淬火介质冷却特性检测
淬火介质冷却特性检测分析
近年来，淬火介质冷却特性的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，介质的比较与选择，热处理生产中产品质量控制，甚至分析与解决热处理过程中遇到的质量与技术问题，都已离不开淬火介质的冷却特性曲线了，
淬火介质的冷却过程分三个阶段：蒸汽膜阶段、沸腾冷却阶段、对流冷却阶段（见下图所示）。用符合ISO9950标准的ivf冷却特性测试仪测出的冷却特性曲线（如下图）有几个特征值对淬火油的淬硬能力有重要影响。第一个是油蒸汽膜冷却阶段向沸腾冷却阶段转变的温度，即图中A点对应的温度，叫做（上）特征温度;第二个是出现最高冷却速度的温度，即图中B点对应的温度;第三个是最高冷却速度值，即B点对应的冷却速度值;第四个是对流开始温度，即C点对应的温度。
附件1是淬火介质为蒸馏水时的有关数据，分别是20秒内间隔0.05秒观测到的冷却温度与冷却速度值，附件2是淬火介质为某种油时的有关数据，分别是60秒内间隔0.05秒观测到的冷却温度与冷却速度值。请根据附件数据并查阅相关资料回答下列问题：
（1）对数据进行分析处理，模拟出随时间变化的冷却温度变化曲线和冷却速度变化曲线，并给出相应的表达式；
（2）根据模拟得到的曲线，建立数学模型，就两种淬火介质分别确定最大冷却速度、最大冷却速度所对应的温度、开始沸腾的温度、对流开始的温度。
常用淬火介质分析
常用淬火介质分析 2006-12-30 关键字：淬火介质 1．水 水是应用最早、最广泛、最经济的淬火介质，它价廉易得、无毒、不燃烧、物理化学性能稳定、冷却能力强。通过控制水的温度、提高压力、增大流速、采用循环水、利用磁场作用等，均可以改善水的冷却特性，减少变形和开裂，获得比较理想的淬火效果。但由于这些方法需增加专门设备，且工件淬火后性能不是很稳定，所以没有能得到广泛推广应用。所以说。纯水只适合于少数含碳量不高、淬透性低且形状简单的钢件淬火之用。 2．淬火油 用于淬火的矿物油通常以精制程度较高的中性石蜡基油为基础油，它具有闪点高、粘度低、油烟少，抗氧化性与热稳定性较好，使用寿命长等优点，适合于作淬火油使用。淬火油只使用于淬透性好、工件壁厚不大、形状复杂、要求淬火变形小的工件。淬火油对周围环境的污染大，淬火时容易引起火灾。 影响淬火油冷却能力的主要因素是其粘度值，在常温下低粘度油比高粘度油冷却能力大，温度升高，油的流动性增加，冷却能力有所提高。适当提高淬火油的使用温度，也能使油的冷却能力提高。 3．熔盐，熔碱 这类淬火介质的特点是在冷却过程中不发生物态变化，工件淬火主要靠对流冷却，通常在高温区域冷却速度快，在低温区域冷却速度慢，淬火性能优良，淬透力强，淬火变形小，基本无裂纹产生，但是对环境污染大，劳动条件差，耗能多，成本高，常用于形状复杂，截面尺寸变化悬殊的工件和工模具的淬火。熔盐有氯化钠，硝酸盐，亚硝酸盐等，工件在盐浴中淬火可以获得较高的硬度，而变形极小，不易开裂，通常用作等温淬火或分级淬火。其缺点是熔盐易老化，对工件有氧化及腐蚀的作用。熔碱有氢氧化钠，氢氧化钾等，它具有较大的冷却能力，工件加热时若未氧化，淬火后可获得银灰色的洁净表面，也有一定的应用。但熔碱蒸气具有腐蚀性，对皮肤有刺激作用，使用时要注意通风和采取防护措施。 4．新型淬火介质及其应用 有机聚合物淬火剂 近年来，新型淬火介质最引人注目的进展是有机聚合物淬火剂的研究和应用。这类淬火介质是将有机聚合物溶解于水中，并根据需要调整溶液的浓度和温度，配制成冷却性能能满足要求的水溶液，它在高温阶段冷却速度接近于水，在低温阶段冷却速度接近于油。其优点是无毒，无烟无臭，无腐蚀，不燃烧，抗老化，使用安全可靠，且冷却性能好，冷却速度可以调节，适用范围广，工件淬硬均匀，可明显减少变形和开裂倾向，因此，能提高工件的质量，改善工作环境和劳动条件，给工厂带来节能、环保、技术和经济效益。目前有机聚合物淬火剂在工件大批量、单一品种的热处理上用得较多，尤其对于水淬开裂，变形大，油淬不硬的工件，采用有机聚合物淬火剂比淬火油更经济、高效和节能。从提高工件质量、改善劳动条件、避免火灾和节能得角度考虑，有机聚合物淬火剂有逐步取代淬火油的趋势，是淬火介质的主要发展方向。 有机聚合物淬火剂的冷却速度受浓度，使用温度和搅拌程度3个基本参数的影响。一般来说，浓度越高，冷却速度越慢；使用温度越高，冷却速度越慢；搅拌程度越激烈，冷却速度越快。搅拌的作用很重要；1使溶液浓度均匀；2加强溶液的导热能力从而保证淬火后工
淬火介质的冷却特性曲线究竟说明了什么
第28卷第2期2007年4月热处理技术与装备 RECHUL I J I SHU Y U ZHUANG BE I Vol .28,No .2Ap r,2007 收稿日期:2006-11-28 作者简介:张克俭(1945-),男,工学博士,主要从事淬火介质产品开发及其应用技术的研究工作 ?试验研究? 淬火介质的冷却特性曲线究竟说明了什么 张克俭 (北京华立精细化工公司 北京 102200) 摘 要: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。 