零件名稱：在線亞洲日產一區二區:不銹鋼軸套，見圖8-1.
材(cai)質：3Cr13不(bu)銹(xiu)鋼(gang)
熱處理(li)要求：
a. 調(diao)質硬度(du)：241~285HB.
b. 中120mm外圓(yuan)部位，在圖示長度內(nei)表面淬火硬(ying)度，50、56HRC;深(shen)度，1~1.5mm.
1. 零件(jian)常見(jian)的失效形式及應具備的性能
零件外圓表面與密封材(cai)料產生摩擦，因(yin)磨(mo)損(sun)使間(jian)隙增(zeng)大，發生介質泄漏(lou)。
要求零件(jian)基(ji)體具有一(yi)定的(de)強度，表面具有較高的(de)硬度和耐磨損性能。零件(jian)又長期在有一(yi)定腐(fu)蝕(shi)性的(de)高溫水(shui)介質中運轉，需要一(yi)定的(de)耐腐(fu)蝕(shi)性。
2. 材料選用(yong)原則及熱處理方法選擇
軸(zhou)套(tao)材料選(xuan)用(yong)3Cr13馬(ma)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼鍛件(jian)。3Cr13具有一(yi)定的(de)(de)耐(nai)腐(fu)蝕性，可(ke)(ke)滿(man)足(zu)(zu)抗高(gao)溫水介質腐(fu)蝕的(de)(de)條件(jian)。可(ke)(ke)用(yong)調質熱(re)處理提高(gao)零件(jian)的(de)(de)整體(ti)強度(du)，滿(man)足(zu)(zu)241~285HB的(de)(de)硬度(du)要(yao)求，可(ke)(ke)以通過高(gao)頻感應加(jia)熱(re)淬火(huo)方法，使軸(zhou)套(tao)工件(jian)表面硬度(du)提高(gao)到50~56HRC.從而滿(man)足(zu)(zu)零件(jian)的(de)(de)設(she)計和使用(yong)要(yao)求。
3. 零件主要加(jia)工工序
鍛造－退(tui)火(huo)（A)-機(ji)(ji)加工－調質（B)-機(ji)(ji)加工－高頻表面淬火(huo)（C)-磨(mo)外圓－修整－檢(jian)查。
4. 熱處(chu)理(li)工藝分(fen)析及注意(yi)問題
a. 退火
3Cr13屬于接近共析成分的馬氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼。在鍛(duan)(duan)造及(ji)鍛(duan)(duan)后(hou)冷卻過程中，可能存在較(jiao)大的殘留應力和組織的不(bu)均勻性，硬度(du)偏(pian)高，不(bu)便加工，因此，應采用完全退火處(chu)理，以達到消除(chu)應辦、改善組織、降低硬度(du)的作用。退火工藝見圖8-2。
完全退火加(jia)熱溫(wen)度可選870~890℃,充分(fen)保(bao)溫(wen)后(hou)爐(lu)冷(leng)或以不大于50℃/h的(de)速(su)度冷(leng)卻至(zhi)550℃以下(xia)出(chu)爐(lu)。
3Cr13鋼合金(jin)元(yuan)素較多，應控制入爐(lu)(lu)溫(wen)度(du)(du)和(he)升(sheng)溫(wen)速度(du)(du)，以保證工(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)加熱(re)均勻(yun)和(he)防止產生(sheng)加熱(re)裂紋。冷卻(que)時一定(ding)要控制冷卻(que)選(xuan)度(du)(du)，保證能(neng)獲(huo)得(de)平(ping)衡穩定(ding)組織和(he)有效地降低(di)硬(ying)度(du)(du)。工(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)降溫(wen)至550℃以下可出(chu)爐(lu)(lu)空(kong)冷。