零件名稱：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：241~285HB.
b. 中120mm外圓部位，在圖示長度內表面淬火硬度，50、56HRC;深度，1~1.5mm.
1. 零件常見的失效形式及應具備的性能
零件外圓表面與密封材料產生摩擦，因磨損使間隙增大，發生介質泄漏。
要求零件基體具有一定的強度，表面具有較高的硬度和耐磨損性能。零件又長期在有一定腐蝕性的高溫水介質中運轉，需要一定的耐腐蝕性。
2. 材料選用原則及熱處理方法選擇
軸套材料選用3Cr13馬氏體不銹鋼鍛件。3Cr13具有一定的耐腐蝕性，可滿足抗高溫水介質腐蝕的條件。可用調質熱處理提高零件的整體強度，滿足241~285HB的硬度要求，可以通過高頻感應加熱淬火方法，使軸套工件表面硬度提高到50~56HRC.從而滿足零件的設計和使用要求。
3. 零件主要加工工序
鍛造－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. 熱處理工藝分析及注意問題
a. 退火
3Cr13屬于接近共析成分的馬氏體不銹鋼。在鍛造及鍛后冷卻過程中，可能存在較大的殘留應力和組織的不均勻性，硬度偏高，不便加工，因此，應采用完全退火處理，以達到消除應辦、改善組織、降低硬度的作用。退火工藝見圖8-2。
完全退火加熱溫度可選870~890℃,充分保溫后爐冷或以不大于50℃/h的速度冷卻至550℃以下出爐。
3Cr13鋼合金元素較多，應控制入爐溫度和升溫速度，以保證工件加熱均勻和防止產生加熱裂紋。冷卻時一定要控制冷卻選度，保證能獲得平衡穩定組織和有效地降低硬度。工件降溫至550℃以下可出爐空冷。應注意，當工件裝爐量較大時，在冷卻過程中，設備儀表指示的溫度雖然顯示550℃,但中間工件的實際溫度有可能高于儀表指示的溫度，必須保證工件溫度低于550℃時出爐，否則，工件硬度會增高。
3Cr13鍛件經完全退火處理后，金相組織應為珠光體或少量碳化物。退火后的硬度一般不大于220HB。
b. 調質
與其他鋼調質一樣，3Cr13 鋼調質是淬火后進行高溫回火。具體工藝見圖8-3。
3Cr13的淬火加熱溫度應偏高一些，以保證鉻的碳化物充分溶解，選擇在1020~1040℃加熱。該零件在調質時已經粗加工，壁厚約23mm,又屬細長套類件，且是整批裝入爐內同時加熱處理，所以，保溫時間取加熱系數為1min/mm;有效熱處理直徑取23×1.5=34.5mm;裝爐系數取2,故總保溫時間t=1×34.5×2=69(min),實際工藝給定范圍為70~80min.軸套主要應保證基體強度，對沖擊韌性無太高的要求，且有效尺寸不大，所以，淬火冷卻采用空氣冷卻即可滿足需要。當然，空氣冷卻時，應放干燥處散放冷卻。淬火組織應為馬氏體和少量碳化物，硬度應不小于380HB.
3Cr13鋼的回火脆性不太明顯，且該零件對沖擊韌性無明顯要求，回火采用空氣冷卻。回火后的組織應為回火索氏體，硬度在241~285HB之間。
c. 高頻表面淬火
3Cr13高頻表面感應加熱淬火后可獲得較高的硬度，軸套表面淬火長度約144mm,應采用連續加熱淬火方式。即工件和感應器之間進行相對移動，邊加熱邊冷卻淬火。
感應器的選擇：選用單匝連續加熱淬火感應器，感應器內孔直徑為124mm,與工件淬火表面間隙為2mm,感應器高度為8mm.
加熱溫度：1080~1100℃.
工件淬火長度總加熱時間：30s(工件相對感應器移動速度約4.8mm/s).
工件旋轉速度：40~50r/min.
淬火冷卻：噴水冷卻。
回火：200~240℃,保溫1~1.5h.
3Cr13不銹鋼高頻淬火加熱溫度應偏高一些，這是為了保證鉻的碳化物充分溶解。
感應器的選擇很重要，根據軸套的淬火部位和3Cr13不銹鋼加熱組織的轉變特點，感應器內面與淬火表面的間隙保持在2-2.5mm是比較合適的。間隙太小，容易引起表面過熱；間隙太大，不但降低加熱效率，還保證不了如此高的加熱溫度。
3Cr13不銹鋼盡管在用爐整體加熱淬火時，可根據具體情況采用空氣冷卻或油冷卻，而不能用水冷卻，但在高頻感應加熱表面淬火時，卻可采用水冷卻，這是因為高頻感應加熱表面淬火時，工件表面產生的是壓應力，而最大拉應力存在于超過淬火層深度的工件內部，并且，這個部位是調質組織，基體具有較高的強度。
3Cr13馬氏體不銹鋼套類零件進行高頻表面淬火時，應注意對套內孔表面保留稍大的加工余量，即保持套類有一定的壁厚，一般淬火部位壁厚不小于8mm,如果壁厚太薄，在感應加熱時，特別是感應器與工件間隙大，加熱速度較慢時，有可能使套內表面加熱到較高溫度，在冷卻后，內表面硬度會很高，難以進行內孔的機械加工，還會使變形加大。
軸套經高頻表面淬火后，可用表面洛氏硬度計檢查硬度。如果還要檢查淬火深度或金相組織，則應事先準備一件材料及主要尺寸與軸套淬火部位相同的仿形件，再采用與軸套淬火相同的工藝加熱淬火，然后，檢查仿形件的淬火深度和金相組織，以這個檢查結果代表該批軸套的淬火結果。