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;热处理工艺中图分类号: TG154.4 文献标识码: B 文章编号: 1673-4971(2007)02-0025-04 W ha t Cooli n g Ra te Curve of Quench i n g M ed i a I m pli es Zhang Ke 2jian (Beijing Huali Fine Che m ical Company L td .Beijing 102200,China ) Abstract:The visual phenomena occurred ar ound the quench p r obe were recorded with digital video ca 2mera during standard test of quenching media .It was found that partiti on of cooling p r ocess according t o the measured cooling rate curve is not t otally corres ponding t o what were visually observed .The reas ons of this discrepancy are discussed .It is concluded the cooling p r ocess of actual quenched parts can not be ac 2curately p redicted by merely using the measured cooling rate curves of quenching media,which are only app licable f or comparis on of characteristics of different quenching media . Key words:quenchant;cooling curve;cooling curve test;si m ulati on of quenching p r ocess;heat treat m ent technol ogy 1 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遇到的热处理质量和技术问题,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?对这个问题,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 业内知名专家G .E .T otten 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。图中,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。曲线上的点,都可以通过时间或者温度坐标找到另一曲线上的对应点。一般的书刊资料上,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
淬火工艺、淬火介质及实例
淬火工艺、淬火介质及实例 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 淬火工艺是将钢加热到AC3 或AC1 点以上某一温度，保持一定时间，然后以适当速度冷却获得马氏体和（或）贝氏体组织的热处理工艺。 淬火的目的是提高硬度、强度、耐磨性以满足零件的使用性能。淬火工艺应用最为广泛，如工具、量具、模具、轴承、弹簧和汽车、拖拉机、柴油机、切削加工机床、气动工具、钻探机械、农机具、石油机械、化工机械、纺织机械、飞机等零件都在使用淬火工艺。 （1）淬火加热温度 淬火加热温度根据钢的成分、组织和不同的性能要求来确定。亚共析钢是A C3+（30～50℃）；共析钢和过共析钢是AC1+（30～50℃）。 亚共析钢淬火加热温度若选用低于AC3 的温度，则此时钢尚未完全奥氏体化，存在有部分未转变的铁素体，淬火后铁素体仍保留在淬火组织中。铁素体的硬度较低，从而使淬火后的硬度达不到要求，同时也会影响其他力学性能。若将亚共析钢加热到远高于AC3 温度淬火，则奥氏体晶粒回显著粗大，而破坏淬火后的性能。所以亚共析钢淬火加热温度选用AC3+（30～50℃）这样既保证充分奥氏体化，又保持奥氏体晶粒的细小。 过共析钢的淬火加热温度一般推荐为AC1+（30～50℃）。在实际生产中还根据情况适当提高20℃左右。在此温度范围内加热，其组织为细小晶粒的奥氏体和部分细小均匀分布的未溶碳化物。淬火后
除极少数残余奥氏体外，其组织为片状马氏体基体上均匀分布的细小的碳化物质点。这样的组织硬度高、耐磨性号，并且脆性相对较少。 过共析钢的淬火加热温度不能低于AC1，因为此时钢材尚未奥氏体化。若加热到略高于AC1 温度时，珠光体完全转变承奥氏体，并又少量的渗碳体溶入奥氏体。此时奥氏体晶粒细小，且其碳的质量分数已稍高与共析成分。如果继续升高温度，则二次渗碳体不断溶入奥氏体，致使奥氏体晶粒不断长大，其碳浓度不断升高，会导致淬火变形倾向增大、淬火组织显微裂纹增多及脆性增大。同时由于奥氏体含碳量过高，使淬火后残余奥氏体数量增多，降低工件的硬度和耐磨性。因此过共析钢的淬火加热温度高于AC1 太多是不合适的，加热到完全奥氏体化的ACm 或以上温度就更不合适。 在生产实践中选择工件的淬火加热温度时，除了遵守上述一般原则外，还要考虑工件的化学成分、技术要求、尺寸形状、原始组织以及加热设备、冷却介质等诸多因素的影响，对加热温度予以适当调整。