齿轮钢不但要有良好的强韧性、耐磨性，承受冲击，弯曲和接触应力，且还要变形小、精度高、噪音低。通常，高质量水平的齿轮钢主要表现在三个方面，即末端淬透性带窄，离散度小；纯洁度高；晶粒细小均匀。此外，良好的加工性能(包括冷、热加工性和易切削性)也是齿轮行业所关心的重要指标。
3．1 末端淬透性
用末端淬透性来代替以往的机械性能检验是评价齿轮钢质量的重大进步。末端淬透性的稳定与否对齿轮热处理后变形量的影响很大，淬透性带宽度愈窄，离散度愈小，愈有利于齿轮的加工及提高其啮合精度。中国现行的gb／t5216—2004《保淬透性结构钢》标准中的淬透性带“带宽”水平与美国、德国的h钢(hh钢、hl钢)标准水平基本上是相当的，例如在j9和ji5处，一般都限制在0～12hrc范围内波动。而hh、hl钢的带宽一段都限制在7～8hrc范围内波动。
3．2 钢中氧含量及夹杂物的要求
氧含量对齿轮疲劳寿命的影响已越来越受到人们的关注。日本对cr、cr—mo、cr—ni—mo渗碳合金钢的氧含量和疲劳寿命之间的关系曾做过实验，当氧含量从25×10—6降到10×10—6以下时，其疲劳寿命可以数倍的增加，中国对scm420h、20mncr5等引进钢种也进行过脱气和不脱气的对比实验，证实脱气50多以上。
由于工业发达国家拥有先进的技术装备和工艺技术，其齿轮钢的氧含量普遍较低，1986年开始至今我国分别从日本、德国、奥地利等国进口的齿轮钢其氧含量波动在(7～18)×10—6。中国电炉单炼的20crmnti氧含量水平约(30～40)×10—6，电炉+lf炉双炼法生产的齿轮钢氧含量约25×10—6，经vd真空处理后可达到20×10—6以下。为了适应齿轮钢的新要求，各钢厂经技术改造，生产的齿轮钢纯净度也达到较高水平，大大缩短了与国际水平的差距。目前齿轮行业标准已将汽车用齿轮钢的氧含量规定为≤20×10—6，而很多采用lf+vd或lf+rh精炼处理的特殊钢厂家，已可以将齿轮钢的氧含量控制在15×10—6以下。
非金属夹杂物中b、d类夹杂对齿轮的疲劳寿命影响非常大，这两类夹杂物也与氧含量有关，同时与非金属夹杂物的尺寸及分布有很大关系。目前要求b类夹杂不大于2级，d类夹杂不大于l级。a类夹杂对齿轮钢的疲劳寿命影响不大，并且随着易切削齿轮的发展，钢中对硫含量的上、下限都提出了要求，因此齿轮钢今后对a类夹杂的数量、形态及分布提出要求。c类夹杂为硅酸盐类夹杂，由于冶炼装备的变化，目前国内大多数特钢厂都可以达到1级以下的水平。
3．3 晶粒度
晶粒尺寸大小是齿轮钢的又一项重要指标，细小均匀的奥氏体晶粒度对稳定钢材的末端淬透性，减少齿轮热处理后的变形量，提高渗碳钢的脆断抗力具有重要意义。因为粗粒的晶粒使渗层碳浓度相对增高，导致脆性增加，使弯曲强度下降，齿面容易剥落。如果出现混晶，有可能使齿牙之间的热处理变形失去规则而无法配对。晶粒细化主要通过添加一定量的细化晶粒元素如al，ti，nb等来达到。为此国内外都在为细化晶粒度积极攻关。
目前我国齿轮钢的晶粒度级别一般要求5～8级，而日本特别强调渗碳齿轮钢的晶粒度应不粗于6级，这是值得我们注意的。从目前某些引进齿轮钢来看，昆晶现象极易发生，这就要求钢厂和齿轮厂在工艺上积极采取措施，共同攻克这一难题。国内外对细化品粒都十分重视。现在倾向一致的看法是：控制al含量为0．020%～0．055％，同时，配以一定的氮含量0．010％一0．018％，使之形成ain起钉扎作用，可阻止晶粒长大。
3．4 加工性和易切削性
随着齿轮加工线的自动化，为了不断提高生产效率，许多国家正在研究使用易切削的齿轮钢。在法国和德国标准中，有许多硫有下限要求的钢号，其硫含量一般只有0．020％～0．035％，而不是原先概念中硫越低越好的思路。这些钢比我国国标gb731—88易切削结构钢技术条件中的硫含量(最低的s=0．04％～