冷却特性曲线

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热敏电阻的电阻--温度特性曲线NTC

热敏电阻的电阻--温度特性曲线NTC

RX
RX
I
A
RT
T
21
②并联法
RT RX R RT RX
R
RT
RX
RX
RT
RT // RX
T
22
二、热敏电阻器的伏安特性(U—I)
表示加在其两端的电压和通过的电流,在热敏电阻器 和周围介质热平衡(即加在元件上的电功率和耗散功 率相等)时的互相关系。
1.负温度系数(NTC)热敏电阻器的伏安特性
热敏电阻 引线 玻璃壳
(a)珠状
(b)片状
(c)杆状
(d)垫圈状
6
热敏电阻的特点 1 .灵敏度高。通常温度变化 1℃阻值变化 约1% ~6% ,电阻温度系数的范围甚宽,绝 对值比一般金属电阻大10~100倍。 2.材料加工容易、性能好 3 .阻值在 1Ω ~ 10MΩ 之间可供自由选择, 使用方便。 4.稳定性好 5.原料资源丰富,价格低廉 6. 主要缺点是其阻值与温度变化呈非线 性关系。原件稳定性和互换性较差。
热敏电阻温度传感器
姓名:苏衍保,倪希同 班级:14级 控制理论与控制工程 3班 学院:电气与自动化工程学院
1
初识热敏电阻传感器篇
2
一 认识热敏电阻
3
热敏电阻是利用某种半导体材料的电阻率随 温度变化而变化的性质制成的。 在温度传感器中应用最多的有热电偶、热 电阻(如铂、铜电阻温度计等)和热敏电阻。 热敏电阻发展最为迅速,由于其性能得到不断 改进,稳定性已大为提高,在许多场合下(-40 ~+350℃)热敏电阻已逐渐取代传统的温度传 感器。
3.突变型负温度系数热敏电阻器(CTR) Chop Temperature Resistor
11
走进热敏电阻传感器的世界篇 ——热敏电阻的特性

关于冷却塔性能的分析

关于冷却塔性能的分析

关于冷却塔性能的分析摘要:冷却塔是汽轮发电机组重要的冷端设备之一,其冷却性能对电站的经济和安全运行有重要的影响。

以双曲线型自然通风冷却塔为研究对象,根据实际运行参数,通过对冷却塔热力性能的计算,得到了冷却水出塔水温及其主要影响因素———填料层淋水密度不均对出塔水温的影响。

关键词:冷却塔;热力性能;分析;引言冷却塔是发电厂冷端系统中的主要设备之一,它主要维持汽轮机出口背压,并使热力系统实现朗肯循环,故其运行好坏直接影响机组和电厂热经济性。

近几年来,由于用电负荷急剧增加,火电厂的机组容量也随之增加,作为冷端设备的冷却塔也向大型化发展。

例如在火电厂中,单塔处理的冷却水量已达40 000t/h~60 000t/h,因此冷却塔性能的好坏对发电厂能否安全经济运行,起着至关重要的作用。

随着“厂网分开、竞价上网”的电力体制改革,它的重要性已被人们所重视。

以双曲线型自然通风冷却塔为研究对象,它们的淋水填料面积分别为3000m2和5 600m2。

冷却塔结构与运行参数如表1和表2所示。

前者所用淋水填料为TJ-10 PVC,后者所用为横凸纹方孔陶瓷。

1冷却塔热力性能1.1 热力性能计算冷却循环水温度的高、低直接影响机组运行的热经济性和出力。

在凝汽器冷面积、污染程度、循环水量、蒸汽参数一定的前提下,冷却循环水入口温度越高,则机组热经济性越差。

因此,研究冷却塔的热力性能,主要是解决如何降低冷却循环水出塔水温及其影响的主要因素。

根据原始数据可以计算出风速与空气抽力和塔内通风阻力的关系,得到冷却数Ω与冷却后水温的关系曲线,即Ω= ()曲线。

由淋水填料特性得出冷却塔散热特性数Ω′,与图中曲线的对应点即为所求的出塔水温,如图1所示。

1.2 淋水填料的影响冷却塔中热交换的主要部位是淋水填料区,它对喷溅下落的水柱形成阻拦,在填料面积形成很大的水膜及水滴,充分与周围的冷空气接触,从而使循环水得到冷却。

