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
熱處理要求：
a. 調質硬度(du)：241~285HB.
b. 中120mm外圓部位，在圖示長度(du)內表(biao)面(mian)淬火硬(ying)度(du)，50、56HRC;深度(du)，1~1.5mm.
1. 零(ling)件常見的失(shi)效形式及(ji)應具備的性能
零(ling)件外圓(yuan)表面與密封材料產生摩擦，因磨損使間(jian)隙增大，發生介質泄漏(lou)。
要(yao)求(qiu)零件基體具有一定的(de)強(qiang)度，表面具有較高(gao)的(de)硬度和耐磨損性能。零件又長期在有一定腐(fu)蝕(shi)性的(de)高(gao)溫水介質(zhi)中運轉，需要(yao)一定的(de)耐腐(fu)蝕(shi)性。
2. 材(cai)料選(xuan)用原則及(ji)熱處理方法選(xuan)擇
軸套材料(liao)選用3Cr13馬氏(shi)體不銹鋼鍛件。3Cr13具有一定的(de)(de)(de)耐腐蝕性，可(ke)滿足(zu)抗高溫水介質腐蝕的(de)(de)(de)條件。可(ke)用調質熱處理提高零件的(de)(de)(de)整體強度(du)，滿足(zu)241~285HB的(de)(de)(de)硬度(du)要求，可(ke)以通過高頻感應加(jia)熱淬火方法，使(shi)軸套工件表面硬度(du)提高到50~56HRC.從而(er)滿足(zu)零件的(de)(de)(de)設計(ji)和使(shi)用要求。
3. 零(ling)件主(zhu)要加工工序
鍛(duan)造(zao)－退火（A)-機加工－調質（B)-機加工－高頻表面淬火（C)-磨外圓－修整－檢查。
4. 熱(re)處理工藝分(fen)析(xi)及(ji)注意問題
a. 退(tui)火
3Cr13屬于接近共析成分(fen)的(de)馬氏體不(bu)銹鋼。在鍛造及鍛后冷(leng)卻過程中，可能存在較大的(de)殘留(liu)應力(li)和組織的(de)不(bu)均勻性，硬度偏高，不(bu)便加工(gong)，因此，應采用(yong)完全退火處理，以達到消除(chu)應辦、改善組織、降低(di)硬度的(de)作用(yong)。退火工(gong)藝見圖(tu)8-2。
完全退火加熱溫度可選870~890℃,充分保(bao)溫后爐冷(leng)或以不大(da)于50℃/h的(de)速度冷(leng)卻至550℃以下出爐。
3Cr13鋼合(he)金元素較多，應(ying)控制(zhi)入爐(lu)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)和(he)升溫(wen)(wen)速度(du)(du)(du)(du)，以保(bao)證工(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)加熱(re)均勻(yun)和(he)防止產(chan)生加熱(re)裂紋。冷卻時(shi)一定要控制(zhi)冷卻選度(du)(du)(du)(du)，保(bao)證能獲得平衡穩(wen)定組織和(he)有(you)效地降低硬(ying)度(du)(du)(du)(du)。工(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)降溫(wen)(wen)至550℃以下可出爐(lu)空冷。應(ying)注意(yi)，當(dang)工(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)裝爐(lu)量較大時(shi)，在冷卻過(guo)程中，設備儀(yi)(yi)表指示(shi)的(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)雖然顯示(shi)550℃,但中間工(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)實(shi)際溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)有(you)可能高(gao)于儀(yi)(yi)表指示(shi)的(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)，必(bi)須保(bao)證工(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)低于550℃時(shi)出爐(lu)，否(fou)則，工(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)硬(ying)度(du)(du)(du)(du)會增高(gao)。
3Cr13鍛件經(jing)完全退火處理(li)后，金(jin)相組織應為珠光(guang)體或少(shao)量碳化物(wu)。退火后的硬度一般不大于220HB。
b. 調質
與其他鋼(gang)調質一樣，3Cr13 鋼(gang)調質是淬火后進(jin)行(xing)高溫回火。具體工藝(yi)見圖8-3。
3Cr13的淬火(huo)加(jia)熱(re)(re)溫(wen)度(du)應(ying)偏(pian)高一些，以保證鉻的碳化物(wu)(wu)充分(fen)溶(rong)解，選擇在1020~1040℃加(jia)熱(re)(re)。該零件在調(diao)質時(shi)已經(jing)粗加(jia)工，壁厚約(yue)23mm,又屬(shu)細長套(tao)類(lei)件，且是整批裝入爐內同時(shi)加(jia)熱(re)(re)處理(li)，所以，保溫(wen)時(shi)間取(qu)加(jia)熱(re)(re)系數為1min/mm;有效熱(re)(re)處理(li)直徑(jing)取(qu)23×1.5=34.5mm;裝爐系數取(qu)2,故總保溫(wen)時(shi)間t=1×34.5×2=69(min),實(shi)際(ji)工藝(yi)給定(ding)范圍(wei)為70~80min.軸套(tao)主要(yao)(yao)應(ying)保證基體(ti)(ti)強度(du)，對沖擊(ji)韌(ren)性(xing)無太高的要(yao)(yao)求，且有效尺寸不大，所以，淬火(huo)冷(leng)卻采(cai)用空氣(qi)冷(leng)卻即可滿足需要(yao)(yao)。當然，空氣(qi)冷(leng)卻時(shi)，應(ying)放干燥處散放冷(leng)卻。淬火(huo)組織應(ying)為馬(ma)氏體(ti)(ti)和少(shao)量碳化物(wu)(wu)，硬度(du)應(ying)不小于380HB.
