軸類零件是機械工業(yè)中重要的基礎零件之一。一切作回轉運動的零件都裝在軸上，大多數(shù)軸的工作條件為：傳遞扭矩，同時還承受一定的交變、彎曲應力；軸頸承受較大的摩擦；大多承受一定的過載或沖擊載荷。

在特殊條件下工作的軸，還應有特殊的性能要求。如在高溫下工作的軸，則要求有高的蠕變變形抗力；在腐蝕性介質環(huán)境中軸，則要求軸用材料具有耐腐蝕性。

基于以上要求，軸類零件選材時主要考慮強度，同時兼顧材料的沖擊韌度和表面耐磨性。選擇較高的強度既可保證承載能力、防止變形失效，又可保證抗疲勞性能。良好的塑性和韌性是為了防止過載和沖擊斷裂。

1）軸類零件的選材

一般軸類零件（例如普通機床主軸）常用45號鋼，經(jīng)正火、調質及部分表面淬火等熱處理，得到所要求的力學性能，如強度、硬度、韌性和耐磨性等。

中等精度而轉速較高的軸類零件，可選用40Cr等合金結構鋼，經(jīng)調質和表面淬火后，具有較高的綜合力學性能。精度較高的軸，可選用軸承鋼GCr15和彈簧鋼65Mn等材料，經(jīng)過調質和表面淬火后，具有更高的耐磨性和耐疲勞性能。

高轉速、重載荷條件下工作的軸，可選用20CrMnTi，20Mn2B，20Cr等低碳合金鋼，經(jīng)過滲碳淬火后，表面具有很高的硬度，心部則具有較高的強度和韌性，但熱處理變形較大。

高精度、高轉速的軸（如坐標鏜床和高精度磨床的主軸），可選用38CrMoAl氮化鋼，經(jīng)過調質和表面氮化后，具有很高的心部強度和表面硬度，優(yōu)良的耐磨性和耐疲勞性，而且熱處理變形很小。

2）軸類零件成形工藝選擇

與鍛造成形的鋼軸相比，球墨鑄鐵有良好的減震性，切削加工性及低的缺口敏感性；此外，它的力學性能較高，疲勞強度與中碳鋼相近，耐磨性優(yōu)于表面淬火鋼，經(jīng)過熱處理后，還可使其強度、硬度或韌性有所提高。因此，對于主要考慮剛度的軸以及主要承受靜載荷的軸，如曲軸、凸輪軸等，可采用鑄造成形的球墨鑄鐵來制造。目前部分負載較重但沖擊不大的鍛造成形的軸已被鑄造成形的軸所代替，既滿足了使用性能的要求，又降低了零件的生產(chǎn)成本，取得了良好的經(jīng)濟效益。鑄造成形的軸最大的不足之處就在于球墨鑄鐵在承受過載或大的沖擊載荷時，易產(chǎn)生脆斷。

以球墨鑄鐵鑄造成形的軸的熱處理主要采用正火處理。為提高軸的力學性能也可采用調質或正火后進行表面淬火、貝氏體等溫淬火等工藝。球墨鑄鐵軸和鍛鋼軸一樣均可經(jīng)氮碳共滲處理，使疲勞極限和耐磨性大幅度提高。與鍛鋼軸相比所不同的是所得氮碳共滲層較淺，硬度較高。

對于以強度要求為主的軸特別是在運轉中伴隨有沖擊載荷的軸，大多采用鍛造成形。鍛造成形的軸常用材料為中碳鋼或中碳合金調質鋼。這類材料的鍛造性能較好，鍛造后配合適當?shù)臒崽幚?，可獲得良好的綜合力學性能、高的疲勞強度以及耐磨性，從而有效地提高軸的抵抗變形、斷裂及磨損的能力。