如合金钢零件，通常取上限，对于形状复杂零件取下限。 强韧化新工艺选用的淬火加热温度与常用淬火温度有所区别。如亚温淬火是亚共析钢在略低于AC3 的温度奥氏体化后淬火，这样可提高韧性，降低脆性转折温度，并可消除回火脆性。如45、40Cr、60Si2 等材料制成的工件亚温淬火加热温度为AC3－（5～10℃）。采用高温淬火可获得较多的板条状马氏体或使全部板条马氏体提高强度和韧性。如16Mn 钢在940℃淬火，5CrMnMo 钢在890℃淬火，20CrMnMo 钢920℃淬火，效果较好。 高碳钢低温、快速、短时加热淬火，适当降低高碳钢的淬火加热温度，或采用快速加热及缩短保温时间的办法，可减少奥氏体的碳含量，提高钢的韧性。（2）保温时间 为了使工件内外各部分均完成组织转变、碳化物溶解及奥氏体的成分均匀化，就必须在淬火加热温度保温一定时间，既保温时间。
淬火冷却介质的种类及其优缺点
淬火冷却介质的种类及其优缺点 ［发布人］恒鑫化工［时间］2011-3-14 20:09:11 浏览：136 次 淬火冷却介质的类型及其优缺点 烟台恒鑫化工专业生产PAG淬火液 自来水、盐水、碱水以及普通机油通常被称为传统的淬火介质；而把专门为热处理淬火冷却的需要才开发的各种专用淬火油，加上新型水性淬火剂合称为新型淬火介质。 1、自来水作为淬火介质的主要优缺点： 优点：水是应用最早、最广泛、最经济的淬火介质，它价廉易得、无毒、不燃烧、物理化学性能稳定、冷却能力强。通过控制水的温度、提高压力、增大流速、采用循环水、利用磁场作用等，均可以改善水的冷却特性，减少变形和开裂，获得比较理想的淬火效果 缺点： ①、冷却能力对水温的变化极其敏感，水温升高，使最大冷速对应的温度移向低温； ②、在碳素钢过冷奥氏体的最不稳定区（500~600℃左右），水处在蒸汽膜阶段，冷速较低，奥氏体易发生高温转变。而在马氏体转变区的冷速太大，易使工件严重变形甚至开裂； ③、水处在蒸汽膜阶段不易破泡，使工件表面淬火硬度不均匀或产生软点； ④、参入不容物或微溶杂质时，会影响其冷却能力，也会使工件产生软点。 2、盐水作为淬火介质的主要优缺点： 优点：盐水在冷却过程中不发生物态变化，工件淬火主要靠对流冷却，通常在高温区域冷却速度快，在低温区域冷却速度慢，淬火性能优良，淬透力强，淬火边形小，基本无裂纹产生 缺点：水中加入适量的盐，在500~600℃区间的冷却能力明显高于水，但在100~300℃区间冷速仍然很大，且对工件、设备有一定的腐蚀作用。 3、碱水作为淬火介质的主要缺点： 优点：盐水在冷却过程中不发生物态变化，工件淬火主要靠对流冷却，通常在高温区域冷却速度快，在低温区域冷却速度慢，淬火性能优良，淬透力强，淬火边形小，基本无裂纹产生 缺点：水中加入适量的盐，在500~600℃区间的冷却能力明显高于水，但在100~300℃区间冷速仍然很大，且对工件、设备有一定的腐蚀作用。 缺点：碱水在高温区的冷却速比盐水高，而在低温区的冷速比盐水低。但碱水的缺点依然是在100~300℃区间冷速仍然很大，并极易使工件、设备产生锈蚀。
淬火介质的淬火冷却过程
淬火介质的淬火冷却过程 1 蒸汽膜冷却阶段 当红热的工件浸入淬火介质后,淬火介质会受热发生汽化并立即在其表面形成一层蒸汽膜,这层蒸汽膜的导热率很低,工件的热量主要通过蒸汽膜的辐射和传导作用来传递出去.因此工件在该阶段冷却速度比较缓慢. 蒸汽膜阶段持续时间的长短,主要取决于淬火介质的构成成份.淬火介质具有非常短的蒸汽膜阶段是非常重要和必需的.首先可以有效避免被处理零件发生不希望的组织转变(非马氏体组织);其次,可以实现零件上不同位置的均匀冷却,能够有效降低组织转变应力,从而减少变形. 2 沸腾冷却阶段 经过一段时间,零件表面上的蒸汽膜开始破裂(蒸汽膜维持的时间主要取决于淬火介质的构成成份及被处理零件的几何形状尺寸)并迅速进入沸腾冷却阶段.此时工件与淬火介质直接接触,淬火介质在工件表面产生强烈沸腾,工件的热量被介质汽化所吸收,散热速度加快,冷却速度很快达到最大值.工件表面温度迅速下降,而后液体沸腾逐渐减弱直至工件表面温度低于液体沸点,沸腾冷却阶段结束. 3 对流冷却阶段 当淬火工件的表面温度低于介质沸点时,进入对流冷却阶段,此时工件与介质之间的散热是以对流传导方式进行.介质本身由于温度差则产生自然对流及介质与工件之间的温差产生的热传导将工件的热量带走,这一阶段的冷却速度通常比较缓慢,但是搅拌速度的大小对其有着很大的影响. 淬火液的几个重要参数 a 蒸汽膜冷却阶段的持继时间 b 沸腾冷却阶段的温度范围 c 对流冷却阶段的冷却速度及其开始的温度 最大冷却速度并不能反映出淬火介质冷却性能的优劣, 因为它只是温度-时间曲线上的最大斜率值,而非对应于TTT转变相图上C 曲线的位置(特别是鼻尖温度位置). 淬火介质具有一个短暂的蒸汽膜阶段是相当重要和必需的,因为,当零件浸入淬火介质的最初几秒钟(有些情况下甚至在一秒钟之内)温度就会降低到500~600度左右的临界温度,此时如果蒸汽膜阶段过长,非马氏体的一些软组织如珠光体,贝氏体,托氏体等就会产生.对于合金含量较高的材料,其在TTT相图上的C曲线会右移,有时淬火介质蒸汽膜阶段较长也不会影响其最终淬火冷却效果,但是,蒸汽膜阶段的缩短有助于整个工件不同位置得到均匀冷却,能够减少应力,降低淬火变形.
淬火介质的知识总结的也这么全,拿走不谢!
