哪些是应尽量避免的不良淬硬层分布?

    感应淬火件的淬硬层(区域)分布与零件结构强度关系密切，因为淬火与未淬火区边缘处存在残留拉应力，会降低零件强度，如果这一过渡区正好又处 在危险断面，则破坏折断的概率就大大增加了。

    (1)汽车传动轴淬硬区分布的改进  汽车传动轴原来淬硬区只淬到花键完整段(见图4-14a)，花键退刀处正好是淬火过渡区，使用中花键过渡处断裂(45度正断型与垂直切断型断口)。通过检查和分析得知，断裂处正好是淬硬区与原始状态的过渡区，表面硬度从大于50HRC降到25 HRC，从表面残留压应力状态转为拉应力状态，断口显示抗扭强度不足。图4-14b所示为改进后的淬硬区分布。因此，淬硬区的位置极为重要，决不能把过渡区设计在花键退刀处，而应延长，使圆弧处也得以淬火。

    (2)汽车主动轴淬硬区分布的改进  汽车主动轴曾发生Φ50mm轴颈退刀槽处早期断裂问题。针对退刀槽处半径R小及淬硬区不连续两个关键问题进行了试验，取得了明显效果。三种试件的淬硬区分布及表面硬度如图4-15所示，疲劳试验结果见表4-13。

             表4-13   汽车主动轴试件疲劳试验结果

以上结果说明：

    2）退刀槽处淬硬了，使台肩处淬硬层连续，消除了拉应力区的影响，提高了该处的强度，两项改进的效果使主动轴的疲劳循环次数增加了近10倍。

   (3)动力输出轴轴头断裂实例  动力输出轴轴头（见图4—16a），使用中发生花键过度处断裂，经检查过度处淬硬层特浅，淬硬层中只有少量马氏体，如图4—16b所示。

    原工艺为扫描淬火，因感应加热时台阶处磁力线偏移，导致该处淬硬层很浅。改用整体一次感应淬火（矩形管纵向加热）后，淬硬层深度增加，如图4—17所示。经疲劳对比试验，改进前5个试件的平均循环次数为10.9万次，在花键台阶处断裂，疲劳源均在花键台阶处;而改进后的4个试件均达到150万次，因未断而下架。分析认为:台阶处淬硬层连续，淬火表面存在压应力能抵消缺口应力集中的作用，淬硬层深度达到轴径的10%时，能得到最佳疲劳强度。

    经疲劳对比试验，改进前5个试件的平均循环次数为10.9万次，在花键台阶处断裂，疲劳源均在花键台阶处;而改进后的4个试件均达到150万次，因未断而下架。分析认为:台阶处淬硬层连续，淬火表面存在压应力能抵消缺口应力集中的作用，淬硬层深度达到轴径的10%时，能得到最佳疲劳强度。

    (4)曲轴颈不合格的淬硬层图形早在20世纪，美国底特律柴油机阿立森分公司就规定了曲轴颈验收的淬硬层图形，如图4-18所示。应尽量避免淬硬层中断，这是因为淬硬层中断一，极大地降低了轴颈的疲劳强度。