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(re)處理要求：
a. 調(diao)質硬度：241~285HB.
b. 中(zhong)120mm外圓部位，在(zai)圖(tu)示長度內表面淬火硬度，50、56HRC;深度，1~1.5mm.
1. 零件常(chang)見的失(shi)效形式(shi)及應具備(bei)的性能(neng)
零件(jian)外圓表(biao)面與密封(feng)材料產生(sheng)摩擦，因磨損使間隙(xi)增大，發生(sheng)介質泄漏。
要(yao)求(qiu)零(ling)件基體具(ju)有(you)一(yi)定的(de)(de)強度，表面具(ju)有(you)較高的(de)(de)硬度和耐磨損性(xing)能。零(ling)件又長期在有(you)一(yi)定腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)的(de)(de)高溫水介質(zhi)中運轉，需要(yao)一(yi)定的(de)(de)耐腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)。
2. 材料選用原(yuan)則及熱處理方法選擇
軸(zhou)套材料(liao)選用3Cr13馬(ma)氏體不銹鋼鍛件。3Cr13具有一定(ding)的(de)(de)耐腐蝕(shi)性，可(ke)滿(man)足(zu)抗高溫水介質腐蝕(shi)的(de)(de)條件。可(ke)用調質熱處理提高零件的(de)(de)整(zheng)體強度，滿(man)足(zu)241~285HB的(de)(de)硬度要求，可(ke)以通過高頻(pin)感應加熱淬火方法，使軸(zhou)套工件表面硬度提高到50~56HRC.從(cong)而(er)滿(man)足(zu)零件的(de)(de)設(she)計和使用要求。
3. 零(ling)件主要加工(gong)工(gong)序(xu)
鍛造－退火（A)-機加工－調質(zhi)（B)-機加工－高(gao)頻表面淬火（C)-磨外圓－修整－檢查(cha)。
4. 熱(re)處理(li)工(gong)藝分析及注(zhu)意問(wen)題(ti)
a. 退火
3Cr13屬于接近共析成分的(de)馬氏體(ti)不銹(xiu)鋼。在鍛(duan)(duan)造及(ji)鍛(duan)(duan)后冷(leng)卻過程中，可(ke)能存(cun)在較(jiao)大的(de)殘留(liu)應力和組(zu)織的(de)不均勻性，硬度偏(pian)高，不便加工(gong)，因此(ci)，應采用(yong)完全退(tui)火處理，以達到消除(chu)應辦、改善組(zu)織、降低硬度的(de)作用(yong)。退(tui)火工(gong)藝見圖8-2。
完全退火(huo)加熱溫度可選(xuan)870~890℃,充分保溫后(hou)爐(lu)冷或以不大于50℃/h的速度冷卻至550℃以下(xia)出爐(lu)。
3Cr13鋼合(he)金元素較(jiao)多，應(ying)控制(zhi)(zhi)入爐(lu)(lu)(lu)溫(wen)度(du)(du)和升溫(wen)速度(du)(du)，以保(bao)證工件(jian)(jian)加(jia)熱均勻和防止產生加(jia)熱裂紋(wen)。冷(leng)(leng)卻時一(yi)定要控制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)卻選度(du)(du)，保(bao)證能(neng)獲得平(ping)衡穩(wen)定組織和有效地(di)降(jiang)低硬度(du)(du)。工件(jian)(jian)降(jiang)溫(wen)至550℃以下可出(chu)爐(lu)(lu)(lu)空冷(leng)(leng)。應(ying)注意，當工件(jian)(jian)裝爐(lu)(lu)(lu)量(liang)較(jiao)大時，在(zai)冷(leng)(leng)卻過(guo)程中(zhong)，設備(bei)儀(yi)表指示(shi)的(de)溫(wen)度(du)(du)雖(sui)然顯示(shi)550℃,但中(zhong)間工件(jian)(jian)的(de)實(shi)際溫(wen)度(du)(du)有可能(neng)高于儀(yi)表指示(shi)的(de)溫(wen)度(du)(du)，必(bi)須保(bao)證工件(jian)(jian)溫(wen)度(du)(du)低于550℃時出(chu)爐(lu)(lu)(lu)，否則，工件(jian)(jian)硬度(du)(du)會增高。