淬火介质的知识总结的也这么全，拿走不谢！ 工件进行淬火冷却所使用的介质称为淬火冷却介 质（或淬火介质）。理想的淬火介质应具备的条件是使工件既能淬成马氏体，又不致引起太大的淬火应力。这就要求在 C 曲线的“鼻子”以上温度缓冷，以减小急冷所产生的热应力；在“鼻子”处冷却速度要大于临界冷却速度，以保证过冷奥氏体不发生非马氏体转变；在“鼻子”下方，特别使Ms 点一下温度时，冷却速度应尽量小，以减小组织转变的应力。 常用的淬火介质有水、水溶液、矿物油、熔盐、熔碱等。 水是冷却能力较强的淬火介质。来源广、价格低、成分 稳定不易变质。缺点是在C曲线的“鼻子”区（500?600 C左右），水处于蒸汽膜阶段，冷却不够快，会形成“软点”；而在马氏体转变温度区（300?100C），水处于沸腾阶段，冷却太快，易使马氏体转变速度过快而产生很大的内应力，致使工件变形甚至开裂。当水温升高，水中含有较多气体或水中混入不溶杂质（如油、肥皂、泥浆等），均会显著降低其冷 却能力。因此水适用于截面尺寸不大、形状简单的碳素钢工 件的淬火冷却。? 盐水和碱水在水中加入适量的食 盐和碱，使高温工件浸入该冷却介质后，在蒸汽膜阶段析出盐和碱的晶体并立即爆裂，将蒸汽膜破坏，工件表面的氧化
皮也被炸碎，这样可以提高介质在高温区的冷却能力。其缺点是介质的腐蚀性大。 般情况下，盐水的浓度为10 ％，苛性钠水溶液的浓度 为10 %?15 %。可用作碳钢及低合金结构钢工件的淬火介质，使用温度不应超过60 C，淬火后应及时清洗并进行防锈处理。 冷却介质一般采用矿物质油（矿物油）。如机油、变压 器油和柴油等。机油一般采用10 号、20 号、30 号机油，油 的号越大，黏度越大，闪点越高，冷却能力越低，使用温度 相应提高。目前使用的新型淬火油主要有高速淬火油、 光亮淬火油和真空淬火油三种。高速淬火油是在高 温区冷却速度得到提高的淬火油。获得高速淬火油的基本途径有两种，一种是选取不同类型和不同黏度的矿物油，以适当的配比相互混合，通过提高特性温度来提高高温区冷却能力；另一种是在普通淬火油中加入添加剂，在油中形成粉灰状浮游物。添加剂游磺酸的钡盐、钠盐、钙盐以及磷酸盐、硬脂酸盐等。生产实践表明，高速淬火油在过冷奥氏体不稳定区冷却速度明显高于普通淬火油，而在低温马氏体转变区冷速与普通淬火油相接近。这样既可得到较高的淬透性和淬硬性，又大大减少了变形，适用于形状复杂的合金钢工件的淬火。 光亮淬火油能使工件在淬火后保持光亮表面。在矿物油 中加入不同性质的高分子添加物，可获得不同冷却速度的光亮淬火油。这些添加物的主要成分是光亮剂，其作用是将不溶解于油的老化产物悬浮起来，防止在工件上积聚和沉淀。 另外，光亮淬火油添加剂中还含有抗氧化剂、表面活性剂和催冷剂等。 真空淬火油是用于真空热处理淬火的冷却介质。真空淬 火油必须具备低的饱和蒸汽压，较高而稳定的冷却能力以及良好的光亮性和热稳定性，否则会影响真空热处理的效果。 盐浴和碱浴淬火介质一般用在分级淬火和等温淬火中。
先进的淬火介质及冷却技术
先进的淬火介质及冷却技术 I 淬火介质 一、石油基淬火油 根据冷速分为常规淬火油、中速淬火油、快速淬火油，常规淬火油用于高淬透性钢的淬火冷却，而中等冷速的淬火油用于中高淬透性的钢淬火冷却，而快淬火油用于低淬透性钢。 钢中的Me 含量不仅影响到钢的淬透性，同时也因增加了相当的C 的当量，而改变了其Ms 。 /5/5/10/10eq C C Mn Mo Cr Ni =++++ 当C%变化时，Ms 也将发生变化： 0.2%～430℃；0.4%～360℃；1.0%～250℃ 另一类主要的石油基淬火油是分级淬火油，它可以被加热到（100～200℃）接近Ms 点的热油中均温以减少温差应力。它具有优异的热稳定性，（精制加高效的组合氧化剂），使用温度一般要低于其闪点50℃。 二、植物油基淬火油 石油基淬火油性能稳定，但它是不可再生的一次性资源，更是地下水的主要污染源。 而植物油淬火油基可以克服这些缺点，它有如下优点和不足。 1、优点：①容易生物降解；②低无毒性；③良好润滑性；④资源能再生；⑤供应充足；⑥闪点和燃点高。 2、缺点：①水解稳定性差；②氧化稳定性差；③表面粘附；④粘度范围窄；⑤有不同的气味；⑥价格偏高。 和矿物油的比较，植物油的稳定性差，但可利用现代添加剂技术可改善它的水解稳定性和氧化稳定性。比如好富顿公司开发的以Canola 植物油为基础油添加抗氧化剂的植物基淬火油①具有良好的抗氧化稳定性。②其降解性比石油基淬火油高5倍。③而且几乎没有蒸位膜阶段，在1300～110F 温度范围为V 冷↑（这对大多数钢而言正是要求快冷区）。④900～250F 温度范围内具有较慢的V 冷从而可减少淬火的变形。⑤闪点高达332℃（630F ）而一般石油基淬火油的闪点为177～232℃（350～450F ）燃点也比石油基的高约160℃。 三、聚合物淬火介质 它是有机聚合物和防锈添加剂，杀菌剂、消泡剂等组成水溶液，淬火时在热
冷却特性曲线
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。
淬火介质