3Cr13鋼的(de)回(hui)火(huo)脆性(xing)不太(tai)明顯，且(qie)該零件對沖擊韌性(xing)無明顯要求，回(hui)火(huo)采用空(kong)氣冷卻。回(hui)火(huo)后(hou)的(de)組(zu)織應為回(hui)火(huo)索(suo)氏體，硬度在241~285HB之間。
c. 高頻表面淬火
3Cr13高頻表面(mian)感應加熱淬火(huo)后可(ke)獲得較高的硬度(du)，軸(zhou)套表面(mian)淬火(huo)長度(du)約144mm,應采用(yong)連續加熱淬火(huo)方式。即工件和感應器之(zhi)間進行相對移(yi)動，邊加熱邊冷卻淬火(huo)。
感(gan)(gan)應器的(de)選(xuan)擇：選(xuan)用單(dan)匝連續(xu)加熱淬火(huo)感(gan)(gan)應器，感(gan)(gan)應器內(nei)孔直徑(jing)為124mm,與工(gong)件(jian)淬火(huo)表面間隙為2mm,感(gan)(gan)應器高度(du)為8mm.
加熱溫(wen)度：1080~1100℃.
工件淬火(huo)長度總加熱(re)時間：30s(工件相對(dui)感應器移動速度約4.8mm/s).
工件旋轉速度：40~50r/min.
淬火(huo)冷(leng)卻：噴水冷(leng)卻。
回火：200~240℃,保溫(wen)1~1.5h.
3Cr13不銹鋼高(gao)頻淬火(huo)加熱溫度應偏高(gao)一些，這(zhe)是為了(le)保證鉻的碳化物充分(fen)溶解。
感(gan)(gan)應器(qi)的選擇(ze)很重(zhong)要，根據(ju)軸套的淬火部位(wei)和3Cr13不銹鋼(gang)加熱組織的轉變(bian)特點，感(gan)(gan)應器(qi)內面(mian)(mian)與淬火表面(mian)(mian)的間(jian)隙保持(chi)在2-2.5mm是(shi)比較合(he)適的。間(jian)隙太小，容易引起(qi)表面(mian)(mian)過熱；間(jian)隙太大，不但降低加熱效率，還保證不了如此高的加熱溫度。
3Cr13不銹(xiu)鋼盡管(guan)在用(yong)爐(lu)整(zheng)體(ti)加熱(re)淬(cui)火(huo)時，可根(gen)據(ju)具(ju)體(ti)情況采用(yong)空(kong)氣冷(leng)(leng)卻或(huo)油冷(leng)(leng)卻，而(er)不能用(yong)水冷(leng)(leng)卻，但在高頻感應(ying)加熱(re)表面(mian)淬(cui)火(huo)時，卻可采用(yong)水冷(leng)(leng)卻，這是(shi)因為(wei)高頻感應(ying)加熱(re)表面(mian)淬(cui)火(huo)時，工件表面(mian)產生(sheng)的(de)是(shi)壓應(ying)力，而(er)最大拉應(ying)力存在于超過淬(cui)火(huo)層(ceng)深度的(de)工件內部(bu)，并且，這個(ge)部(bu)位是(shi)調質(zhi)組織，基體(ti)具(ju)有較高的(de)強(qiang)度。
3Cr13馬氏體不銹鋼套類零件進(jin)行(xing)高頻(pin)表(biao)面(mian)淬火時，應注意對套內(nei)孔表(biao)面(mian)保留(liu)稍(shao)大(da)的加工(gong)余量，即(ji)保持套類有(you)(you)一定的壁(bi)厚(hou)(hou)，一般淬火部(bu)位壁(bi)厚(hou)(hou)不小于8mm,如(ru)果壁(bi)厚(hou)(hou)太薄，在感應加熱(re)(re)時，特別是(shi)感應器與(yu)工(gong)件間隙(xi)大(da)，加熱(re)(re)速度較(jiao)慢(man)時，有(you)(you)可(ke)能使(shi)套內(nei)表(biao)面(mian)加熱(re)(re)到較(jiao)高溫度，在冷卻(que)后，內(nei)表(biao)面(mian)硬度會很高，難以進(jin)行(xing)內(nei)孔的機械加工(gong)，還會使(shi)變形加大(da)。
軸(zhou)套(tao)(tao)經高頻表(biao)(biao)面淬(cui)火(huo)后，可用表(biao)(biao)面洛氏硬度計(ji)檢(jian)查(cha)硬度。如果(guo)還要檢(jian)查(cha)淬(cui)火(huo)深度或金(jin)相組(zu)織(zhi)，則應(ying)事先(xian)準備一(yi)件(jian)材(cai)料及主(zhu)要尺寸與軸(zhou)套(tao)(tao)淬(cui)火(huo)部位相同(tong)的仿(fang)形件(jian)，再(zai)采用與軸(zhou)套(tao)(tao)淬(cui)火(huo)相同(tong)的工藝加(jia)熱淬(cui)火(huo)，然后，檢(jian)查(cha)仿(fang)形件(jian)的淬(cui)火(huo)深度和金(jin)相組(zu)織(zhi)，以這個(ge)檢(jian)查(cha)結果(guo)代表(biao)(biao)該(gai)批軸(zhou)套(tao)(tao)的淬(cui)火(huo)結果(guo)。
