淬火介质（二）

淬火介质又称淬火剂,淬火介质有固态的（靠热传导）、液态的或气态的,主要是液态的。可分为无物态变化型和有物态变化型两大类：前者多半用于分级淬火和等温淬火,主要靠介质的传导和对流带走工件的热量,冷却能力决定于介质本身的热容,热导、流动性等物理性质,以及工件与介质间的温差。常用的有碱浴、硝盐浴和铅浴。后者按成份又可分为水基型和油基型;     

沸腾冷却区的宽度及其传达的信息

用摄像记录了液态介质中冷却时试样表面的冷却情况.试验发现,在液态介质中淬火时,试样表面的沸腾冷却是在呈带状的沸腾冷却区扫过的过程中完成的.这类沸腾冷却区通常多很窄,因此工件表面上任何部分经历沸腾冷却的时间都很短,靠沸腾冷却方式降低的温度都不多.淬火冷却中,从工件表面出现第一个超前扩展点开始,到蒸汽膜区完全消失为止的很长一段时间内,三种散热方式共同存在;其中,蒸汽膜冷却方式和与对流冷却方式对工件淬火冷却的贡献都比沸腾冷却的要大.     

对自来水作为淬火介质的两大缺点的研究

从自来水淬火时工件容易淬裂、硬度不均且畸变大等现象，列出了自来水作为淬火介质的两大缺点：一是低温冷却速度太快，二是冷却特性对水温变化太敏感。分析了自来水第二大缺点引起淬火硬度不均和畸变的原因。通过与气态介质的对比，指出了液态淬火介质共同的两类缺点：一是任何确定的液态介质，其冷却速度的可调节范围都很有限，以致同一个车间必须配备普通淬火油、中速淬火油和高速淬火油，才能满足不同工件的需要；二是工件从蒸汽膜阶段到沸腾阶段期间，冷却速度突然增大，可能引起较大的淬火畸变。提供了克服液态淬火介质第二类缺点的七类技术方法。     

淬火介质(九)

（6）淬火的原理 淬火的原理普遍认为：在水、油类淬火介质中冷却过程的冷却特性曲线上分为蒸气膜、沸腾和对流三个阶段,见下图。介质的沸点远比淬火工件温度低,赤热的工件进入淬火介质迅速使周围的淬火液汽化,并形成一层蒸汽膜包围工件,使工件与周围淬火液隔开。     

硝盐淬火技术

介绍了硝盐淬火介质的特性和应用,硝盐含水量对冷却速度和冷却特性的影响,硝盐淬火介质的加水方法和水含量的检测,不同温度硝盐浴含水量随运行时间的变化,硝盐淬火后工件的清洗,清洗槽硝盐含量的变化和检测,使用硝盐淬火介质的环保问题和安全措施等。     

浆状冷却介质的特性和用途

研究了以水和微细粘土粉末等混合而成的浆状介质的稳定性、冷却特性其影响因素。比较发现，浆状介质具有高于风冷而低于普通机油的冷却速度，可用于一些高合金钢的淬火冷却、铝合金固溶处理，也可用于结构钢工件做等温正火冷却。提出了两种新的淬火冷却方法：（1）先水或水溶液而后浆状介质的双介质淬火方法；（2）工件在浆状介质中先做摆动以加快冷却，而后再停止摆动以防止淬火方法。浆状介质完全不污染环境，使用浆状介质成本极低，值得推广应用。     

冷却过程的动态特性与钢的实际淬火冷却

采用带中心电偶的钢探头在淬冷过程中产生的电势信号和信号处理技术获得了冷却过程的瞬时动态曲线。研究了不同尺寸探头和在不同淬火介质中的动态曲线,并与TTT和CCT曲线作了比较。结果表明,钢在具有物态变化的介质中淬火时,冷却速度剧烈波动主要出现在钢被浸入淬火剂的初始阶段,探头尺寸越小,冷却介质的冷却能力越强,冷却过程越不稳定;此外,冷却三阶段在动态曲线上没有明确的分界。在实际淬火操作中,宜选用特性点较高的淬火剂,以利于工件在动态特性变化大的范围内进行自适应调整。而在过冷奥氏体转变的快冷阶段,宜保持匀速冷却,以减少动态波动的干扰。动态波动程度低而又无物态变化的单一阶段冷却最有利于过程控制和减小工件畸变。     