淬火介质 水性淬火剂 THIF-502水性淬火剂，即常说的PAG淬火液，是目前热处理常用的水性淬火介质，浅黄色透明液体，无毒，无油烟，不燃烧，无火灾危险，使用安全，改善劳动环境。水性淬火剂广泛应用于锻钢、铸铁、铸钢及冲压件等的淬火，适用于35CrMo、42CrMo、42SiMn、40Mn、T8、65Mn等多种材质。 水溶性淬火剂 THIF-501水溶性淬火剂，即聚乙烯醇淬火剂，无色至浅黄色半透明液体，使用安全。水溶性淬火剂广泛应用于感应加热淬火冷却，多用于碳素钢、合金钢的高频、中频淬火冷却，或整体淬火，适用于Cr12、45Cr、40CrMnMo、40CrMo、45Mn2、35CrMo、42CrNi、45CMnB等材质。无机淬火剂 THIF-505无机淬火剂是高分子无机聚合物饱和溶液，可完全与水溶合，无味，不腐蚀，不易变黑变臭，不老化，抗污染性强，高温不分解。广泛应用于各类炉型加热的各类钢件(高速钢类除外)的整体浸淬、感应加热工件的整体浸淬和喷液淬火，适用于35、20、T8、20Cr、5Cr、40、50、35CrMo等材质。 快速光亮淬火油 THIF-511快速光亮淬火油是热处理常用的油性淬火介质，冷却速度快，性能保持连续稳定，工件淬火后表面光亮不黑，积碳小，淬硬层深，变形量小，工件带出消耗量小，较易清洗，金相组织、机械性能好。快速光亮淬火油广泛应用于所有钢材尤其是厚、大型工件、淬透性差的零件淬火时发挥优良淬火性。 齿轮淬火油 THIF-512齿轮淬火油具有光亮性好，异味、烟雾小，工件淬火后表面硬度高且均匀，光亮性好，
使用寿命长，易清洗。齿轮淬火油适用于中、高淬透性的小零件的光亮淬火或渗碳淬火。广泛应用于渗碳螺丝、标准件、织针、齿轮、轴承钢丸、套圈等淬火。注意不要混入水分。 超速淬火油 THIF-516超速淬火油对几乎所有钢材尤其是淬透性差的零件淬火时发挥优良的淬火性。当用空气间歇炉进行紧固件、螺丝、链条、工具等碳素钢或低合金钢小物件物品的团体淬火时。当用推杆式连续炉进行汽车、建筑机械等行走零件的渗碳淬火时。当用坑式炉进行厚、大型锻钢件淬火时。 真空淬火油 THIF-517真空淬火油由分馏范围狭窄、精制度优良的烷烃类矿物油复配各类功能助剂合成，具有馏程短，饱和蒸汽压低，抗汽化能力强。真空淬火油广泛应用于轴承钢、工模具钢、大中型航空结构钢及其钢材的真空炉加热淬火。真空淬火油的最佳使用温度40-80℃左右。 等温分级淬火油 THIF-518等温分级淬火油具极佳的氧化稳定性，生产油泥少，粘度上升低，能实现马氏体等温或分级淬火，获得足够的，均匀的表面硬度和深度，有效地控制变形。等温分级淬火油广泛应用于汽车及汽车零部件工厂的变速箱齿轮装置用渗碳连续炉油槽、间歇炉油槽、热处理专业、齿轮工厂的间歇炉油槽。 回火油 THIF-519回火油闪点高，燃点高，挥发性低，油烟小，热氧化稳定性好，不易产生油泥、油渣，使用寿命长，使用安全，不易发生火灾。对表面光亮性和硬度均匀性要求高的零件，采用回火油比普通空气炉回火，可获得更好的效果。适用于密闭式回火炉中对淬火后的零件进行回火处理，广泛应用于轴承、手表、链条等行业的回火工艺中。
淬火介质相关知识汇总(☆☆☆☆☆)
淬火介质相关知识汇总 一、主要技术参数 1、冷却特性 1.1、冷却速度曲线 当前，国内外多以国际标准方法（ISO9950）测定，并用冷却速度曲线来表征淬火介质的冷却特性。但是，对特定工件（即在钢种、形状大小和热处理要求一定）的情况下，如何从冷却特性上去选择合适的淬火介质？在生产现场，一个淬火槽中往往要淬多种不同钢种、形状、大小和热处理要求的工件。在这种情况下，如何选定它们共同适用的一种淬火液？ 从普通机油和自来水的冷却速度分布（如图1）可以看出，普通机油的冷却速度慢，因而不少工件在其中淬不硬；而自来水的冷却速度又太快，以致于多数钢种不能在其中淬火。如果将机油的冷却速度提高，该工件淬火硬度也会相应提高，当机油的冷却速度提高到图2中带齿线水平时，该工件刚好可以得到要求的淬火硬度，我们把它叫做允许的最低冷速分布线。 同时，研究表明，自来水引起淬裂和变形，是自来水冷却太快，尤其是钢件冷到其过冷奥氏体发生马氏体转变的温度范围时受到的冷却太快的缘故。于是又可以推知，如果能降低自来水的冷却速度，尤其是在工件冷到较低的温度以后的淬火冷却速度，就可以减小工件淬裂的危险。假定自来水冷却速度降到图3中带齿线所示的水平时，该类工件便不会再淬裂了，我们把这条线叫做此工件已确定条件下允许的最高冷速分布线。
把图2和图3 两条曲线之间的区域内，不管是快速淬火油还是水溶性淬火液，也不管这些淬火介质的冷却速度分布有何不同，上述工件在其中淬火都可以同时获得所希望的淬硬而又不裂的效果。 1.2淬火介质的冷却过程分三个阶段：蒸汽膜阶段、沸腾冷却阶段、对流冷却阶段（见下图所示） 用符合ISO9950标准的ivf冷却特性测试仪测出的冷却特性曲线（如下图）有几个特征值对淬火油的淬硬能力有重要影响。 第一个是油蒸汽膜冷却阶段向沸腾冷却阶段转变的温度，即图中A点对应的温度，叫做（上）特征温度; 第二个是出现最高冷却速度的温度，即图中B点对应的温度; 第三个是最高冷却速度值，即B点对应的冷却速度值;
淬火冷却介质的特性曲线及应用
