半軸是汽車傳遞動力和扭矩的重要零件，多用40Cr鋼制造。半軸工作中主要承受扭轉(zhuǎn)彎曲復合力矩作用，還承受一定沖擊載荷作用。要求工件強度高并且韌性好，疲勞強度優(yōu)良，花鍵部位要求耐磨性高、抗壓陷性能好。對中小型汽車半軸，要求組織為回火索氏體，硬度為341-415HBW。熱處理采用水淬空冷再水淬處理，但生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)工件不少出現(xiàn)淬裂失效或淬不硬缺陷，產(chǎn)品不合格，工件壽命低。經(jīng)分析其缺陷產(chǎn)生的原因，發(fā)現(xiàn)采用超音頻感應(yīng)加熱機進行感應(yīng)淬火熱處理，效果良好，滿足了生產(chǎn)需要。

    半軸盤部壁薄，并有16個直徑12.5mm孔均布，淬火時入水過早或操作不當，易因冷卻過快淬透出現(xiàn)淬火裂紋。宏觀檢驗發(fā)現(xiàn)，主裂紋部位在兩孔之間放射形分布。金相觀察發(fā)現(xiàn)，主裂紋兩側(cè)有許多小裂紋。裂紋沿原奧氏體晶界發(fā)展，裂紋兩側(cè)組織為回火索氏體和回火托氏體。分析認為，工件入水過早使完全淬火時產(chǎn)生的應(yīng)力超過材料的抗拉強度導致工件開裂。此時，盤上16孔邊緣處先生成馬氏體，而后冷卻部位過渡區(qū)冷卻慢，后發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，馬氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的膨脹力使先轉(zhuǎn)變已硬化的盤部邊緣受到很大拉應(yīng)力作用，在應(yīng)力集中作用下，工件產(chǎn)生輻射狀裂紋。

    針對半軸淬火工藝不當和工件中存在大量網(wǎng)（塊）狀鐵素體缺陷造成工件強韌性低，易于出現(xiàn)淬火裂紋和早期疲勞斷裂失效問題，進行了工藝改進試驗。工件采用超音頻感應(yīng)加熱機進行整體淬火時，先淬油冷卻，出油后自行回火，處理后半軸質(zhì)量明顯提高，消除了淬火裂紋，工件壽命提高。

    半軸生產(chǎn)中傳統(tǒng)熱處理工藝采用中碳合金鋼調(diào)質(zhì)處理，但使用壽命不高。隨著科技進步和工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，人們提出了感應(yīng)淬火工藝。其優(yōu)點是工件質(zhì)量穩(wěn)定，使用壽命長，成本低，工藝簡便。經(jīng)感應(yīng)淬火后工件表面硬度為58-62HRC，心部硬度為24HRC，硬化層深度為3.8-4.Omm；硬化層金相組織是中碳馬氏體，過渡區(qū)組織為馬氏體+托氏體，心部組織為細片狀珠光體+少量鐵素體。

    經(jīng)分析，半軸采用超音頻感應(yīng)加熱機進行感應(yīng)淬火后硬化層有很高的殘留壓應(yīng)力存在，這是工件在扭轉(zhuǎn)彎曲應(yīng)力和沖擊載荷作用下，具有疲勞強度高、使用壽命長的主要原因，更好的是淬火后半軸的質(zhì)量大大提高，滿足了要求，適合大批量大規(guī)模生產(chǎn)。