40Cr鋼板表面熱處理高溫回火的加熱溫度為500～650℃，獲得回火索氏體組織(S回)。

　　通常將淬火+高溫回火得到回火索氏體組織的熱處理工藝稱為調(diào)質(zhì)處理。

　　調(diào)質(zhì)的目的是得到強度、硬度、塑性和韌性都較好匹配的綜合力學性能。

　　調(diào)質(zhì)處理廣泛用于汽車、拖拉機、機床、飛機、火車等重要的結(jié)構(gòu)件，如連桿、螺栓、齒輪、軸、銷等。鋼經(jīng)過調(diào)質(zhì)后硬度一般為200～350HB。與正火比較，在相同的硬度下，強度、塑性、韌性均顯著高于正火狀態(tài)。因此，重要結(jié)構(gòu)件一般均進行調(diào)質(zhì)處理。調(diào)質(zhì)還常作為表面硬化件的預備熱處理。

　　調(diào)質(zhì)處理之所以能獲得較為滿意的綜合力學性能，這與調(diào)質(zhì)處理后的內(nèi)部組織有關(guān)。回火索氏體中的滲碳體呈顆粒狀，而從奧氏體中直接分解得到的索氏體(正火后組織)，其中的滲碳體呈片狀。正因為如此，在相同硬度前提下，回火索氏體具有較高的綜合力學性能。

　　汽車后橋半軸是傳遞扭矩、驅(qū)動汽車前進的一個重要零件。除承受很大的扭力作用外，在汽車啟動或剎車時，還承受沖擊扭轉(zhuǎn)力的作用。因此，對后半軸的性能要求除具有足夠的強度外，還需要有高的疲勞極限和高的韌性。

　　技術(shù)要求：

　　材料為40Cr鋼板;

　　盤部外圓硬度為24～34HRC;

　　桿部和花鍵硬度為37～44HRC (341～415HB);

　　金相組織為回火索氏體和回火托氏體。

　　汽車后橋半軸的加工工藝路線如下：

　　下料→鍛造→正火(預先熱處理)→機械加工→調(diào)質(zhì)(最后熱處理)→噴丸→校直→探傷→裝配。

　　40Cr鋼主要化學成分如下：

　　w(C)=0.37%～0.45%，w(Si)=0.17%～0.37%，

　　w(Mn)=0.50%～0.80%，w(Cr)=0.80%～1. 10%。

　　40Cr鋼板的臨界點：

　　Ac1=743℃，Ac3(或Acm)=782℃，Acr= 693℃，Ar3=730℃，Ms=355℃。

　　(1)鍛造

　　設(shè)備：加熱爐是煤氣爐，有時采用油爐加熱。采用標準加熱規(guī)范進行加熱。

　　鍛造溫度：始鍛溫度為1200℃，終鍛溫度為800℃。

　　(2)正火

　　為消除鍛后組織不均勻(帶狀組織)，晶粒粗大和鍛后應(yīng)力，改善切削加工性，必須進行預先熱處理——正火。

　　①正火設(shè)備是中溫井式電阻爐，型號RJJ70-9，設(shè)備技術(shù)規(guī)格：爐膛橫斷面Φ600mm，深度2.5m，最高工作溫度為950℃。

　　②將汽車后橋半軸立放懸掛在爐內(nèi)，以防止和減少工件變形。

　　③該工件根據(jù)鋼號加熱溫度為(930±10)℃(這是實際加熱溫度)，工件加熱經(jīng)保溫55min，出爐空冷到室溫。空冷時采用專用工具將工件懸掛起來空冷，防止在空冷時工件的變形。

　　正火后的金相組織為均勻的細珠光體組織。正火后的硬度為197～207HB，宜于機械切削加工。

　　(3)調(diào)質(zhì)處理(實際操作方法)

　　①設(shè)備采用正火設(shè)備。

　　②調(diào)質(zhì)是汽車后橋半軸機械加工后的最后熱處理。為達到要求的性能，調(diào)質(zhì)工藝采取以下措施，

　　a.為保證回火后汽車后橋半軸的力學性能，淬火后1/4直徑(Φ50mm)處硬度應(yīng)大于45HRC，淬火組織為半馬氏體。為此，選擇較高的淬火加熱溫度以提高淬透性。

　　b.淬火工藝。淬火溫度為(860±10)℃，保溫80min。根據(jù)技術(shù)要求，桿部和花鍵硬度為37~44HRC，比盤部外圓硬度要求高些。

　　將桿部和花鍵部分先淬入10%NaCl水溶液中，水溫先加熱到50℃左右，待桿部和花鍵部分在熱NaCi水溶液中冷卻到本體降到600℃左右(桿部和花鍵部分表面剛冷卻到黑色而看不到紅色)時，立即由NaCl溶液中提出，再將工件整體投入油中冷卻，油溫為60~80℃。

　　這樣操作是盤部外圓先不冷卻，待盤部外圓降至750℃左右，將工件整體投入油中冷卻，這樣可以滿足一個工件有兩種硬度的要求，同時可以解決法蘭盤與桿部相連處易產(chǎn)生開裂的問題，既可保證盤部硬度，又減少變形，避免開裂。

　　c.回火。回火溫度是根據(jù)回火后的硬度要求確定的，本實例中回火溫度為(430±10)℃。在井式電阻爐中回火，爐子型號是RJJ70-9。回火時間120min。為克服回火脆性，回火后在水中冷卻。

　　在淬火和回火時，在爐中加熱時，可在爐內(nèi)工件附近放置木炭以保護工件在加熱時不氧化。

　　(4)調(diào)質(zhì)后再經(jīng)噴丸處理，使半軸表面由于塑性變形而增加壓應(yīng)力，這樣能明顯提高半軸的疲勞壽命。

　　經(jīng)過以上處理汽車后橋半軸完全符合技術(shù)要求。

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