冷却特性曲线的说明 淬火介质的冷却过程分三个阶段：蒸汽膜阶段、沸腾冷却阶段、对流冷却阶段（见下图所示）。用符合ISO9950标准的ivf冷却特性测试仪测出的冷却特性曲线（如下图）有几个特征值对淬火油的淬硬能力有重要影响。第一个是油蒸汽膜冷却阶段向沸腾冷却阶段转变的温度，即图中A点对应的温度，叫做（上）特征温度;第二个是出现最高冷却速度的温度，即图中B点对应的温度;第三个是最高冷却速度值，即B点对应的冷却速度值;第四个是对流开始温度，即C点对应的温度。 如何从冷却特性选用淬火介质 热处理淬火介质，用的首先是它的冷却性能。因此，在确定介质的类别后，我们主张按介质的冷却特性来选择介质的品种。比如，当我们确定应当选用快速淬火油后，具体的品种就应当根据工件特点和热处理要求从油的冷却速度分布上去选。 不管选用何种淬火介质，大致都可以按以下五条原则进行选择。 一看钢的含碳量多少── 含碳量低的钢有可能在冷却的高温阶段析出先共析铁素体，其过冷奥氏体最易发生珠光体转变的温度（即所谓"鼻尖"位置的温度）较高，马氏体起点（Ms）也较高。因此，为了使这类钢制的工件充分淬硬，所用的淬火介质应当有较短的蒸汽膜阶段，且其出现最高冷却速度的温度应当较高。相反，对含碳量较高的钢，淬火介质的蒸汽膜阶段可以更长些，出现最高冷却速度的温度也应当低些。 二看钢的淬透性高低——淬透性差的钢要求用冷却速度快的淬火介质，淬透性好的钢则可以用冷却速度慢一些的介质。通常，随着钢的淬透性提高，过冷奥氏体分解转变的“C”曲线会向右下方移动。所以，对淬透性差的钢，选用的淬火介质出现最高冷却速度的温度应当高些；而淬透性好的钢则低些。有些淬透性好的
不同淬火介质对零件表面处理的影响
不同淬火介质对零件表面处理的影响 摘要:淬火介质是热处理工艺中不可或缺的技术因素。不同的淬火介质在使用的过程中因其不同的物理和化学特性,会导致零件各种性能的改变,主要影响零件的金相组织改变、表面的开裂和变形等。在淬火介质的选用过程中,应当从介质特性和零件特性两方面共同考量,以保证零件表面淬火后的完整和硬度要求。 关键词:淬火介质介质特性淬火介质实验 一、常用淬火介质的分类和选用要求 1、淬火介质的分类 经过长期的研制和实践,很多种材料别利用成为了淬火介质。目前金属热处理行业使用的主要淬火介质有以下几类:1)水;2)盐水;3)熔盐;4)植物油;5)矿物油:其中有掺和油、快速油、超速油、热油、光亮油等等。这些淬火介质有着不同的物理和化学特性,在使用中应根据不同的材料而选定。 2、淬火介质的选用要求 1)对淬火介质最重要的要求是淬火能力和冷却能力,淬火介质的冷却能力是保证零件可以按照大于临界淬火冷却速度来实现冷却,在零件的尺寸一定的时候,冷却的速度越快,就可能获得更大的淬硬深度。但是如果冷却速度够快就会导致零件的截面温差,这就导致了组织应力的增大,这样就导致了零件的表面开裂。所以淬火介质的选取条件是冷却速度应当适合不同的零件。 2)在淬火介质的选取时,应当要注意适用范围足够广泛,可以满足企业加工零件材质的基本要求,不需要进行频繁的更换介质类型。而且要结合零件的尺寸来减小淬火的变形和开裂的倾向。另外,要保证不变质、不腐蚀、不粘接零件。 二、主要的淬火介质特性 1、水 水是最常见的淬火介质,常用的温度是15-30度,根据需要也会使用50-80度的水。水的特性是,在淬火的过程中介质与零件表面接触的一层由于水的沸点原因,总是加热到100度,产生蒸发,这时如果冷却的应力分布不均就会产生裂纹。具体的特性是:1)在淬火的整个过程中温度的范围可以满足从800度-室温的冷却工艺。2)淬火过程中在不同的温度区间冷却的效果是不均匀的,即在800-400度、400-100度、100-室温,这几个区间内冷却速度有着明显的差别。3)水的冷却能力水温度的变化而剧烈改变这是水介质的一个主要的缺陷,所以在目前的使用过程中,一般都采用往水中加入少量化学制剂来改变水的冷却能力。其中,降低蒸汽膜稳定性的无机盐可以使水的冷却疏导提高,提高蒸汽膜稳定性的物质主要是各种
加热温度回火温度及冷却速度对碳钢性能的影响
淬火加热温度的选择：对于亚共析钢采用Ac3+30~50°，对于共析钢和过共析钢采用Ac1+20~40°。 对于亚共析钢如果淬火温度过高，奥氏体晶粒就会粗大，淬火后严重影响和降低塑性和韧性，如果淬火温度过低，奥氏体化就会不完全，淬火后会有铁素体，导致淬火硬度不够，强度降低。 对于共析钢和过共析钢，淬火温度高了，同样奥氏体晶粒就会粗大，同时碳化物溶入奥氏体过多，淬火后容易变形开裂，同时严重降低硬度和强度，如果温度低了，碳化物溶入奥氏体过少，大部分碳化物保留下来，淬火后也容易变形开裂，奥氏体化后奥氏体含碳量过低，导致淬不上火，导致淬火后马氏体硬度不够，强度降低。 (1)低温回火 工件在150~250℃进行的回火。 目的是保持淬火工件高的硬度和耐磨性，降低淬火残留应力和脆性回火后得到回火马氏体，指淬火马氏体低温回火时得到的组织。 力学性能：58～64HRC，高的硬度和耐磨性。 应用范围：刃具、量具、模具、滚动轴承、渗碳及表面淬火的零件等。 (2)中温回火 工件在350～500 ℃之间进行的回火。 目的是得到较高的弹性和屈服点，适当的韧性。回火后得到回火屈氏体，指马氏体回火时形成的铁素体基体内分布着极其细小球状碳化物（或渗碳体）的复相组织。 力学性能：35～50HRC，较高的弹性极限、屈服点和一定的韧性。 应用范围：弹簧、锻模、冲击工具等。 (3)高温回火 工件在500℃以上进行的回火。 目的是得到强度、塑性和韧性都较好的综合力学性能。回火后得到回火索氏体，指马氏体回火时形成的铁素体基体内分布着细小球状碳化物（包括渗碳体）的复相组织。 力学性能：200～350HBS，较好的综合力学性能。 应用范围：广泛用于各种较重要的受力结构件，如连杆、螺栓、齿轮及轴类零件等。工件淬火并高温回火的复合热处理工艺称为调质。调质不仅作最终热处理，也可作一些精密零件或感应淬火件预先热处理。