对于已经建成的冷却塔,淋水填料完整时,取淋水填料面积为设计值Fm。

纯水冻结曲线

纯水冻结曲线

纯水冻结曲线纯水在特定条件下的冻结曲线(Freezing Curve)是表示纯水在不同温度下的冻结点(固相和液相平衡的温度)和冻结热(凝固热)的图形。

纯水的冻结曲线是经验研究得出的,并被广泛应用于冷冻科学、冰淇淋制作、化学、地球科学等领域。

1. 晶体生长和相变纯水在从高温向低温降温的过程中,会出现不同形态的冰晶生长。

其中最常见的是六角形的晶体,其结构由水分子以六边形排列的方式组成。

在冰的生长过程中,水分子会先聚集在一个核心点周围,然后逐渐形成多面体的晶体。

当温度达到冻结点时,液态水和固态冰达到了平衡状态,晶体停止生长。

此时,冰、水和冰水混合体(冰水)同时存在,在零摄氏度的温度下,冰、水和冰水的熵相等,此时系统的自由能达到最小值,处于最稳定的状态。

2. 纯水冻结曲线的形态及特点纯水冻结曲线是呈现正斜率的直线,表现出冻结温度与温度成正比的关系。

这个直线上的点表示了具有相同温度的液态水和固态冰之间的平衡状态。

在纯水冻结曲线中,冰的密度高于水,这意味着在冰水混合体中,水的密度随着温度升高而不断降低。

这也是为什么冰一浮在水面上的原因。

(1)曲线斜率为正,表示冻结点随着温度的增加而增加,这是非常稳定的现象。

(2)冻结曲线与水三相点相交,这个温度点被定义为绝对零度(0K,-273.15℃),是所有物质的温度下限,也是温度标尺的起点。

(3)纯水冻结曲线上的点都遵循克劳修斯-克拉佩罗定律,即在固液相平衡中,冰和水之间的凝固热(Latent Heat)相等。

纯水冻结曲线的研究在很多领域都有应用。

在冷冻科学中,冻结曲线是计算食物中冰结构的重要参考。

在冰淇淋制作中,冻结曲线被用来调整甜度和冷却温度,以获得适当的冰沙质量和口感。

除此之外,冻结曲线也可以用于化学和地球科学。

化学反应一般在常温下进行,而常温下的反应速率非常缓慢,而冻结温度下的反应速率要快得多。

地球科学研究中,冻结曲线也被用来计算水分子的含量和深度,以了解海洋和大气中水的含量。

2-X线球管特性

2-X线球管特性
1.灯丝 :发射电子 2.阴极头(聚焦罩):使电子流聚焦
①灯丝电压一般为交流5~10V、50Hz,灯丝电流一般为2~9A,3~6A的占多 数。
② 调节灯丝的加热电压即可改变灯丝发射的电子数量;灯丝温度与发射电子的 数量关系是呈指数的非线性关系
③,灯丝点燃时间越长,工作温度越高,钨的蒸发越快,灯丝寿命越短
曲线分为二部分: 1、一部分为上升段,管电流Ia 随着管电压 Ua 的上升而增加,这就是空间电荷现象所起 的作用。 2、另一部分为水平段,又称饱和区,管电流 不再随着管电压的变化而改变。
实际情况:空间电荷的影响,使管电压、毫安等曝光条件不能独立调节
措施:工频机加入空间电荷补偿装置
程控或高频机采用软件设计
旋转阳极X线管
1.靶盘与靶面 :主要由靶面、转子、转轴和轴承组成 钨靶的缺点: ①由于表面与内层之间温差所产生的热应力,容易使靶面产生裂纹;② 另外,钨在1100℃以上会发生再结晶,将使靶面使用不久就会出现表面龟裂、粗糙现象, 致使X线管辐射X线的能力下降。
采用铼钨合金的优点: 靶面晶粒细,在相同使用条件下,曝光2万次,铼钨合金靶 与纯钨靶进行比较,输出剂量分别下降13%和45%。
2020年3月27日7时42分
X线球管特性
灯丝发射特性曲线:
一定管电压的情况下,管电流与灯丝电流的关系曲线
说明 在不同的管电压下,管电 流的随着灯丝电流的增加 而增大。
灯丝发射电子率与灯 丝电流成正比。
措施:稳压器
2020年3月27日7时42分
X线球管特性
最大管电压: 最大管电流: 最长曝光时间: 球管的容量:X线管容量不是一个固定值,它与X线管的整流方式、阳极转速、
诊断用X线管
这是X线机装置的核心,X线管是产生X射线的部件;当直流 正高压加到X线管的阳极与阴极两端时产生X线.

