零件名称： 不锈钢轴 ，见图 8-11 。
材质：0Cr13Ni4Mo不锈钢
热处理要求：
a. 调质力学性能：Rm,780~980N/m㎡;R,0.2≥685N/㎡;A≥15%;AkvIsO≥49J;硬度，285~321HB.
b. 轴径镀铬，55~60HRC.
1. 零件常见的失效形式及应具备的性能
该轴在运行中的转速为5200r/min,在高速运转的同时，还要带动叶轮和水介质，工作状态受力复杂，要承受弯曲、扭曲、冲击、疲劳等多种作用力，一旦变形或断裂，将造成严重的后果。轴颈部位还有强摩擦。介质为有一定温度并稍有腐蚀性的水介质。
该轴设计要求有较高的强度、塑韧性，轴颈应耐磨，轴还应有最小的应力和良好的稳定性，以防止运转时产生振动和噪声。
2. 材料选用原则及热处理方法选择
马氏体不锈钢0Cr13Ni4Mo是发展比较晚的、具有较优良力学性能和热处理性能的新型不锈钢。其具有较好的耐腐蚀性能，通过调质处理可调整力学性能，有合适的强度和韧性配合，满足受力复杂情况下的强度要求，可以配之各种表面强化处理，提高耐磨性，有较高的抗回火性，在较高的回火温度下保持优良性能，所以，可用较高的温度进行消除应力处理，保证零件具有较低的应力和稳定的组织。
该轴选用0Cr13Ni4Mo钢是合理的。
3. 零件主要加工工序
锻造－退火（A)-粗加工－调质（B)-矫直高温去应力处理（C)-性能检验－机械加工－探伤－高温去应力处理（D)-铣槽－半精加工－探伤镀铬－去氢退火（E)-精车－磨削－检查。
4. 热处理工艺分析及应注意的问题
a. 退火
轴坯锻造后存在应力，硬度偏高，不易加工，还可能存在不稳定组织，所以，应进行锻后退火处理，具体工艺见图8-12。0Cr13Ni4Mo钢的Ac点很低，退火温度不能太高，超过相变点后再冷却下来，组织中可能存在马氏体，硬度升高，组织不稳定。
所以，退火温度一般选在620~640℃,充分保温后空冷，即可保证硬度不大于200HB,获得具有板条马氏体形态的索氏体组织。
b. 调质
调质处理是为了保证轴达到要求的力学性能。具体的工艺见图8-13。
0Cr13Ni4Mo钢的相变点较低，研究表明，加热到850℃左右时，材料即可获得奥氏体组织。但其合金元素较高，为使碳和合金元素能较好地溶解，使奥氏体成分充分均匀化，采用1020~1050℃加热是合适的。更高的加热温度可能引起晶粒长大和合金元素过量溶解，淬火后会增加残余奥氏体含量及塑韧性下降。淬火加热保温后采用油冷却。该材料淬透性很好，冷却太激烈或出油温度太低，可能产生淬火裂纹（特别是零件截面较大时）。淬火冷却出油温度应不低于80℃或采用间断油冷的方式冷却。
淬火后应及时回火，根据力学性能要求，回火温度选在580~600℃之间是合适的，回火可采用空冷。该材料如果在480~520℃之间回火，会使韧性下降，应避免在这个温度回火。
0Cr13Ni4Mo回火温度过低，达不到回火的目的，硬度高，塑韧性不足，但回火温度超过640℃,也会使材料硬度高，塑韧性下降，这是因为该材料的Ac1点较低，超过640℃回火，会超过Ac1点，加热保温过程中将产生奥氏体，而冷却后转变成马氏体。
一旦因回火温度过高而引起硬度升高和塑韧性降低，可在原回火温度或略低于原回火温度重新回火一次。
回火冷却采用空冷可达到技术要求，但采用油冷，则会使韧性有所提高。
c、d 高温消除应力
在本轴的加工工序中，安排了两次高温消除应力工序。具体工艺见图8-14。
第一次高温消除应力（C)是考虑轴在调质处理时，有可能产生弯曲，并用机械法矫直，这次高温消除应力就是消除机械矫直时产生的应力，因为轴经过机械矫直产生的应力不及时消除，会在以后的时间里，甚至在运转过程中慢慢释放，这会引起已经加工好的轴又产生弯曲变形，对设备的性能产生不利的影响，因此，矫直应力必须及时消除。当然，如果轴在调质时不产生弯曲，不经过矫直，则这次高温去应力可不进行。
第二次高温消除应力（D)是为消除机械加工中产生的应力，机械加工产生的应力不消除，同样会引起不良的后果。高温消除应力的加热温度采用550~570℃,这是考虑要低于调质回火温度以下20~30℃的原则，又避开在520℃以下加热可能产生的脆性。
e. 去氢处理
去氢处理的目的主要是去除轴颈在镀铬时，镀铬层中产生的氢，这种氢存在于镀层中，会引起镀层的脆性增加和剥落。采用180~220℃的温度足以达到去氢的目的。具体的工艺见图8-15。
这个去氢温度恰好与低温消除应力的温度一致，所以，同时起到了消除轴在半精加工过程中产生的机械加工应力的作用。对于某些要求高精度、高稳定性的轴或其他零件，采取低温消除应力工序是必要的，例如与这个轴相似等级的零件，即使没有镀铬，同样有低温消除应力处理的工序。