3Cr13鍛件經完全退火(huo)(huo)處(chu)理后(hou)，金相組織應為珠光體或少量碳化物。退火(huo)(huo)后(hou)的硬度一般不大于220HB。
b. 調質
與其他鋼調(diao)質一樣，3Cr13 鋼調(diao)質是淬火(huo)后進行(xing)高溫回火(huo)。具體(ti)工藝見圖8-3。
3Cr13的(de)淬(cui)火加(jia)熱(re)溫(wen)度應(ying)偏高(gao)一(yi)些，以(yi)保(bao)證鉻的(de)碳化(hua)物充分溶(rong)解，選(xuan)擇(ze)在1020~1040℃加(jia)熱(re)。該零件(jian)(jian)在調質時已經粗加(jia)工，壁(bi)厚約23mm,又(you)屬細長套類件(jian)(jian)，且(qie)是整(zheng)批裝入爐內同時加(jia)熱(re)處(chu)理，所(suo)以(yi)，保(bao)溫(wen)時間取加(jia)熱(re)系數(shu)為(wei)1min/mm;有(you)效(xiao)熱(re)處(chu)理直(zhi)徑取23×1.5=34.5mm;裝爐系數(shu)取2,故總保(bao)溫(wen)時間t=1×34.5×2=69(min),實際工藝給(gei)定(ding)范圍為(wei)70~80min.軸套主要(yao)(yao)應(ying)保(bao)證基(ji)體強度，對沖擊韌性無太高(gao)的(de)要(yao)(yao)求(qiu)，且(qie)有(you)效(xiao)尺寸不大，所(suo)以(yi)，淬(cui)火冷卻采用(yong)空氣冷卻即可滿(man)足(zu)需要(yao)(yao)。當然，空氣冷卻時，應(ying)放(fang)(fang)干燥處(chu)散放(fang)(fang)冷卻。淬(cui)火組織應(ying)為(wei)馬氏體和少量碳化(hua)物，硬度應(ying)不小于380HB.
3Cr13鋼的(de)回(hui)(hui)火(huo)脆性(xing)不(bu)太(tai)明顯(xian)，且該(gai)零件對沖擊韌性(xing)無明顯(xian)要求(qiu)，回(hui)(hui)火(huo)采用空氣冷卻。回(hui)(hui)火(huo)后的(de)組織應為回(hui)(hui)火(huo)索氏體，硬度(du)在241~285HB之間。
c. 高頻表面淬(cui)火
3Cr13高頻表(biao)面感(gan)應加熱淬(cui)火后(hou)可獲得較高的(de)硬(ying)度，軸套表(biao)面淬(cui)火長(chang)度約144mm,應采用連續(xu)加熱淬(cui)火方式。即工件和感(gan)應器之間進行相對移動，邊(bian)(bian)加熱邊(bian)(bian)冷卻淬(cui)火。
感(gan)應(ying)器(qi)(qi)的選擇：選用單匝連(lian)續加熱淬火(huo)感(gan)應(ying)器(qi)(qi)，感(gan)應(ying)器(qi)(qi)內(nei)孔直徑為124mm,與(yu)工件(jian)淬火(huo)表面(mian)間隙為2mm,感(gan)應(ying)器(qi)(qi)高度為8mm.
加(jia)熱溫度：1080~1100℃.
工件淬火長(chang)度總加熱時間：30s(工件相對感應器(qi)移(yi)動(dong)速度約4.8mm/s).
工件(jian)旋轉速度：40~50r/min.
淬火冷(leng)卻：噴水冷(leng)卻。
回火：200~240℃,保(bao)溫1~1.5h.