球管原理培训

球管原理培训
3.阴极套 4.玻璃芯
(三)玻璃壳:用来固定,支撑阴、 阳两极并保持管内的真空度
为防止X线管管内气体放电,保 证阴极发射的电子能畅通无阻挡地 高速飞向阳极,管内的真空度应保 持在133.3×10-7Pa(10-7mmHg) 以下 。
X线管寿命影像因素: 灯丝:变细 真空度:阻力 靶面:粗糙
sin
2.生热与冷却特性曲线
生热特性曲线:表示在热量增加速率一定 时,热量积累和曝光时间的关系。
作用:可确定X线管在不同热量增加速率 下,可连续与断续工作的时间。
冷却特性曲线:表示曝光结束后,阳极上 的热量散发与冷却时间的关系,即热量 与冷却时间的关系。
作用:根据此曲线可确定X线管的最短休 息时间。
X线管装入管套后的热容量约为130万HU,是原来的12倍,但冷却速率却下降了。
旋转阳极X线管的标称功率:
旋转阳极X线管的标称功率是指在三 相全波整流电路中,曝光时间为0.1s时 的容量。
例如,XD51-20·40/125型旋转阳极X 线管的标称功率为:小焦点 (1.0mm×1.0mm)20kW,大焦点 (2.0mm×2.0mm)40kW。
4.瞬时负荷与连续负荷的容量 表示方法
2.阳极帽 :吸收二次电子,并可吸收部分散乱X线
⑴结构:头部圆口面对阴极,是高速运动的电子流轰 击靶面的通道;侧下部圆口向外,是X线的辐射通道,
⑵二次电子:高速运动的电子流轰击靶面时,会有少量 的电子从靶面反射和释放出来,这部分电子称为二次 电子 .
⑶危害:①其能量较大(约为原来的99%),轰击到玻 璃壳内壁上,将使玻璃壳温度升高而释放气体,降低 管内真空度或使玻璃壳击穿;
三 构造参数 凡由X线管的结构所决定的非电性能 的参数或数据都属于构造参数。

DSC曲线解析

DSC曲线解析

DSC曲线解析傅树人(中国科学院广州化学研究所)DSC作为一种多用途;高效、快速、灵敏的分析测试手段已广泛用于研究物质的物理变化(如玻璃化变、熔融、结晶、晶型转变、升华、汽化、吸附等)和化学变化(如分解、降解、聚合、交联、氧化还原等)。

这些变化是物质在加热或冷却过程中发生的,它在DSC曲线上表现为吸热或放热的峰或基线的不连续偏移。

对于物质的这些DSC表征,尽管多年来通过热分析专家的解析积累了不少资料,也出版了一些热谱(如SADTLER热谱等).但热谱学的发展尚不够成熟,不可能象红外光谱那样将图谱的解析工作大部分变为图谱的查对工作,尤其是高聚物对热历史十分敏感,同一原始材料,由于加工成型条件不同往往有不同的DSC曲线,这就结DSC曲线的解析带来了较大的困难。

解析DSC曲线决不只是一个技术问题,有时还是一个困难的研究课题。

因为解析DSC曲线所涉及的技术面和知识面较广。

为了确定材料转变峰的性质,不但要利用DSC以外的其他热分析手段,如DSC-TGA联用,还要借助其他类型的手段,如DSC-GC联用,DSC与显微镜联用,红外光谱及升降温原位红外光谱技术等。

这就要求解析工作者不但要通晓热分析技术,还要对其他技术有相应的了解,在此基础上结合研究工作不断实践积累经验,提高解析技巧和水平。

作为DSC曲线的解析工作者起码应该知道通过DSC与TGA联用,可以从DSC曲线的吸热蜂和放热峰及与之相对应的TGA曲线有无失重或增重,判断材料可能发生的反应过程,从而初步确定转变峰的性质.如表1所示。

