5Ni2钢扭转疲劳寿命的关系，发现随着夹杂物尺寸减小，钢的τ-N曲线向高寿命区移动。当引起裂纹萌生的夹杂物尺寸小于5μm时，在350MPa应力下，15Cr14Co12Mo5Ni2钢的扭转疲劳寿命超过107循环周次。
