零件名稱：在線亞洲日產一區二區:不銹鋼軸套，見圖8-1.
材質：3Cr13不銹鋼
熱處理(li)要求：
a. 調質硬度：241~285HB.
b. 中(zhong)120mm外圓(yuan)部位，在圖示長度內表面(mian)淬火(huo)硬度，50、56HRC;深度，1~1.5mm.
1. 零件常見的失效形式及(ji)應(ying)具備的性能
零件(jian)外(wai)圓表面與密封材料產生摩(mo)擦(ca)，因磨損使(shi)間(jian)隙增大，發生介質(zhi)泄漏。
要(yao)求零件基體具(ju)(ju)有一(yi)定(ding)的強度，表面(mian)具(ju)(ju)有較高(gao)的硬度和耐(nai)磨損性能。零件又長期在有一(yi)定(ding)腐(fu)蝕性的高(gao)溫水介質中運轉(zhuan)，需要(yao)一(yi)定(ding)的耐(nai)腐(fu)蝕性。
2. 材(cai)料(liao)選(xuan)(xuan)用(yong)原(yuan)則及(ji)熱處理方法選(xuan)(xuan)擇
軸套(tao)(tao)材料選(xuan)用(yong)(yong)3Cr13馬氏(shi)體不銹鋼鍛件。3Cr13具有一定的(de)耐腐蝕性，可滿足抗高溫水介質腐蝕的(de)條件。可用(yong)(yong)調(diao)質熱(re)(re)處理(li)提(ti)高零(ling)件的(de)整體強度(du)，滿足241~285HB的(de)硬度(du)要求(qiu)，可以通過高頻(pin)感應加(jia)熱(re)(re)淬火(huo)方法，使軸套(tao)(tao)工(gong)件表面硬度(du)提(ti)高到50~56HRC.從而(er)滿足零(ling)件的(de)設計和使用(yong)(yong)要求(qiu)。
3. 零(ling)件(jian)主要(yao)加工工序
鍛造－退火(huo)（A)-機加工－調(diao)質（B)-機加工－高頻(pin)表(biao)面淬火(huo)（C)-磨外圓－修(xiu)整－檢查。
4. 熱處理(li)工藝分析(xi)及注(zhu)意問題
a. 退火
3Cr13屬于接近共(gong)析成(cheng)分的(de)(de)馬氏體(ti)不銹(xiu)鋼。在鍛造及鍛后冷卻過(guo)程(cheng)中(zhong)，可能存在較大的(de)(de)殘(can)留應力和組(zu)織(zhi)的(de)(de)不均(jun)勻性，硬度(du)偏高，不便加工，因(yin)此，應采(cai)用完全(quan)退火處理，以達(da)到消除應辦、改善組(zu)織(zhi)、降低硬度(du)的(de)(de)作用。退火工藝見(jian)圖8-2。
完全(quan)退火加(jia)熱溫度可(ke)選870~890℃,充分保溫后(hou)爐冷(leng)或以(yi)不大(da)于50℃/h的速度冷(leng)卻至550℃以(yi)下出爐。
3Cr13鋼合金元素較(jiao)多，應控(kong)制入爐(lu)溫度(du)和(he)升溫速度(du)，以(yi)保證(zheng)工(gong)件(jian)加熱均勻和(he)防止產(chan)生加熱裂紋。冷卻時一定(ding)要控(kong)制冷卻選(xuan)度(du)，保證(zheng)能獲得平衡穩(wen)定(ding)組織和(he)有(you)效地降低(di)硬度(du)。工(gong)件(jian)降溫至550℃以(yi)下(xia)可出爐(lu)空冷。應注意，當工(gong)件(jian)裝爐(lu)量較(jiao)大時，在(zai)冷卻過(guo)程中，設備儀(yi)表指(zhi)示的(de)(de)溫度(du)雖然(ran)顯示550℃,但中間工(gong)件(jian)的(de)(de)實際溫度(du)有(you)可能高于儀(yi)表指(zhi)示的(de)(de)溫度(du)，必須保證(zheng)工(gong)件(jian)溫度(du)低(di)于550℃時出爐(lu)，否(fou)則，工(gong)件(jian)硬度(du)會(hui)增(zeng)高。
3Cr13鍛件經完(wan)全退火處理(li)后，金相組織應為珠(zhu)光體或少量碳化物。退火后的硬度一般不大于220HB。
b. 調質(zhi)
與其他鋼(gang)調(diao)質一樣(yang)，3Cr13 鋼(gang)調(diao)質是淬火后進行高溫回火。具體(ti)工藝(yi)見圖8-3。
3Cr13的淬火加(jia)熱(re)(re)溫(wen)度應(ying)偏(pian)高一些，以(yi)(yi)保(bao)證鉻的碳化物(wu)充分溶解(jie)，選擇在(zai)1020~1040℃加(jia)熱(re)(re)。該零件在(zai)調質時(shi)已經粗加(jia)工(gong)，壁(bi)厚約23mm,又屬(shu)細長(chang)套(tao)類件，且是(shi)整(zheng)批裝入爐(lu)內(nei)同時(shi)加(jia)熱(re)(re)處理，所(suo)以(yi)(yi)，保(bao)溫(wen)時(shi)間取加(jia)熱(re)(re)系(xi)(xi)數為(wei)(wei)1min/mm;有效熱(re)(re)處理直徑取23×1.5=34.5mm;裝爐(lu)系(xi)(xi)數取2,故總保(bao)溫(wen)時(shi)間t=1×34.5×2=69(min),實(shi)際工(gong)藝給定范圍為(wei)(wei)70~80min.軸套(tao)主(zhu)要應(ying)保(bao)證基體強度，對沖擊韌性無太高的要求，且有效尺寸不(bu)大，所(suo)以(yi)(yi)，淬火冷卻采用空(kong)氣冷卻即可滿(man)足需(xu)要。當(dang)然(ran)，空(kong)氣冷卻時(shi)，應(ying)放(fang)干燥處散放(fang)冷卻。淬火組織應(ying)為(wei)(wei)馬氏體和少量碳化物(wu)，硬(ying)度應(ying)不(bu)小于380HB.