表1 DSC和TGA对反应过程的判断 DSCTGA反应过程吸热放热失重增重√熔融√√晶型转变√√蒸发√√固相转变√√√分解√√升华√√吸附和吸收√√脱附和解吸√√脱水(溶剂)懂得了不同的反应过程在DSC-TGA曲线上的表征,并不意味着就能解析任何材料的DSC曲线,还必须对材科的特性有较为深刻的了解,例如高聚物的结构和性能与其热历史、机械史、结晶过程密切相关,其DSC曲线会留下这些热历史的印记,谓之Previous history memory。

从金相组织转变角度解读淬火油的选用要求

从金相组织转变角度解读淬火油的选用要求

从金相组织转变角度解读淬火油的选用要求■ 王陆军,张民,罗屏,郭沿1. 铁碳相图和等温转变图及连续冷却转变图金属材料热处理就是通过改变材料内部金相组织从而达到所需要的力学性能。

金属材料的内部金相组织是由各种有序的晶体结构组成,不同结构的转变就是相变。

依据严格的热力学的定义,凡第一级相变,自由能对温度和压力的第一导数是非连续的。

如果相变前后的自由能及其第一导数都相等而自由能的第二导数有一突变点,则这一相变是第二级相变。

热处理过程同样遵循物质不灭原理和质量守恒定律,发生的只是物理变化及化学变化。

铁碳相图说明的是平衡状态下钢材的化学成分与温度及组织之间的关系,Fe-C 相图在1904年由Carpenter 和Keeling 建立,经过近百年世界各国相图工作者不断地修正才成为今天我们看到的样子,经典铁碳相图如图1所示。

γ/A :奥氏体区;α/F :摘要:根据铁碳相图及冷却曲线,从金相组织转变角度解读淬火油的冷却特性曲线。

关键词:铁碳相图;冷却曲线;冷却速度;特性温度;金相组织扫码了解更多铁素体区;L :液相区; F e 3C/Cm :渗碳体区;δ:固溶体区根据铁碳相图,可以归纳出不同含碳量的铁碳合金的平衡组成组分是什么状态,如图2所示。

等温转变图是极其缓慢冷却的,实际生产中平衡状态下的无限缓慢的冷却是很少见的,工业生产中应用更多的是连续冷却转图1 铁碳相图图2 铁碳合金成分与组织组成物及相组成物的关系变图。

在这种连续冷却条件下,根据冷却速度的不同,可以得到不同的组织状态。

如果说等温转变图能够说明同一个成分的铁碳合金以无限缓慢的冷却速度只能得到唯一的理想平衡状态组织,连续冷却转变图则表明同一个化学成分的铁碳合金因冷却速度的不同还可以得到不同的相变组织。

如图3所示,该冷却曲线图较为复杂,包含的信息量很大。

纵坐标表示温度,横坐标采用了不同的时间单位而且是不等距的。

冷却速度采用了一种平均冷却速度的表述,组织组成物、最终组织的硬度都给出了数据化的定量描述,但这只是固定钢号特定试验条件下得到的实际值,仅供参考。

热处理习题及答案(吴超版)

热处理习题及答案(吴超版)

金属热处理原理及工艺复习题一、金属固态相变有哪些主要特征?哪些因素构成相变阻力?哪些构成相变驱动力?1.相变特征:(1)新相和母相间存在不同的界面(相界面特殊),按结构特点可分为三种:共格界面、半共格界面、非共格界面。

(2)新相晶核与母相间有一定的位向关系、存在惯习面(3)产生应变能,相变阻力大(4)易出现过渡相:在有些情况下,固态相变不能直接形成自由能最低的稳定相,而是经过一系列的中间阶段,先形成一系列自由能较低的过渡相(又称中间亚稳相),然后在条件允许时才形成自由能最低的稳定相.相变过程可以写成:母相―→较不稳定过渡相―→较稳定过渡相―→稳定(5)母相晶体缺陷的促进作用:固态相变时,母相中晶体缺陷起促进作用。

新相优先在晶体缺陷处形核。

(6)原子的扩散速度对固态相变有显著的影响。

固态相变必须通过某些组元的扩散才能进行,扩散成为相变的主要控制因素。

2.相变阻力:相界面的存在,产生应变能,原子的扩散3.相变驱动力:存在位相关系和惯习面,过渡相的形成,晶体缺陷二、奥氏体晶核优先在什么地方形成?为什么?奥氏体晶核优先在铁素体和渗碳体的两相界面上形成,原因是:(1)两相界面处碳原子的浓度差较大,有利于获得奥氏体晶核形成所需的碳浓度;(2)两相界面处原子排列不规则,铁原子可通过短程扩散由母相点阵向新相点阵转移,形核所需结构起伏小(3)两相界面处杂质和晶体缺陷多,畸变能高,新相形核可能消除部分缺陷使系统自由能降低,新相形成的应变能也容易释放;三、简述珠光体转变为奥氏体的基本过程。

