曲轴是重载发动机的核心元件,再制造时如何处理废旧曲轴表面的强化层仍是再制造流程控制中亟待解决的问题。目前,对于渗氮曲轴毛坯通常是全部去除,然而对于感应淬火曲轴毛坯,其硬化层较深,如果全部去除,零件尺寸变化较大,给再制造带来较大困难。残余应力作为表面强化层的重要指标,它将与服役载荷叠加,改变零件所受的平均载荷,且在零件服役过程中会发生强化应力松弛。因此,对曲轴再制造毛坯的历史服役状态的掌握是十分必要的。基于此,本文以42CrMo钢为研究对象,使用超音频GCT-1200立式感应淬火机床对试样进行表面感应淬火处理,使用内插法对所得感应淬火试样的硬化层深度进行了校核。考虑曲轴圆角弯曲疲劳失效是曲轴的主要失效形式之一,对两种感应淬火工艺试样开展三点弯曲疲劳试验,最终得到不同循环周次的疲劳试样,使用X-350A型应力检测仪进行残余应力检测。最后对试样断口进行了扫描电镜观察,得出如下结论:试样硬化层深度分别为0.51 mm与1.6 mm,试样组织可以分为三层,淬硬层、过渡区以及基体。淬硬层中主要为细小马氏体;过渡区中则出现珠光体与铁素体组织。最大残余压应力出现在硬化层内部,随深度继续增加,残余压应力绝对值逐渐降低。含淬硬层试样在疲劳过程中表面残余应力松弛大致可以分为三个阶段,初期残余应力的快速松弛,中期残余应力稳定松弛,以及最终试样断裂后,裂纹周围的残余应力瞬间释放。通过数据处理发现松弛后的残余应力与lg N之间的关系可以使用两种模型进行表示,一为线性模型,一为指数模型;通过对两种试样各阶段残余应力松弛量的对比发现,对于试样疲劳寿命影响较大为静态松弛的松弛量,其松弛量与试样疲劳寿命呈反比。为含淬硬层件的疲劳寿命预测提供了思路。对试样断口研究发现,试样裂纹萌生于硬化层内部或表面,对于同一硬化层深度试样,疲劳载荷越大,试样裂纹萌生位置越趋向于表面,疲劳寿命越短。且在试样裂纹萌生位置发现了较多的微裂纹,且多集中于试样表面与裂纹萌生处之间。对于可再制造毛坯而言,其内部裂纹必然不会扩展过长,而对于再制造产品而言,当其开始新一轮的服役时,其内部的微裂纹会成为薄弱处,更易形核。基于此,本文首次提出了再制造毛坯表面淬硬层的处理方式,应优先将再制造毛坯的裂纹萌生处去除。