利用常用钢热探头建立淬火冷却介质数据库

使用GCr15和H13等10余种常用钢制造新型热探头来评价淬火介质的硬化能力。测量了若干淬火介质淬火过程冷却曲线，研究了热探头淬后截面的微观组织和硬度分布。在此基础上开发的淬火介质冷却能力数据库，可以实现淬火过程冷却曲线和冷速曲线及热探头淬后组织和性能的查询和输出，且可存储热探头淬后开裂数据。     

常用钢淬火表面换热系数耦合相变的反传热分析

根据反传热方法和实测的每种钢探头在多种介质中淬火时的冷却曲线,建立了耦合相变的轴对称有限差分模型,结合编写的FORTRAN程序计算每种钢探头淬火过程的表面换热系数。结果表明,相变对计算有影响,考虑相变时的计算值是合理的。同时发现,淬火过程的换热系数与淬火介质及探头材料均相关,相同的钢探头在不同介质中淬火时的换热系数不同,而不同材料的钢探头在同种介质中淬火时的换热系数也不同。     

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。     

新型贝氏体钢的研制

以Mn、Si、Cr为主要合金元素,设计并研制了一种新型贝氏体钢.利用膨胀法,结合金相法和硬度法,在DIL805A热膨胀快速相变仪上测定了该钢在不同冷速下连续冷却时的热膨胀曲线,获得了该钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线);研究了该钢连续冷却过程中奥氏体转变过程与组织变化.根据该钢的CCT曲线,在自行研制的特种淬火介质中进行热处理,获得了下贝氏体组织,为生产实践和新工艺的制订提供了参考依据.     

281A水溶性淬火介质在生产中的应用

目前，工厂常用的淬火介质多为油、水或盐水。然而，大量热处理淬火件是属于碳素结沟钢、碳素工具钢和合金结构钢，这些钢种所需要的正是比水冷慢而又比油更快，介于水油之间冷速的淬火介质。281A水溶性淬火介质可以填补水油之间冷却速度的空白地带，并能通过调配溶液浓度实现冷却速度的调节，是较理想的介于水油间冷速的淬火介质。我们曾用6种材料用变形和开裂试样在不同浓度28lA水溶液中进行淬火试验，效果满意。从1992年8月起我们已在高频热处理中进行了广泛应用，并取得显著经济效益。1281A水溶性淬火介质的特性由深圳海联公司生产的2…     

42CrMo钢下拉杆末端淬火开裂分析

对42CrMo钢下拉杆末端零件的淬火裂纹形态、材料化学成分、微观组织、断口形貌等进行了分析,探讨了下拉杆在实际热处理工艺中淬火开裂的主要原因.结果 表明:淬火时冷却速度过快、应力过大是造成开裂的主要原因.淬火时的冷速过快则是由淬火介质浓度过低或淬火介质温度过低所引起.因此,控制淬火介质的浓度、检查淬火介质的冷却能力曲线...     

Cr-Mo系调质钢的连续冷却转变规律

采用DIL805L淬火相变膨胀仪研究了一种Cr-Mo系合金结构钢在连续冷却过程中的相变规律,膨胀法与金相-硬度法结合,绘制出该钢的连续冷却转变曲线。结果表明:当冷速小于0.1℃/s时,主要发生铁素体/珠光体转变;冷速增大,贝氏体和马氏体相继出现,当冷速在0.5～1.5℃/s时,发生铁素体/珠光体和贝氏体转变;冷速大于3℃/s时,马氏体开始出现,硬度值随着冷速的升高不断增大,合金元素Cr、Mo的加入大大提高了试验钢的淬透性。     

高压氮气冷却特性研究

以1.2 MPa IPSEN高压气淬炉为研究对象,通过设计与ISO9950相同大小的钢探头,利用Keithley2700作为数据采集系统,研究了氮气在不同压力下以及不同种类钢探头的冷却速度.结果表明:高压气体冷却过程中最大冷速位置出现在700℃附近,压力为1.2 MPa时冷速最大为15.4℃/s,远小于N32最大冷却速度;D6AC探头在0.8 MPa以上可以淬透,但40Cr和45钢探头即使压力达到1.2 MPa也无法淬透;高压气淬适合于临界冷却温度接近于700℃左右淬透性较好的钢种.     