决定淬火工件表面冷却速度的两个新因素

用标准探棒检测出的油或者水的冷却速度曲线既不能反映探棒表面的冷却情况,也不能用来推测工件表面的冷却过程。因此,应直接观测工件的冷却过程。淬火冷却过程的直接观测和研究发现,除了淬火介质的冷却能力和工件某部位的有效厚度之外,不同工件表面蒸气膜内气体的流动状况和工件表面从蒸气膜向沸腾冷却方式转型的次序,对工件表面的冷却速度和整个工件的冷却均匀性都有很大影响。业已揭示了后两种新因素影响工件冷却速度和冷却均匀性的基本规律,从而可以在淬火冷却过程中对同一工件表面的不同部位的冷却速度分别加以控制,这种控制技术被称为精细淬火冷却技术。     

常用淬火冷却方式

<正>常用的淬火冷却方式主要有:①单介质淬火:工件只浸入一种冷却剂中,冷却到底。②延时淬火:工件在浸入冷却剂之前先在空气中降温以减少热应力。③双介质淬火:工件一般先浸入水中冷却,待冷到马氏体开始转变点附近,立即取出浸入油中缓冷,在水中的冷却时间一般按工件的有效厚度以3~5 mm/s的冷却速度进行计算。④分级淬火:工件先浸入低温熔盐中冷却,其停留时间一般等于总加热时间的1/3~1/2,最后取出在空气中冷却。⑤热浴淬火:工件只浸入150~180℃的硝盐或碱中冷却,停留时间等于总加热时间的,最后取出在空气中冷却等温淬火:工件浸入等温熔盐中进行冷却,熔盐温度和在熔盐中的停留时间由各     

淬火冷却过程控制中的新认识与新技术

列举了行业内关于油与水性介质中淬火冷却方面的8种错误认识和错误做法.简单介绍了四阶段理论和蒸气膜内气体的流动规律及其对工件冷却快慢与冷却均匀性的影响.采用这些新知识开发出了10项可用于控制淬火冷却过程的新认识和新技术.它们是:1.交界线借用技术;2.超前扩展点的诱导技术;3.倒立气体堆;4.工件正放与斜放的不同冷却效果;5.阻止交界线扩展的隔离堤技术;6.表面冷却过程的5种图线表述方法;7.外形对称的工件得不到具有相似对称关系的淬火冷却效果;8.两种蒸气膜厚度测试方法和测试结果对比;9.淬火介质的冷却特性曲线不是探棒表面的冷却信息;10.应当向用户提供介质的冷却特性信息.     

液态介质中淬火冷却的四阶段理论

一般认为,在液态介质中淬火冷却,工件的散热方式分为三个阶段:蒸汽膜阶段、沸腾阶段和对流阶段.但是,在试验研究中发现了几种三阶段划分不能解释的现象.通过研究这些现象,提出了一个新的阶段:中间阶段.中间阶段位于蒸汽膜阶段与沸腾阶段之间.中间阶段的特点是具有等效厚度的表面上同时存在蒸汽膜冷却区和沸腾冷却区.提供了四阶段划分对应的冷却过程曲线和冷却速度曲线.讨论了中间阶段的特性.     

钢的淬火冷却与淬火软点

研究了钢的淬火软点的特征和淬火冷却的各种因素对产生淬火软点的影响。结果表明,在淬火冷却过程中要正确选择和控制淬火油的特性温度,淬火油的搅动程度和持续时间,加热介质的熔点和流动性,就能确保工作不产生淬火软点。采用低温硝盐浴作淬火介质也能防止淬火软点。     

淬火介质的冷却特性曲线究竟说明了什么

在用标准测试仪检测淬火介质冷却特性的同时,用摄像机摄录了探棒周围的状况.对比发现,按测得的冷却特性曲线的形状划分的冷却阶段,与探棒表面实际发生的冷却情况大不相同.说明了产生这种差异的原因.通过分析和推理,得出了结论:不能从淬火介质的冷却特性曲线去划分探棒所处的冷却阶段;凭测出的冷却特性曲线不可能准确推算实际工件可能获得的冷却情况;淬火介质的冷却特性曲线只宜用在介质冷却特性的相互对比中.     