奥氏体转变(由α到γ的点阵重构、渗碳体的溶解、以及C在奥氏体中的扩散重新分布的过程):奥氏体形核→奥氏体晶核向α和Fe3C两个方向长大→剩余碳化物溶解→奥氏体均匀化四、什么是奥氏体的本质晶粒度、起始晶粒度和实际晶粒度,说明晶粒大小对钢的性能的影响。

本质晶粒度:根据标准试验方法,在930+ 10℃保温足够时间(3~8小时)后测得的奥氏体晶粒大小。

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淬火介质的冷却特性曲线究竟说明了什么摘要:在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四周的状况。

对比发现,按测得的冷却特性曲线的外形划分的冷却阶段,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往划分探棒所处的冷却阶段;凭测出的冷却特性曲线不可能正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。

关键词:淬火介质;冷却特性曲线;冷却特性检测;冷却过程计算;热处理工艺一、淬火介质冷却特性曲线的应用情况与存在的疑问近二十年来,淬火介质冷却特性曲线的应用给热处理行业带来了不小的技术进步。

现在,淬火介质的开发研究,介质的比较和选择,热处理生产中的产品质量控制,甚至分析和解决生产中碰到的热处理质量和技术题目,都已离不开淬火介质的冷却特性曲线了。

但是,这些冷却特性曲线究竟能告诉我们些什么对这个题目,行业内已经有了基本一致的答案。

极具权威性的美国金属手册[1]上,以及行业内着名专家的专著[2]上提供的解释很具代表性,如图1所示。

图中阶段A通称冷却的蒸汽膜阶段(也称膜沸腾阶段),阶段B通称沸腾阶段(也称泡沸腾阶段),阶段C称为对流阶段。

在蒸汽膜阶段,整个试块被蒸汽膜包围着。

在沸腾冷却阶段,整个试块表面都在发生沸腾。

而到了对流冷却阶段,则通过对流传热使试块冷却。

图中任一曲线上的点,都可以通过期间或者温度坐标找到另一曲线上的对应点。

其它的书刊资料上,液态淬火介质的冷却特性曲线,不管采用什么样的检测标准,都按图1所示的方式划分冷却的阶段和解释各阶段的冷却机理。

在淬火介质的研究和评价中,通常用图1所示的两种曲线来表示和比较介质的冷却特性。

从冷却速度曲线上,指出淬火介质的特性温度、出现最高冷却速度的温度和最高冷却速度值,以及对流开始温度。

从冷却过程曲线上,通常指出从800℃冷却到400℃(或者300℃)所需的时间。

有人还把冷却速度曲线上各温度对应的冷却速度值,直接或间接作为实际生产中工件在相同温度下获得的冷却速度值来加以利用。

图1 液态介质中淬火冷却的阶段划分和各阶段的散热机理众所周知,在同样冷却条件下小工件冷得快,而大工件冷得慢。

根据这一常理,人们会理所当然地把它与淬火介质的冷却速度曲线联系起来。

由此产生这样的熟悉:在相同冷却条件下,工件上具有相同有效厚度的部分,都应当获得相同的冷却进程和冷却效果;并且,都可以在淬火介质的冷却特性曲线上找到它们的温度、冷却速度和冷却时间的对应关系。

