1.结实耐用

淬火加热时，夹具要同时承受高温和工件重量的作用，而且往往还要随着工件一起进入淬火冷却介质中激冷，使用条件恶劣，容易产生氧化、腐蚀、变形或开裂现象，故工装夹具必须结实耐用，在选材时一般考虑低碳钢和耐热钢。

铸造工装夹具用材的碳质量分数通常为0.3%～0.5%，轧制工装夹具用材的碳质量分数小于0.08%。

对于耐热钢来说，最理想的条件是在一定的温度下进行连续工作。周期性工作的炉子与连续工作的炉子相比，其炉内金属构件的寿命要降低1/2左右。工装夹具由于需要经常从炉内出入，并且还会受到油冷的热冲击作用，因此其使用条件将比炉内的金属构件更加严峻。高温强度与高温韧性在同一条件下也会呈相反的趋势。工装夹具如果要在水冷条件下工作，就有必要牺牲一点高温强度而选择耐热冲击性强的材料。

常在热处理工装夹具用材中加入的合金元素有铬和镍。金属元素铬能使材料有效提高抗氧化性，当铬质量分数达到20%以上时，材料就会具有优良的抗氧化性。金属元素镍能有效地稳定奥氏体组织，同时，随着镍质量分数的增加，材料的线胀系数也会逐渐减小。

在设计时，工装夹具必须满足强度要求。例如，对常用的吊具、料筐、料盘等的强度分析如下：

（1）低碳钢吊具的强度估算

1）在950℃高温使用时的抗拉强度R_m，长期使用者取6MPa，短时使用者取10MPa。

2）受弯曲力抗弯强度σ_bb

①圆形截面时

σ_bb=M/0.1d³ （6-2）

②矩形截面时

σ_bb=6M/bh³ （6-3）

式中 M——力矩（N·m）；(www.daowen.com)

d——吊具直径（mm）；

b——吊具宽度（mm）；

h——吊具厚度（mm）。

3）抗剪强度按抗拉强度的1/2计算。一般耐热钢在950℃高温下的抗剪强度与一般低碳钢的相差不多，只是其抗氧化性能较碳素钢为好。视不同的钢种，耐热钢吊具的抗剪强度一般按低碳钢强度的1～10倍估算。

（2）热处理工装夹吊具强度校核方法

1）先估算吊具用钢和零件本身的总质量G_总。

G_总=G_i+G_吊 （6-4）

2）分析危险截面强度，先计算危险截面面积S，然后计算危险截面处的强度（σ_危=G_危/S）。当σ_危<〔σ〕时，即可满足吊具强度条件的要求。如果σ_危>〔σ〕，则要重新加大截面的尺寸。

2.设计结构时应考虑的因素

1）不影响工件的加热和冷却均匀性。在实际生产中，通常使用一个夹具进行工件淬火加热和淬火冷却，因此在设计工装夹具时，必须兼顾加热均匀和冷却均匀两方面的要求，以确保工件热处理后的硬度均匀性和最小变形量。

2）便于零件的装卸和制造，使用寿命长，安全可靠。

3.应尽可能考虑其经济性

在保证寿命和安全可靠的前提下，应尽量减少其体积和重量，以节约资源。经济而可行的办法是多从结构上考虑提高夹具的强度。例如，将容易变形的方筐改为不易变形的圆筐，焊接加强肋以增加板和筐架的牢固程度，用多点悬挂代替单点悬挂以平衡工件重量等。