零件名稱：不銹鋼活塞桿，見圖8-7。
材質：0Cr17Ni4Cu4Nb (PH17-4)
熱處理要求：
a. 固溶時效處理性能：Ra≥930N/m㎡;Ro3≥725N/mm2;A≥16%;Z≥50%;硬度269~302HB。
b. 圖中Φ105mmx1600mm 處高頻表面感應淬火，硬度：45~50HRC;深度：1~1.5mm。
1. 零件常見的失效形式及應具備的性能
活塞桿在工作時，承受高頻率的返復拉壓應力，易產生疲勞斷裂；外表面與密封材料四氟乙烯進行快速多次摩擦，一旦磨損嚴重，會引起介質泄漏；其使用在含H2S成分的氣體介質中，易遭受腐蝕。
因此，要求活塞桿具有耐腐蝕性、有較好的基體強度及外表面的耐磨損性能。
2. 材料選用原則及熱處理方法選擇
活塞桿選用馬氏體沉淀硬化不銹鋼0Cr17Ni4Cu4Nb(PH17-4)。該材料具有較好的抗H2S腐蝕性能，可滿足使用需要。
0Cr17Ni4Cu4Nb經過固溶和時效處理，可以獲得要求的力學性能，保證活塞桿的整體強度。采用高頻表面感應淬火，可以保證工件表面的硬度，從而提高耐磨性能和抗疲勞性能。
3. 零件主要加工工序
鍛造－過時效處理（A)-粗加工－固溶處理（B)-機加工－時效處理（C)-檢查性能－機加工－高頻表面淬火、回火（D)-磨加工－修整－檢查。
4. 熱處理工藝分析及應注意問題
a. 過時效處理
0Cr17Ni4Cu4Nb鍛件經鍛造冷卻后，有較大的應力和較高的硬度，不便于機械加工，組織中具有較大的合金元素過飽和度，看定性較差。所以，對鍛件應進行過時效處理（即高于正常時效溫度的時效處理）。通過過時效處理，基體中的合金元素充分出，析出質點長大，使組織處于穩定狀態，鍛件硬度達到較低包度，應力基本消除，便于機械加工，并為固溶處理作好組織準備。具體工藝見圖8-8。
經研究和實踐證明，0Cr17Ni4Cu4Nb鋼在630~640℃時效，將獲得最低的硬度，溫度再提高，冷卻后的組織中可能因產生馬氏體組織而提高硬度并降低了組織穩定性。過時效的保溫時間應適當長一些，以保證析出相充分析出。過時效處理可采用空冷。0Cr17Ni4Cu4Nb鍛件經過過時效處理后，硬度一般不大于280HB。
b. 固溶處理
固溶處理是馬氏體沉淀硬化不銹鋼強化的重要環節。
0Cr17Ni4Cu4Nb 活塞桿固溶處理工藝見圖8-9。將鋼加熱到1040℃時，鋼中的鉻、鎳、鈮、銅等合金元素充分地固溶在奧氏體基體中，再以較快的速度冷卻，這些元素便以過飽和狀態保留在基體組織中，在以后的時效過程中析出并使鋼得到強化。固溶處理用水冷卻似乎更好一些，但曾發生過固溶水冷產生裂紋的事例，這個活塞桿的有效截面不大，用油冷完全可以滿足要求。
c. 時效處理
時效處理是馬氏體沉淀硬化不銹鋼強化的又一個關鍵工序。通過時效處理，使在固溶處理時過飽和溶于奧氏體中的合金元素，特別是銅、鈮以質點形式充分析出，使鋼得到強化。0Cr17Ni4Cu4Nb鋼，依據對強度等級要求的不同，常有幾種不同的時效溫度，根據活塞桿強度和力學性能的要求，采用610℃加熱溫度是合適的，一般時效的保溫時間不低于4h,以保證析出相的充分析出，達到最佳的強化效果。具體工藝見圖8-10。
這里將固溶處理和時效處理分開敘述，而沒有像馬氏體不銹鋼調質那樣，將淬火和回火同時敘述，是想說明一個問題，對于馬氏體沉淀硬化不銹鋼，固溶處理后直接進行時效處理，還是固溶處理后進行機加工再進行時效處理，這可根據零部件特征及要求的時效硬度來考慮。例如，如果要求時效處理后的強度等級高，即經固溶時效處理后的硬度高，則最好在固溶處理后具有較低硬度的情況下進行機械加工，把大量的機械加工量完成，在留有極少量的加工余量條件下進行時效處理，因為時效后硬度很高，難以進行大量的機械加工。若采用這種程序，需注意的一個商題是，一旦時效處理后性能達不到要求，則無法再重新進行固溶處理，因為加工余量少，滿足不了固溶變形的要求。解決這種問題的辦法，可以在固溶處理后對試件進行模擬時效處理，先確認工件時效處理后的性能水平。
另一種情況是要求的時效處理后的強度等級較低，硬度低于固溶處理后的硬度，則可在工件固溶處理后直接進行時效處理，再進行機械加工，這不但能提高加工效率，而且還減少了冷熱工序間的周轉次數，方便生產。如果采用這種程序，最好在機械加工后進行一次低于時效溫度的消除應力處理。
d. 高頻表面淬火
活塞桿高頻表面淬火部位是在外圓表面，圖8-7所示的長度約1600mm的部位。采用連續加熱淬火方式。工件旋轉，感應器加熱并同時噴水冷卻。
感應器選擇：選用外圓連續加熱淬火感應器。感應器內孔直徑為110mm,與工件外表面間隙2.5mm,感應器高度為7mm。
加熱溫度：1060~1080℃。
工件淬火長度總加熱時間：460s(工件相對感應器移動速度約為3.5mm/s).
工件旋轉速度：40~50r/min.
淬火冷卻：噴水冷卻。
回火：480℃,保溫2h,空冷。
活塞桿采用0Cr17Ni4Cu4Nb馬氏體沉淀硬化不銹鋼，高頻表面淬火采用水冷卻不必擔心淬火裂紋，其原因參見3Cr13不銹鋼軸套高頻表面淬火相關內容。
活塞桿高頻表面淬火硬度檢查可用表面洛氏硬度計或里氏硬度計。如果還要檢查淬硬深度或金相組織，則應采用一定長度的與活塞桿淬火處外圓相同尺寸的試件，該試件應與實際工件進行相同的熱處理過程和相同的高頻淬火方法。
