45鋼是一種比較優(yōu)質碳素結構鋼，以車軸為例，車軸是其中的一個應用方向，采用高頻加熱設備對45鋼進行合理的熱處理可以有效提高車軸的使用壽命。

車軸是種變徑的圓柱體 ,要實現(xiàn)整體表面高頻淬火，淬火均勻，淬火效果達標，在很大程度上取決于感應器的結構設計。

加熱使用感應器的設計應用主要考慮一下內容：

1.使被加熱零件的表面溫度均勻;

2.感應器損耗小 ,電效率高;

3.感應器通水冷卻良好;

4.制造簡單 ,有足夠的機械強度 ，操作使用方便。

車軸高頻淬火感應器用矩形紫銅管制造成圓形感應器 ,并通水冷卻 ,零件瞬間加熱后由附帶噴水圈進行噴水冷卻。為了保證在感應加熱中減少熱損耗 提高加熱效率 ,感應器與零件之間的間距盡可能小 ,但要有足夠的間隙 ,保證使感應器能與車軸的相對運動順利進行。

縱觀我國的機車、車輛均采用優(yōu)質碳素鋼車軸 ,總體情況 ,應該說碳素鋼車軸是成熟的、可靠的。對于高速列車車軸材料是選碳素鋼還是合金鋼 ,我國還沒有成熟的技術。由于各國的國情不同 ,技術觀點不同 ,選用的車軸材料不盡相同 ,但都屬于低碳鋼范疇。在調質或正火的基礎上再施加表面感應淬火強化處理 ,車軸的使用壽面成倍增長。因此 ,這是提高車軸使用壽命的一種重要工藝方法。表面感應強化對提高車軸的彎曲或扭轉疲勞強度、減少對缺口的敏感性和應力集中十分有效。表面感應淬火后 ,由于心部高的有效韌性和塑性 ,允許其硬化層有較高的硬度 ,以保持高的耐磨性、 強度和殘余壓應力 ,充分發(fā)揮材料抗疲勞的潛力。國外對車軸高頻感應淬火從過去的局部淬火、 分段淬火 ,發(fā)展到現(xiàn)在的表面全長淬火。

加熱溫度和加熱時間的關系當材料和原始組織一定時,相變溫度隨著加熱速度增大而提高,為得到合格的淬火組織,相應的淬火溫度也隨之提高。車軸感應加熱升溫速度一般在 30～100 ℃/ s ,45鋼車軸的表面淬火加熱溫度選擇 890～960 ℃為佳 ,為了獲得較深的淬硬層深度 ,選擇上限加熱溫度。較長的加熱時間和較高的加熱溫度 ,可獲得較深的加熱深度 ,反之 ,加熱深度較淺。

在45鋼正火后，在具有相同機械性能的條件下，對其分別進行高頻淬火和調質熱處理。發(fā)現(xiàn)前者以加熱時間快、可局部處理、生產(chǎn)成本低、實際操作簡單、可機械化等優(yōu)點完全可以代替常規(guī)熱處理工藝對車軸45鋼進行表面強化熱處理。