應注(zhu)意，當工(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)裝(zhuang)爐(lu)(lu)量較大時，在冷卻(que)過程中(zhong)，設備儀(yi)表指示的溫(wen)度(du)(du)雖然顯示550℃,但中(zhong)間(jian)工(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)的實際溫(wen)度(du)(du)有可能(neng)高(gao)(gao)于儀(yi)表指示的溫(wen)度(du)(du)，必須(xu)保證工(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)溫(wen)度(du)(du)低(di)于550℃時出(chu)爐(lu)(lu)，否則，工(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)硬(ying)度(du)(du)會增高(gao)(gao)。
3Cr13鍛件經(jing)完全退火(huo)處(chu)理后，金相組織(zhi)應為珠光體(ti)或少量(liang)碳化物(wu)。退火(huo)后的硬度一般不大于220HB。
b. 調質
與其他鋼調質一樣，3Cr13 鋼調質是淬火(huo)后進行高溫回火(huo)。具體工藝見圖8-3。
3Cr13的淬(cui)火加(jia)熱溫(wen)度應(ying)(ying)偏高(gao)一些(xie)，以(yi)保(bao)證鉻的碳化物充分(fen)溶(rong)解，選擇(ze)在1020~1040℃加(jia)熱。該零(ling)件(jian)在調質時已經粗加(jia)工，壁厚(hou)約(yue)23mm,又(you)屬細長套類(lei)件(jian)，且是(shi)整批裝入爐(lu)內同時加(jia)熱處(chu)理，所以(yi)，保(bao)溫(wen)時間取(qu)加(jia)熱系(xi)數為(wei)1min/mm;有效熱處(chu)理直徑取(qu)23×1.5=34.5mm;裝爐(lu)系(xi)數取(qu)2,故總保(bao)溫(wen)時間t=1×34.5×2=69(min),實際(ji)工藝給定范圍(wei)為(wei)70~80min.軸套主要(yao)應(ying)(ying)保(bao)證基(ji)體強度，對沖擊韌性無太高(gao)的要(yao)求，且有效尺寸不(bu)大，所以(yi)，淬(cui)火冷卻采用空(kong)氣(qi)冷卻即可滿足需要(yao)。當(dang)然，空(kong)氣(qi)冷卻時，應(ying)(ying)放干燥處(chu)散放冷卻。淬(cui)火組織應(ying)(ying)為(wei)馬氏體和(he)少量碳化物，硬度應(ying)(ying)不(bu)小于380HB.
3Cr13鋼的回火脆性不太明顯(xian)，且該(gai)零件對沖擊韌性無明顯(xian)要求，回火采用(yong)空氣冷卻。回火后(hou)的組織應為(wei)回火索氏(shi)體，硬度在241~285HB之間。
c. 高頻表(biao)面淬火(huo)
3Cr13高頻(pin)表(biao)面感(gan)應(ying)(ying)加(jia)(jia)熱(re)淬(cui)火(huo)(huo)后可(ke)獲得較高的硬度，軸套表(biao)面淬(cui)火(huo)(huo)長度約(yue)144mm,應(ying)(ying)采用連(lian)續(xu)加(jia)(jia)熱(re)淬(cui)火(huo)(huo)方式。即工件和感(gan)應(ying)(ying)器之間進行相對移(yi)動，邊加(jia)(jia)熱(re)邊冷卻淬(cui)火(huo)(huo)。
感應器的選(xuan)(xuan)擇：選(xuan)(xuan)用單匝連續加熱(re)淬(cui)火感應器，感應器內孔(kong)直徑(jing)為124mm,與工(gong)件淬(cui)火表(biao)面間隙(xi)為2mm,感應器高度為8mm.
加熱溫(wen)度(du)：1080~1100℃.
工(gong)件(jian)淬火長度總加熱時間：30s(工(gong)件(jian)相對感應器移動速度約4.8mm/s).
工件(jian)旋轉速度：40~50r/min.
淬火冷卻：噴水冷卻。
回火(huo)：200~240℃,保(bao)溫1~1.5h.
