15Cr14Co12Mo5Ni2WA鋼是一種優良的滲碳鋼。該材料使用溫度高、耐蝕性能好、韌性高，可在450℃的環境下長期穩定工作，能夠滿足航空發動機齒輪在更高速、更高溫度和更高載荷的苛刻條件下安全運行。
該材料的制造工藝成熟度較低，現有常規鋼材料的滲碳工藝無法直接應用到該材料，容易出現金相組織不合格、不同滲碳部位滲層深度無法達到設計要求，因此結合型號需求，急需開展和推進新型高強齒輪鋼及齒輪制造技術成熟度的提升。
在航空航天領域有許多齒輪零件承受一定的扭應力，常因扭轉疲勞而損壞，因而要求鋼具有優良的扭轉疲勞性能。在扭轉應力下鋼的斷裂機制比較復雜，扭轉疲勞斷裂的斷口一般分為三種斷裂類型:即正斷型NF(斷口面與軸線成45°)，橫向剪切型LS(斷口面與軸線垂直)和縱向剪切型TS(斷口面與軸線平行)。在縱向和橫向混合斷口的情況下，若縱向剪切的長度小于試樣半徑,則定為橫向剪切型，反之為縱向剪切型。
通過扭轉疲勞試驗，研究了15Cr14Co12Mo5Ni2鋼的扭轉疲勞斷裂的裂紋擴展行為和夾雜物尺寸與扭轉疲勞壽命之間的關系。得到了鋼的扭轉疲勞極限強度和τ-N曲線，15Cr14Co12Mo5Ni2鋼的扭轉疲勞極限強度為350MPa，扭轉疲勞壽命分散度較大。通過斷口觀察，發現15Cr14Co12Mo5Ni2鋼的疲勞破壞模式以表面破壞和近表面破壞為主，主要由氧化物夾雜引起。通過計算應力強度因子ΔK和裂紋擴展門檻值ΔKth分析15Cr14Co12Mo5Ni2鋼的疲勞裂紋擴展的斷裂力學條件，試驗鋼在斷裂過程中受載荷情況為，II型載荷—I型載荷—II型載荷—I+II型載荷，分別對應起裂源區、纖維區、疲勞裂紋擴展區和瞬斷區；當有大裂紋產生時，則不會產生纖維區，受載荷情況則為：II型載荷—I+II型載荷。通過公式推導和數據擬合得到夾雜物尺寸和15Cr14Co12Mo5Ni2鋼扭轉疲勞壽命的關系，發現隨著夾雜物尺寸減小，鋼的τ-N曲線向高壽命區移動。當引起裂紋萌生的夾雜物尺寸小于5μm時，在350MPa應力下，15Cr14Co12Mo5Ni2鋼的扭轉疲勞壽命超過107循環周次。