考虑到测温的热电偶热端在探棒的几何中心,以及探棒外形因素的影响,对上述熟悉和做法的正确性,我们一直持有一些怀疑。

为了澄清这方面的诸多疑团,在完成“液态淬火介质中冷却的四阶段理论”的研究后,通过试验和观测,研究了本课题。

研究的目的有三个:1、审查现行熟悉和用途的公道性。

2、假如有题目,就找生产生题目的原因。

3、并确定淬火介质冷却特性曲线的公道应用场合和公道应用限度。

二、试验方法和试验结果1、试验方法和仪器在检测淬火介质的冷却特性的过程中,用摄像机同步观测记录探棒表面发生的现象。

为了获得更清楚的图像,采用的是无色或者颜色很浅,而且透明性很好的淬火介质品种。

比如净水、盐水、精炼程度很高的基础油、快速淬火油和PAG淬火液等介质。

检测淬火介质冷却特性用的是ivf仪。

摄像用的是松下NV-GS11型摄像机。

采用1/100秒的快门速度,每秒拍摄25张图片。

试验中通常采用850℃的加热温度。

水性介质的液温在10℃~70℃内选取;油性介质的液温在30℃~100℃内选取。

图2 50℃基础油的试验和观测结果对照图2、试验结果试验获得了通常所见的淬火介质的冷却特性曲线,又获得了探棒冷却过程中表面四周冷却情况的摄像资料。

下面以净水、基础油和快速淬火油作为代表,先容本文的试验结果。

其中,把冷却速度曲线上一些选定点对应的摄像观测结果以示意图形式画在同一张图上。

基础油的冷却特性曲线与多个选定点的冷却状况如示如图2。

快速淬火油的冷却特性曲线与多个选定点的冷却状况如图3所示。

60℃净水的冷却特性曲线与多个选定点的冷却状况如图4所示。

图3 50℃快速淬火油的试验和观测结果对照图图4 60℃净水的试验和观测结果对照图三、试验结果分析1、冷却特性曲线与冷却介质散热阶段的关系研究分析的重点放在三方面:一是介质的冷却特性曲线与摄像观测到的冷却情况之间的关系。

二是不同淬火介质的冷却特性和摄像结果之间的共性规律。

三是冷却特性曲线与工件实际的冷却情况之间的关系稍加留意就会发现:冷却特性曲线上选定点所处的冷却阶段,和同一时刻探棒上实际发生的冷却阶段大不相同。

主要表现在:a)除了蒸汽膜阶段之初,如图2中第1点以外,在所有其它的选定点上,实际发生的冷却状况都与介质冷却特性曲线上所指的阶段构成不同。

b)在介质的冷却特性曲线上,除冷却阶段的分界点外,一定的探棒温度,都对应着一种单一的冷却阶段。

但是,摄像结果表明,在大部分冷却过程中,探棒上不同部位都存在二、三个冷却阶段。

比如,即便在特别令人关注的特性温度点上,在基础油中试验时,探棒的上下两端都早已进进了沸腾冷却阶段。

这说明当时探棒表明同时存在两个冷却阶段。

在快速淬火油和60℃净水的特性温度点,探棒上同时存在着三种冷却阶段。

在出现最高冷却速度的时刻,三种介质中探棒上都同时存在三个冷却阶段;但是不同介质中各阶段所占的比例却不相同。

对流开始温度上,在基础油和快速淬火油中也还存在三个冷却阶段。

净水中试验时,在对流开始点,探棒的中上段还处在沸腾冷却阶段;说明同时存在两个冷却阶段。

c)对不同介质品种,比较了冷却特性曲线上的特性温度、出现最高冷却速度的温度,以及对流开始温度时,摄像图片上的冷却阶段数和各阶段所占的比例。

结果证实,不同介质之间没有找到共同之处。

d)所有这些结果都说明:现行的淬火介质冷却特性曲线与摄像观测到的冷却阶段之间,没有简单的对应关系。

因此,不能从淬火介质的冷却特性曲线往划分探棒所处的冷却阶段。

2、淬火介质的冷却特性曲线是如何形成的凭淬火介质中冷却的三阶段理论(如图1所示的划分法),以及有效厚度就能决定冷却进程的熟悉,无法解释图1所示冷却特性曲线的形成原因。