3Cr13不銹鋼高頻(pin)淬火(huo)加(jia)熱(re)溫(wen)度應偏高一些，這(zhe)是為了保證鉻的碳(tan)化物(wu)充分溶解(jie)。
感應器的(de)選(xuan)擇很重(zhong)要，根據軸套的(de)淬火部位和3Cr13不(bu)銹(xiu)鋼加熱(re)(re)組織(zhi)的(de)轉變特點，感應器內面與淬火表面的(de)間隙(xi)保(bao)持在2-2.5mm是比較合適的(de)。間隙(xi)太小，容(rong)易引(yin)起表面過熱(re)(re)；間隙(xi)太大，不(bu)但降低加熱(re)(re)效率，還(huan)保(bao)證不(bu)了如此(ci)高的(de)加熱(re)(re)溫(wen)度。
3Cr13不銹鋼盡(jin)管(guan)在用爐整體(ti)加(jia)熱淬(cui)火(huo)時，可(ke)根據具(ju)體(ti)情況采用空氣冷(leng)(leng)卻(que)(que)或油冷(leng)(leng)卻(que)(que)，而不能用水(shui)冷(leng)(leng)卻(que)(que)，但在高(gao)(gao)頻感應(ying)加(jia)熱表(biao)面淬(cui)火(huo)時，卻(que)(que)可(ke)采用水(shui)冷(leng)(leng)卻(que)(que)，這(zhe)是因為高(gao)(gao)頻感應(ying)加(jia)熱表(biao)面淬(cui)火(huo)時，工件(jian)(jian)表(biao)面產生的是壓應(ying)力，而最(zui)大(da)拉應(ying)力存在于超(chao)過淬(cui)火(huo)層(ceng)深(shen)度的工件(jian)(jian)內部，并(bing)且，這(zhe)個部位是調質組織，基體(ti)具(ju)有較高(gao)(gao)的強度。
3Cr13馬氏體不(bu)銹鋼套類(lei)零件(jian)進行(xing)高(gao)頻表(biao)(biao)面淬(cui)火時(shi)，應注(zhu)意對套內孔(kong)表(biao)(biao)面保留稍(shao)大的加工(gong)余量，即保持套類(lei)有一定(ding)的壁(bi)厚，一般淬(cui)火部(bu)位(wei)壁(bi)厚不(bu)小于8mm,如果壁(bi)厚太薄(bo)，在(zai)感(gan)應加熱(re)(re)時(shi)，特別是感(gan)應器與工(gong)件(jian)間隙大，加熱(re)(re)速度(du)(du)較慢(man)時(shi)，有可能使(shi)套內表(biao)(biao)面加熱(re)(re)到較高(gao)溫度(du)(du)，在(zai)冷卻后，內表(biao)(biao)面硬(ying)度(du)(du)會(hui)很高(gao)，難(nan)以(yi)進行(xing)內孔(kong)的機械加工(gong)，還會(hui)使(shi)變形(xing)加大。
軸套(tao)經高頻(pin)表(biao)面(mian)淬(cui)火(huo)(huo)后(hou)，可(ke)用表(biao)面(mian)洛氏硬度計(ji)檢查(cha)(cha)硬度。如果還要(yao)檢查(cha)(cha)淬(cui)火(huo)(huo)深(shen)度或金(jin)相組織，則應事先準備一件材料及主要(yao)尺寸與軸套(tao)淬(cui)火(huo)(huo)部(bu)位相同的(de)仿形件，再(zai)采用與軸套(tao)淬(cui)火(huo)(huo)相同的(de)工(gong)藝(yi)加熱淬(cui)火(huo)(huo)，然后(hou)，檢查(cha)(cha)仿形件的(de)淬(cui)火(huo)(huo)深(shen)度和金(jin)相組織，以這個檢查(cha)(cha)結果代表(biao)該(gai)批軸套(tao)的(de)淬(cui)火(huo)(huo)結果。