PAG淬火剂冷却控制技术在网带炉生产线上的应用

通过对网带炉淬火油槽冷却系统的技术改进及PAG淬火剂的应用,以及对PAG淬火剂的浓度、温度、喷射、搅拌力度及角度等方面的调节与控制,并按工艺需要,对工件高中温段实施强烈淬火冷却控制,使产品达到"高温区快冷,低温区慢冷"的理想淬火冷却效果.由于采用强烈淬火控制技术,最大限度地强化了热交换,工件得到可控制的均匀快冷,使工件淬火冷却效果更强烈,硬度更高、更均匀.由于淬火后工件表面产生了压应力,有效地抑制了工件的畸变和开裂,使产品质量及产量得到了大幅度提高.     

液态淬火介质的两个共性的缺点及对策

适用范围有限和工件淬火变形大是液态淬火剂的两个带有共性的缺点,提出了克服第一个缺点即扩大液态淬火剂的应用范围的8种技术措施,指出,工件的淬火变形量除淬火介质的冷却速度外,还与其特性温度有关,应选用特性温度稳定的介质淬火。     

交界线借用挑战有效厚度观念

运用液态淬火介质中冷却的四阶段理论分析得出:在工件淬火冷却过程中,交界线借用应当是非常普遍的现象.工件上较厚大部分可以借用相邻部分已有的交界线,直接由蒸汽膜阶段进入中间阶段的交界线扩展期.由于省略了超前扩展点的形成期,交界线借用可以明显增大工件获得的冷却速度.这与建立在三阶段理论基础上的有效厚度观念是相矛盾的.通过两组实验,分别演示了交界线借用能提早结束厚度更大试样的蒸汽膜阶段,以及能使更厚大试样获得更高的淬火硬度的现象.由此可以认为,交界线借用动摇了传统的有效厚度观念.     

淬火过程的冷却机理及其影响因素

文章以令人信服的实验结果说明了淬火过程的冷却机理，提示了淬火剂、浴温、浓度与表面润湿时金属的物理性能、冷却速度、热传导系数之间的相互依赖关系。同时也探讨了冷却速度的测量，有表面润湿过程的特征表面润湿对于热传导、时间－温度关系及硬度的影响。为优化淬火工艺提供了重要依据。     

高碳钢钢丝在铅浴和CMC水溶液中的冷却行为

利用钢丝探头分别测量了含碳0.70%的钢丝在铅浴和CMC水溶液中的冷却过程。用冷却曲线分析法阐释了钢丝的冷却过程和相变规律。钢丝的“体积效应”和在其冷却介质中的热扩散能力共同决定了铅浴淬火过程及钢丝的相变过程。高碳钢钢丝在0.25%CMC水溶液中可完全转变为珠光体组织,但其转变温度由于其连续冷却转变特性而高于在铅浴中的转变温度。根据铅浴淬火的冷却本质和CMC水溶液的冷却特性,用于替代铅浴的淬火介质应设法加快初始阶段冷却速率。     

高碳钢钢丝在铅浴和CMC水溶液中的冷却行为

利用钢丝探头分别测量了含碳0.70%的钢丝在铅浴和CMC水溶液中的冷却过程.用冷却曲线分析法阐释了钢丝的冷却过程和相变规律.钢丝的＂体积效应＂和在其冷却介质中的热扩散能力共同决定了铅浴淬火过程及钢丝的相变过程.高碳钢钢丝在0.25%CMC水溶液中可完全转变为珠光体组织,但其转变温度由于其连续冷却转变特性而高于在铅浴中的转变温度.根据铅浴淬火的冷却本质和CMC水溶液的冷却特性,用于替代铅浴的淬火介质应设法加快初始阶段冷却速率.     

淬火介质(三)

正(3)淬火油。也是常用的淬火介质,普通矿物油按粘度和闪点不同其冷却能力也有所差异,使用温度也不同。油的主要优点是高温区与低温区的冷速比较大,而高温区的冷速比较缓慢,工件不易变形,主要适用于淬透性高的合金钢工件。缺点是对碳素钢和截面较大的低合金钢工件不易淬硬、淬透,淬火后表面易玷污、不够光洁、易燃烧、成本较高,所以使用有一定局限性。