40Cr钢板表面热处理高温回火的加热温度为500～650℃，获得回火索氏体组织(S回)。

　　通常将淬火+高温回火得到回火索氏体组织的热处理工艺称为调质处理。

　　调质的目的是得到强度、硬度、塑性和韧性都较好匹配的综合力学性能。

　　调质处理广泛用于汽车、拖拉机、机床、飞机、火车等重要的结构件，如连杆、螺栓、齿轮、轴、销等。钢经过调质后硬度一般为200～350HB。与正火比较，在相同的硬度下，强度、塑性、韧性均显著高于正火状态。因此，重要结构件一般均进行调质处理。调质还常作为表面硬化件的预备热处理。

　　调质处理之所以能获得较为满意的综合力学性能，这与调质处理后的内部组织有关。回火索氏体中的渗碳体呈颗粒状，而从奥氏体中直接分解得到的索氏体(正火后组织)，其中的渗碳体呈片状。正因为如此，在相同硬度前提下，回火索氏体具有较高的综合力学性能。

　　汽车后桥半轴是传递扭矩、驱动汽车前进的一个重要零件。除承受很大的扭力作用外，在汽车启动或刹车时，还承受冲击扭转力的作用。因此，对后半轴的性能要求除具有足够的强度外，还需要有高的疲劳极限和高的韧性。

　　技术要求：

　　材料为40Cr钢板;

　　盘部外圆硬度为24～34HRC;

　　杆部和花键硬度为37～44HRC (341～415HB);

　　金相组织为回火索氏体和回火托氏体。

　　汽车后桥半轴的加工工艺路线如下：

　　下料→锻造→正火(预先热处理)→机械加工→调质(最后热处理)→喷丸→校直→探伤→装配。

　　40Cr钢主要化学成分如下：

　　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钢板的临界点：

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

　　(1)锻造

　　设备：加热炉是煤气炉，有时采用油炉加热。采用标准加热规范进行加热。

　　锻造温度：始锻温度为1200℃，终锻温度为800℃。

　　(2)正火

　　为消除锻后组织不均匀(带状组织)，晶粒粗大和锻后应力，改善切削加工性，必须进行预先热处理——正火。

　　①正火设备是中温井式电阻炉，型号RJJ70-9，设备技术规格：炉膛横断面Φ600mm，深度2.5m，最高工作温度为950℃。

　　②将汽车后桥半轴立放悬挂在炉内，以防止和减少工件变形。

　　③该工件根据钢号加热温度为(930±10)℃(这是实际加热温度)，工件加热经保温55min，出炉空冷到室温。空冷时采用专用工具将工件悬挂起来空冷，防止在空冷时工件的变形。

　　正火后的金相组织为均匀的细珠光体组织。正火后的硬度为197～207HB，宜于机械切削加工。

　　(3)调质处理(实际操作方法)

　　①设备采用正火设备。

　　②调质是汽车后桥半轴机械加工后的最后热处理。为达到要求的性能，调质工艺采取以下措施，

　　a.为保证回火后汽车后桥半轴的力学性能，淬火后1/4直径(Φ50mm)处硬度应大于45HRC，淬火组织为半马氏体。为此，选择较高的淬火加热温度以提高淬透性。

　　b.淬火工艺。淬火温度为(860±10)℃，保温80min。根据技术要求，杆部和花键硬度为37~44HRC，比盘部外圆硬度要求高些。

　　将杆部和花键部分先淬入10%NaCl水溶液中，水温先加热到50℃左右，待杆部和花键部分在热NaCi水溶液中冷却到本体降到600℃左右(杆部和花键部分表面刚冷却到黑色而看不到红色)时，立即由NaCl溶液中提出，再将工件整体投入油中冷却，油温为60~80℃。

　　这样操作是盘部外圆先不冷却，待盘部外圆降至750℃左右，将工件整体投入油中冷却，这样可以满足一个工件有两种硬度的要求，同时可以解决法兰盘与杆部相连处易产生开裂的问题，既可保证盘部硬度，又减少变形，避免开裂。

　　c.回火。回火温度是根据回火后的硬度要求确定的，本实例中回火温度为(430±10)℃。在井式电阻炉中回火，炉子型号是RJJ70-9。回火时间120min。为克服回火脆性，回火后在水中冷却。

　　在淬火和回火时，在炉中加热时，可在炉内工件附近放置木炭以保护工件在加热时不氧化。

　　(4)调质后再经喷丸处理，使半轴表面由于塑性变形而增加压应力，这样能明显提高半轴的疲劳寿命。

　　经过以上处理汽车后桥半轴完全符合技术要求。

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