淬火油的选择及其对钢的力学性能的影响

一、前言工业上使用的合金钢大多数要进行调质处理,所用淬火介质主要是油。近几年来由于能源紧张,国内外科技工作者都在不断研究淬火油的代用品,但由于使用中存在某些局限性而进展缓慢。目前国内冶金厂普遍采用20号机油,变压器油和轻柴油作为合金钢的淬火介质。因此,本工作测定了这三种油的固有冷却曲线及其特性温度,并研究了它们对38CrA和45号钢力学性能和淬透性的影响。二、试验方法及结果首先用LS-1型介质冷却性能测试仪(图1),并选用导热性最好抗氧化性最强的材料(如银或纯镍等)做感温探头,测定20号机油、变压器油和轻柴油的固有冷却曲线,然后确定它们的特性温度(从蒸汽膜阶段向沸腾阶段冷却时的过渡点温度)和特性时间。     

铁素体珠光体型非调质钢连续冷却转变的研究

采用DIL805L淬火相变膨胀仪研究了铁素体珠光体型非调质钢的连续冷却相变组织变化规律,分析了冷却速率和合金元素对相变组织、显微硬度和CCT曲线的影响。结果表明,Mo有助于获得针状铁素体组织,进而提高韧性,Mn与微合金元素V有助于提高钢的综合力学性能;冷速增大至0.5 ℃/s时,开始出现针状铁素体;冷速小于1 ℃/s时,获得完全的铁素体+珠光体组织;随着冷速的增大,钢的硬度不断增大。     

由“冷却模型”到“冷却工程”的演进

冷却方式决定热处理工艺的类型。淬火是金属热处理中具有标志性的核心技术,其中最关键的操作环节是冷却。通过冷却曲线分析提出了钢探头在有物态变化介质中冷却时的主、辅界面模型。分析了钢在奥氏体化后冷却转变的物理冶金学现象与工程实际所能提供的冷却环境之间的联系。概述了淬火介质与冷却技术的研究现状与发展动态,特别指出了新的冷却技术及其装备开发的重要性。总之,从单纯的冷却模型研究到冷却工程的实现将是一大跨越。     

H级高强防腐抽油杆用钢的过冷奥氏体连续冷却转变

采用DIL805L淬火膨胀仪,研究了H级高强防腐抽油杆用钢过冷奥氏体连续冷却转变过程中,冷速对显微组织和硬度的影响。结果表明:该试验钢在连续冷却过程中,CCT曲线呈现明显的整体右移现象,珠光体转变非常少,铁素体-珠光体转变区与贝氏体-马氏体转变区分离。硬度随冷速变化呈现两个阶段:包括低冷速下的快速增长和高冷速下的趋于稳定,这与微观组织的变化趋势有关。冷速＜1.5 ℃/s时,组织中才能存在贝氏体,该试验钢想要获取优良的贝氏体组织,可选择的冷速区间范围非常小,该试验研究可为抽油杆用钢的组织控制、工艺制定提供有效的技术支撑。     

新配方水基淬火介质的制备及冷却特性

配制出一种新配方水基淬火介质,该淬火介质由聚烷撑乙二醇(PAG)、冷速调整添加剂、防锈剂、消泡剂、防腐剂和水组成;研究了新配方水基淬火介质的冷却特性并与水、淬火油和UCON E淬火介质进行了对比。结果表明,新配方水基淬火介质的冷却特性介于水和油之间,3%PAG淬火介质的最大冷却速度为322.5 ℃·s-1,300 ℃下的冷却速度为112.4 ℃·s-1,与5%UCON E淬火介质相当。     

AQ110聚合物淬火介质冷却特性及其应用

采用KR-SQTAⅡ型淬火介质冷却特性测试仪,系统测定AQ110聚合物淬火介质在不同浓度与温度下的冷却曲线,并根据冷却特性值来表征不同浓度与温度的冷却特性。结果表明：当淬火介质温度为70~95 ℃时,浓度对高温冷速没有显著影响,但温度升高可以使其蒸汽膜破裂温度从650 ℃降低到400 ℃;淬火介质浓度在5%~20%之间升高时,淬火介质温度升高降低高温冷速,且降低蒸汽膜破裂温度;综合分析合适的淬火介质浓度为10%,温度为90 ℃。KSC72A钢丝经优化后的淬火介质淬火0.4 s后,可以获得均匀细小的索氏体组织。     