3Cr13不銹(xiu)鋼高(gao)頻淬火(huo)加熱溫度(du)應偏高(gao)一些，這(zhe)是為了(le)保證(zheng)鉻(ge)的碳化物(wu)充(chong)分溶解(jie)。
感(gan)應(ying)器的選擇很重要，根據(ju)軸套的淬火(huo)部位和3Cr13不銹(xiu)鋼加(jia)熱組織(zhi)的轉變特點(dian)，感(gan)應(ying)器內面(mian)(mian)與淬火(huo)表面(mian)(mian)的間隙保持(chi)在2-2.5mm是比較合適的。間隙太小(xiao)，容(rong)易引起表面(mian)(mian)過熱；間隙太大，不但降(jiang)低加(jia)熱效率(lv)，還保證不了如此(ci)高(gao)的加(jia)熱溫度(du)。
3Cr13不(bu)銹鋼(gang)盡管在(zai)(zai)用(yong)爐整體(ti)加熱淬火時(shi)，可根(gen)據(ju)具(ju)體(ti)情(qing)況采用(yong)空(kong)氣(qi)冷(leng)卻或油冷(leng)卻，而不(bu)能用(yong)水(shui)(shui)冷(leng)卻，但(dan)在(zai)(zai)高頻感應加熱表(biao)面(mian)淬火時(shi)，卻可采用(yong)水(shui)(shui)冷(leng)卻，這是(shi)因為高頻感應加熱表(biao)面(mian)淬火時(shi)，工件表(biao)面(mian)產(chan)生的是(shi)壓應力，而最大(da)拉應力存在(zai)(zai)于超過淬火層深度的工件內(nei)部(bu)，并且，這個部(bu)位是(shi)調質組織，基體(ti)具(ju)有(you)較高的強度。
3Cr13馬氏(shi)體不銹鋼套(tao)類(lei)零件進(jin)行(xing)高(gao)頻(pin)表(biao)面(mian)(mian)淬(cui)(cui)火(huo)時(shi)(shi)，應注意對套(tao)內(nei)孔(kong)表(biao)面(mian)(mian)保留稍(shao)大(da)的加工(gong)余量，即(ji)保持套(tao)類(lei)有一定的壁厚(hou)，一般淬(cui)(cui)火(huo)部位壁厚(hou)不小于8mm,如果壁厚(hou)太薄(bo)，在(zai)感應加熱時(shi)(shi)，特(te)別是(shi)感應器與工(gong)件間隙大(da)，加熱速度較(jiao)慢(man)時(shi)(shi)，有可能使套(tao)內(nei)表(biao)面(mian)(mian)加熱到較(jiao)高(gao)溫度，在(zai)冷卻后，內(nei)表(biao)面(mian)(mian)硬度會(hui)很(hen)高(gao)，難以進(jin)行(xing)內(nei)孔(kong)的機械(xie)加工(gong)，還(huan)會(hui)使變(bian)形加大(da)。
軸套經(jing)高(gao)頻表面(mian)淬(cui)火(huo)后(hou)，可用表面(mian)洛氏硬度計檢(jian)(jian)查(cha)硬度。如果還要(yao)檢(jian)(jian)查(cha)淬(cui)火(huo)深度或金相(xiang)組織，則應事先準備(bei)一件材料及(ji)主要(yao)尺寸與(yu)(yu)軸套淬(cui)火(huo)部位(wei)相(xiang)同(tong)的(de)仿形(xing)件，再采用與(yu)(yu)軸套淬(cui)火(huo)相(xiang)同(tong)的(de)工藝加熱淬(cui)火(huo)，然后(hou)，檢(jian)(jian)查(cha)仿形(xing)件的(de)淬(cui)火(huo)深度和金相(xiang)組織，以(yi)這個檢(jian)(jian)查(cha)結果代表該批軸套的(de)淬(cui)火(huo)結果。