比如,按图1所示的阶段划分,一冷到所谓的特性温度点,整个探棒就会进进沸腾冷却阶段。

由于当时探棒的温度很高,相应的冷却速度曲线上应当出现整个冷却过程的最高冷却速度值。

但图线中最高冷却速度值都出现在更低的温度上。

事实上,这里涉及到两个题目:一是丈量温度的热电偶热端位于探棒的几何中心。

它所测出的是内部点的温度变化。

二是决定探棒某点冷却特性的因素,除了探棒本身的传热学特性外,冷却介质在不同温度的散热机理(阶段)又起着非常重要的作用。

最新提出的“液态淬火介质中冷却的四阶段理论”则轻易解释这一题目。

四阶段理论以为,在液态淬火介质中冷却的机理,可按工件温度高低划分成:蒸汽膜阶段、中间阶段、沸腾阶段和对流阶段。

中间阶段有其特定的成因和独占的特性[3]。

具体内容请查看原文。

这里只分析内部点的温度变化,用以说明图2~4对应的观测结果上经常存在2,3个冷却阶段的原因。

淬火冷却过程中,内部某点P的温度降低是通过向更外部分散热来实现的,如图5所示。

产生这种散热的终极原因是液体介质对工件表面的冷却作用。

远近不同的表面部分被冷却,再通过热传导使P点冷却下来。

不管参与冷却的表面处于蒸汽膜阶段、沸腾阶段、还是对流阶段,离P点越近,其降温情况对P点产生影响就越早;离P点越远,其降温情况对P点产生影响就越迟。

因此,任何时刻P点实际的冷却情况是在该时刻之前一定时间范围内,远近不同的表面所受冷却情况的综合影响的结果。

内部点的冷却特性曲线,表述的就是这种影响随时间的变化和随P点温度的变化情况。

通常用来描述淬火介质冷却特性的图线,也正是这类曲线。

它们既不是工件(探棒)表面的冷却过程曲线,也不是工件(探棒)表面获得的冷却速度随表面温度变化的曲线。

用这样的曲线来划分液态淬火介质中冷却的三阶段,无疑是不恰当的。

图5 冷却过程中,内部点向其更外部分散热的方向四、冷却特性曲线和实际工件的冷却情况的关系淬火介质的冷却特性大多采用热电偶法来丈量。

因所用探棒的材质、外形大小和热电偶位置不同,又形成了不同的丈量标准。

标准不同,测得的冷却特性曲线也不同。

出于对英寸和厘米,华氏和摄氏等换算关系的习惯,人们曾试图建立不同标准测出的冷却特性之间的换算关系。

但是,这方面的努力都以失败告终。

至今,热处理行业不得不面对这样一个事实:同一种淬火介质,用不同标准检测所得的冷却特性曲线之间,没有固定关系的可比性。

在此,“没有可比性”指的是不同标准检测的冷却特性之间没有能通用的,即有规律的换算关系。

为什么没有可比性关于这一题目,将在后续的文章中用四阶段理论来加以解释。

在此,只想借用这一事实来帮助我们分析本节提出的题目。

以上述“不同标准检测出的冷却特性曲线之间没有可比性”这一事实为依据,假如把实际工件看成是具有不同材质、外形大小和热电偶位置的另一种探棒;那么,在一种淬火介质中淬火的工件所获得的冷却特性,与采用某种标准的冷却特性仪检测出来的同一介质的冷却特性之间也同样没有可比性。

换句话说说,淬火介质的冷却特性曲线不能用来(正确)推算实际工件的冷却过程。

再进一步,依据同样的推理,又可以得出下一个结论:所有标准方法检测出的冷却特性曲线与实际工件的冷却特性之间都没有可比性。

最后,依据同样的道理,还可以得出这样的结论:在同一淬火介质中冷却时,不同外形大小和材质的工件的冷却特性之间,也没有可比性。

五、淬火介质冷却特性曲线的公道用途前面的讨论已经说明,固然淬火介质的冷却特性曲线对热处理工作者很有帮助,但它们的作用也不宜扩大化。

简单说,淬火介质的冷却特性曲线的公道应用范围可以回纳成以下几方面:1、检测淬火介质产品的冷却特性。

对比不同产品在冷却特性上的差异。

既可定性,也可定量。

主要适于淬火介质的研究开发、产品的检验、选择等场合。

2、了解使用中淬火介质冷却特性的稳定性和变化程度。

既可定性,也可定量。

主要适于热处理生产单位的质量治理,以及分析解决工件热处理技术和质量题目等场合。

3、定性猜测不同工件的淬火硬度高低和淬硬层深度的大小。

主要用于为不同工件选择淬火介质,以及先容不同淬火介质的适于范围等场合。

参考文献[1]ASM,HandbookTM, Heat Treating[M], SAM International,1991:69[2] et al. Handbook of Quenchants and Quenching Technology [M]. SAM International, 1993 :70[3]张克俭,王水,郝学志,液态淬火介质中冷却的四阶段理论[J],热处理技术与装备,2006,6:14-25.(end)。

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