水基聚合物淬火介质现状及发展
水基聚合物淬火介质现状及发展 孙建林1 熊孝经1姜聚满2 (1.北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083； 2.辽宁海明化学品有限公司,辽宁丹东118011) 摘要：水基聚合物淬火剂是一种具有良好的热安定性、无毒性、水溶性以及大比热容的介质，其淬火性能有着水和油无法代替的优点，“以水代油”的理念早已受到热处理行业人士的强烈关注。本文从淬火介质的发展历程出发，阐述了新型水基聚合物淬火介质的在生产实践中的应用现状；提出了在绿色环保、安全生产和清洁生产大环境下，水溶性聚合物淬火介质的发展方向。 关键词：水基聚合物淬火介质环境保护发展趋势 The Current Situation and Development of Water-based Polymer Quenchant Sun Jianlin1, Xiong Xiaojing1, Jiang Juman2 （1.School of Material Science and Engineering, University of Science and Technology, Beijing 100083 2.Haiming Liaoning Chemical Co., Ltd., Liaoning Dandong 118011） Abstract: Water-based polymer quenchant is a kind of medium with high thermal stability, nontoxicity and water-solubility as well as specific heat capacity, thus having a better performance than water or oil. The concept "water substitutes for oil" has already been the focus of attention in the thermal treament field. This paper reviews the development of quenchant, expands its utilization in production, and points out the development direction of water-based polymer quenchant, considering environment protection and safe and clean production. Key Words: Water-based polymer; Quenchant; Environment protection; Development 金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，淬火冷却作为金属热处理工艺过程的重要组成部分，自始至终伴随着热处理的发展而不断进步[1]。目前在现实生产中的淬火介质大多都是淬火油，但淬火油中矿物油的闪点较低，在淬火过程中易产生浓烟甚至还会引发火灾，另外矿物油生物降解能力差，废弃的矿物油对环境的污染的潜在威胁就很大[2]。此外，矿物油在使用中感到油的高、中温区冷却速度过慢，且冷却速度无法调节，对于低淬透性钢件淬火后易出现硬度不足、淬硬层深度浅等弊病[3,4]。随着经济的发展，环境保护、安全生产和清洁生产等一系列问题引起业界越来越多的关注，因此必须重视并大力加强淬火介质的研究和推广应用工作，积极研究开发经济、安全、无污染的新型淬火介质，这也将是今后热处理发展的主要方向之一。 1 淬火介质的发展历程 水是最古老又实用的淬水介质，但自来水作为淬火介质存在着低温冷却速度太快，因而自来水淬火时工件容易淬裂、硬度不均且畸变大等问题。后来人们通过往水中加入各种无机
热处理常见介质及问题处理