评定淬火油冷却特性实验室测试方法的国际标准推荐方案——1996年6月国际材料热处理联合会淬火冷却委员会参照英国伯明翰阿斯顿大学华福森热处理中心的方案修订

1、前言在钢热处理时,淬火通常是工艺过程的最危险阶段。淬火热的传导可以在油、水、水基有机高分子聚合物水溶液、乳化液等各种冷却介质之中选择。并且每一类常用冷却介质中都有很大的不同性质。每种介质的冷却特性在工作过程中将因为温度的变化、污染、带出等等而有所不同。评定淬火液冷却能力有很多应用方法,其中间接测定法以指定钢种的试样测定其淬火硬度,只能有限说明其冷却特性。最常用的直接测试法就是所谓的银球法,测试时中心接有电偶的银球(探头)加     

评价淬火介质换热特性的Grossmann法与集中热容法的比较

研究了用于估算纳米流体、盐水溶液和某洗涤剂基试验介质淬火烈度的Grossmann法和集中热容（ LHC）法的适用性,评价了探头截面厚度对不同淬火介质换热系数的影响。借助于计算机分析了304不锈钢探头在淬火过程中的冷却曲线,并分别采用Grossmann法和LHC法对所测得的冷却曲线进行了换热系数的估算。研究表明,采用矱10 mm不锈钢探头的LHC法适用于淬火烈度小于20 m-1介质的表征。虽然Grossmann法是基于平均换热系数这一假设的,但仍能应用于具有不同淬火烈度介质之间的评定。 Grossmann法能更敏感地反映探头截面厚度对换热的影响。     

动态淬火介质冷却特性及换热系数的研究

为了研究工业生产条件下淬火油在不同流速下的冷却特性曲线及换热系数 ,用超声波多普勒流量计测定了淬火油槽的流速 ,按ISO9950标准测定冷却特性曲线 ,用 1 2 0mm× 1 2 0mm× 2 0mm平板状试样和反传热法测定与计算了换热系数。结果表明 ,随着介质流速的增加冷却特性曲线的冷速最大值及换热系数的最大值均呈增加趋势 ,当搅拌使介质中产生气泡时 ,介质的冷却能力明显降低。最后指出换热系数曲线能更好地反映表面热量传递的真实情况。     

冷却速度对抽油杆用NiCrMnMoV钢过冷奥氏体转变的影响

采用淬火膨胀仪研究了冷却速度对抽油杆用Ni Cr MnMoV钢连续冷却转变过程中微观组织和硬度的影响,借助EPMA对微观组织的带状结构进行了元素偏析分析,探讨了带状结构形成原因。结果表明:试验钢在0.05～40℃/s较宽的冷速范围内均可以形成贝氏体组织,铁素体/珠光体转变区与贝氏体转变区完全分离,珠光体转变极少;随冷速增加,试验钢微观组织细化,硬度提高;低冷速下,显微组织呈现明显的带状结构,EPMA面扫描结果显示存在明显的元素偏析,随冷速提高,带状结构逐渐消除,冷速过低和合金元素微观偏析是导致带状结构产生的主要原因。     

高扩孔钢的连续冷却转变

将DIL805L淬火相变膨胀仪与金相分析手段相结合,绘制了一种高扩孔钢的连续冷却转变曲线。结果表明,冷速在0.5~1 ℃/s时,室温组织是铁素体+珠光体;冷速超过2 ℃/s,开始出现贝氏体;冷速超过25 ℃/s时,铁素体消失;冷速大于40 ℃/s时,马氏体出现。另外,Si、Mn的配合有助于粒状贝氏体组织的形成,微合金元素Ti与N结合可细化晶粒,间接提高成形性能。     

淬火冷却速度和回火参数对核压力容器SA508-3钢强韧性的影响

利用自行研制的模拟热处理炉研究了淬火冷却速度和回火参数对核压力容器用SA508-3钢强韧性的影响。结果表明,SA508-3钢对淬火冷速敏感,随着冷速增加,强韧性显著提高。回火参数对SA508-3钢的强韧性也有明显影响,随着回火参数的增加,强度下降,冲击性能呈峰值曲线变化。综合分析认为,采取加速冷却,回火参数控制在19.08~19.50范围内,SA508-3钢可获得高的强韧性。