3Cr13鋼的回(hui)火(huo)脆性(xing)不太(tai)明顯，且該零件對沖擊韌性(xing)無明顯要求(qiu)，回(hui)火(huo)采(cai)用空氣冷(leng)卻。回(hui)火(huo)后的組(zu)織應為回(hui)火(huo)索氏體，硬度在241~285HB之間(jian)。
c. 高(gao)頻表(biao)面淬火(huo)
3Cr13高頻表面感應(ying)加熱淬(cui)火后可獲得較高的硬度(du)，軸套表面淬(cui)火長度(du)約144mm,應(ying)采用連續加熱淬(cui)火方式。即工件和感應(ying)器之間進行相對移(yi)動(dong)，邊加熱邊冷(leng)卻淬(cui)火。
感(gan)應器(qi)(qi)的選擇：選用單匝連續加熱(re)淬火感(gan)應器(qi)(qi)，感(gan)應器(qi)(qi)內孔直徑(jing)為124mm,與(yu)工件(jian)淬火表面間隙為2mm,感(gan)應器(qi)(qi)高度為8mm.
加熱溫度(du)：1080~1100℃.
工件淬火長度總(zong)加熱時間：30s(工件相對感(gan)應器(qi)移動(dong)速度約4.8mm/s).
工件旋(xuan)轉速度：40~50r/min.
淬火冷卻：噴水冷卻。
回火：200~240℃,保溫1~1.5h.
3Cr13不(bu)銹(xiu)鋼高頻淬火(huo)加(jia)熱溫度(du)應偏(pian)高一些，這(zhe)是為了保證鉻(ge)的碳化(hua)物充分溶(rong)解。
感應器的(de)(de)選擇很重要，根據軸(zhou)套的(de)(de)淬火(huo)部位和3Cr13不(bu)銹鋼(gang)加熱(re)組織(zhi)的(de)(de)轉變特點，感應器內(nei)面與淬火(huo)表面的(de)(de)間(jian)隙(xi)保持(chi)在2-2.5mm是比(bi)較合適(shi)的(de)(de)。間(jian)隙(xi)太小，容易引起表面過熱(re)；間(jian)隙(xi)太大，不(bu)但降低加熱(re)效率，還保證不(bu)了如此高的(de)(de)加熱(re)溫度。
3Cr13不銹鋼盡(jin)管在(zai)(zai)用爐(lu)整體(ti)加熱淬(cui)(cui)火時，可根據具體(ti)情(qing)況(kuang)采用空氣(qi)冷卻或油冷卻，而(er)不能用水(shui)冷卻，但在(zai)(zai)高頻(pin)感應(ying)(ying)(ying)加熱表(biao)面淬(cui)(cui)火時，卻可采用水(shui)冷卻，這(zhe)是因為高頻(pin)感應(ying)(ying)(ying)加熱表(biao)面淬(cui)(cui)火時，工件表(biao)面產生的是壓應(ying)(ying)(ying)力，而(er)最(zui)大拉應(ying)(ying)(ying)力存在(zai)(zai)于超(chao)過淬(cui)(cui)火層深度(du)(du)的工件內部(bu)，并且，這(zhe)個部(bu)位是調質組織，基體(ti)具有較高的強度(du)(du)。
3Cr13馬(ma)氏體不(bu)銹鋼套類(lei)零件進行高頻(pin)表(biao)(biao)面(mian)淬火時，應(ying)注意對套內(nei)(nei)孔(kong)表(biao)(biao)面(mian)保留稍大的(de)加(jia)(jia)工(gong)余(yu)量(liang)，即保持(chi)套類(lei)有一定的(de)壁厚(hou)，一般淬火部位壁厚(hou)不(bu)小于(yu)8mm,如果壁厚(hou)太(tai)薄，在感(gan)應(ying)加(jia)(jia)熱(re)時，特別(bie)是感(gan)應(ying)器與(yu)工(gong)件間隙大，加(jia)(jia)熱(re)速(su)度(du)較慢時，有可能使套內(nei)(nei)表(biao)(biao)面(mian)加(jia)(jia)熱(re)到較高溫度(du)，在冷卻后，內(nei)(nei)表(biao)(biao)面(mian)硬度(du)會很(hen)高，難(nan)以(yi)進行內(nei)(nei)孔(kong)的(de)機械加(jia)(jia)工(gong)，還會使變形加(jia)(jia)大。
軸套(tao)經(jing)高(gao)頻(pin)表面淬(cui)火(huo)(huo)(huo)后，可用(yong)表面洛氏(shi)硬度(du)計檢(jian)查(cha)硬度(du)。如果還要(yao)檢(jian)查(cha)淬(cui)火(huo)(huo)(huo)深(shen)度(du)或(huo)金相組織(zhi)，則應事先準備(bei)一件材料及主要(yao)尺寸與軸套(tao)淬(cui)火(huo)(huo)(huo)部位相同的仿形件，再采用(yong)與軸套(tao)淬(cui)火(huo)(huo)(huo)相同的工藝加熱淬(cui)火(huo)(huo)(huo)，然后，檢(jian)查(cha)仿形件的淬(cui)火(huo)(huo)(huo)深(shen)度(du)和金相組織(zhi)，以這個檢(jian)查(cha)結果代表該批(pi)軸套(tao)的淬(cui)火(huo)(huo)(huo)結果。