工件进行淬火冷却所使用的介质称为淬火冷却介质（或淬火介质）。理想的淬火介质应具备的条件是使工件既能淬成马氏体，又不致引起太大的淬火应力。这就要求在C曲线的“鼻子”以上温度缓冷，以减小急冷所产生的热应力；在“鼻子”处冷却速度要大于临界冷却速度，以保证过冷奥氏体不发生非马氏体转变；在“鼻子”下方，特别使Ms点一下温度时，冷却速度应尽量小，以减小组织转变的应力。 常用的淬火介质有水、水溶液、矿物油、熔盐、熔碱等。 ● 水 水是冷却能力较强的淬火介质。来源广、价格低、成分稳定不易变质。缺点是在C曲线的“鼻子”区（500～600℃左右），水处于蒸汽膜阶段，冷却不够快，会形成“软点”；而在马氏体转变温度区（300～100℃），水处于沸腾阶段，冷却太快，易使马氏体转变速度过快而产生很大的内应力，致使工件变形甚至开裂。当水温升高，水中含有较多气体或水中混入不溶杂质（如油、肥皂、泥浆等），均会显著降低其冷却能力。因此水适用于截面尺寸不大、形状简单的碳素钢工件的淬火冷却。 ● 盐水和碱水 在水中加入适量的食盐和碱，使高温工件浸入该冷却介质后，在蒸汽膜阶段析出盐和碱的晶体并立即爆裂，将蒸汽膜破坏，工件表面的氧化皮也被炸碎，这样可以提高介质在高温区的冷却能力。其缺点是介质的腐蚀性大。 一般情况下，盐水的浓度为10％，苛性钠水溶液的浓度为10％～15％。可用作碳钢及低合金结构钢工件的淬火介质，使用温度不应超过60℃，淬火后应及时清洗并进行防锈处理。 ● 油 冷却介质一般采用矿物质油（矿物油）。如机油、变压器油和柴油等。机油一般采用10号、20号、30号机油，油的号越大，黏度越大，闪点越高，冷却能力越低，使用温度相应提高。 目前使用的新型淬火油主要有高速淬火油、光亮淬火油和真空淬火油三种。
冷却技术及淬火介质 教学大纲
冷却技术及淬火介质 Cooling Technology and Quenchants 课程编号：07370720 学分： 1 学时： 15 （其中：讲课学时：13 实验学时：2 上机学时：0）先修课程：金属学原理，金属组织控制原理，金属材料强韧化 适用专业：金属材料工程 教材：无 开课学院：材料科学与工程学院 一、课程的性质与任务 《冷却技术与淬火介质》是相关专业教学计划中具有拓展专业和引导研究意义的选修课程，它建立在材料科学与工程主要专业课程学习的基础上，启发学生深入思考和建立兴趣研究专业工作中一些具有共性的问题，让相关专业高年级学生进一步领会材料科学与工程专业课程的内容。 《冷却技术与淬火介质》的基本任务是： 1. 了解金属材料强化中的冷却技术和淬火介质的应用，了解其发展态势； 2. 了解冷却技术和淬火介质领域的研究现状和发展前景； 3. 了解金属材料工程领域科技人员的研究方向和研究方法，引导学习材料科学的研究方法。 《冷却技术与淬火介质》的主要研究内容是以金属材料科学发展为背景，按问题的共性归纳成若干独立章节。本课程主要以实证分析为主，介绍在理论指导下的实际工作或实验成果。以金属材料强化技术中的冷却问题为主线介绍冷却介质的工作原理，冷却特性分析与测试，钢铁材料奥氏体化后的实际冷却对相变组织的影响，冷却介质及其应用特点，冷却技术与冷却装置设计原理。本课程强调生产中迫切需要研究的问题的发现、学术观点的建树和系统思考能力的培养，注重理论与实际的结合，提高学生分析问题、解决生产实际问题的能力。学习本课程对材料专业，特别是国家特色专业的毕业生就业、参与经济建设和科学研究具有实际指导意义。 二、课程的基本内容及要求 （一）、绪论 1、教学内容
热处理工艺淬火
热处理工艺-淬火 淬火工艺是将钢加热到AC3或AC1点以上某一温度，保持一定时间，然后以适当速度冷却获得马氏体和（或）贝氏体组织的热处理工艺。 淬火的目的是提高硬度、强度、耐磨性以满足零件的使用性能。淬火工艺应用最为广泛，如工具、量具、模具、轴承、弹簧和汽车、拖拉机、柴油机、切削加工机床、气动工具、钻探机械、农机具、石油机械、化工机械、纺织机械、飞机等零件都在使用淬火工艺。 （1）淬火加热温度 淬火加热温度根据钢的成分、组织和不同的性能要求来确定。亚共析钢是AC3 （30～50℃）；共析钢和过共析钢是AC1 （30～50℃）。 亚共析钢淬火加热温度若选用低于AC3的温度，则此时钢尚未完全奥氏体化，存在有部分未转变的铁素体，淬火后铁素体仍保留在淬火组织中。铁素体的硬度较低，从而使淬火后的硬度达不到要求，同时也会影响其他力学性能。若将亚共析钢加热到远高于AC3温度淬火，则奥氏体晶粒回显著粗大，而破坏淬火后的性能。所以亚共析钢淬火加热温度选用AC3 （30～50℃），这样既保证充分奥氏体化，又保持奥氏体晶粒的细小。 过共析钢的淬火加热温度一般推荐为AC1 （30～50℃）。在实际生产中还根据情况适当提高20℃左右。在此温度范围内加热，其组织为细小晶粒的奥氏体和部分细小均匀分布的未溶碳化物。淬火后除极少数残余奥氏体外，其组织为片状马氏体基体上均匀分布的细小的碳化物质点。这样的组织硬度高、耐磨性号，并且脆性相对较少。 过共析钢的淬火加热温度不能低于AC1，因为此时钢材尚未奥氏体化。若加热到略高于AC1温度时，珠光体完全转变承奥氏体，并又少量的渗碳体溶入奥氏体。此时奥氏体晶粒细小，且其碳的质量分数已稍高与共析成分。如果继续升高温度，则二次渗碳体不断溶入奥氏体，致使奥氏体晶粒不断长大，其碳浓度不断升高，会导致淬火变形倾向增大、淬火组织显微裂纹增多及脆性增大。同时由于奥氏体含碳量过高，使淬火后残余奥氏体数量增多，降低工件的硬度和耐磨性。因此过共析钢的淬火加热温度高于AC1太多是不合适的，加热到完全奥氏体化的ACm或以上温度就更不合适。 在生产实践中选择工件的淬火加热温度时，除了遵守上述一般原则外，还要考虑工件的化学成分、技术要求、尺寸形状、原始组织以及加热设备、冷却介质等诸多因素的影响，对加热温度予以适当调整。如合金钢零件，通常取上限，对于形状复杂零件取下限。