| 淬冷介质 |
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| 日期：2007-5-31 9:21:41 人气：56 [大 中 小] |
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金属工件淬火时所使用的冷却物质。根据钢的种类或工件的特性採用的淬冷介质可分为液体或气体。
简史 最早获得广泛应用的淬冷介质是水和油。公元 3世纪中国人就已经注意到了不同的水质对淬火的影响。中国的《北齐书》中记载﹐在公元6世纪就已对“宿铁刀”“浴以五牲之溺﹐淬以五牲之脂”﹐说明已採用动物便溺和动物油脂作为淬冷介质。随著金属材料和工业技术的发展﹐工件形状﹑尺寸变化日益复杂﹐单纯採用水﹑油和空气等已不能满足淬火工艺的要求﹐进而使用了各种无机盐水溶液﹐熔融的盐﹑硷和金属等热浴﹐以及各种有机聚合物水溶液﹑浮动粒子等淬火冷却介质。有的还加入一些特种添加剂﹐成为具有各种性能的淬冷油。还有一种方法是用金属板夹持工件﹐使热量迅速传出而淬硬工件。
特性 钢件淬火通常是为了获得马氏体组织(见钢铁显微组织)。为此﹐将工件加热至奥氏体状态﹐随后以大於钢的马氏体临界冷却速度﹐通过奥氏体不稳定区域(一般碳素钢和低合金钢为650～550℃﹐某些合金钢为400～300℃)﹐以避免奥氏体发生分解﹐当冷却至钢的上马氏体点以下时﹐过冷奥氏体才开始向马氏体转变。在马氏体转变区域﹐以缓慢的冷却速度进行﹐以避免產生较大的内应力﹐引起工件畸变和开裂。理想的淬冷介质的冷却性能应该是在钢的奥氏体不稳定区域﹐具有较快的冷却能力﹔而在马氏体转变区域﹐具有较缓慢的冷却能力。
金属工件在水和低熔点盐的淬冷介质中的冷却可分为 3个阶段(见图 冷却过程示意图 )。蒸汽膜冷却阶段(AB )﹕当赤热的金属工件与冷却介质接触时﹐立即在工件表面形成一层蒸汽膜﹐此时工件的热量通过蒸汽膜散出﹐冷却较为缓慢。当工件温度下降到特性温度时﹐蒸汽膜随即破裂进入下一阶段。沸腾冷却阶段(BC )﹕工件与介质直接接触﹐介质在工件表面强烈沸腾﹐冷却很快。在这一阶段﹐介质的汽化热对工件冷却速度起主要作用。对流冷却阶段(CD )﹕工件冷却至介质的沸点以下﹐则为对流散热﹐这一阶段介质的比热容对工件的冷却速度起主要作用。
在淬火时发生物态变化的介质﹐都具有这3个冷却阶段。不同的介质各有其冷却特点﹐如在普通水中淬冷时﹐3 个阶段都比较明显。在盐水或硷水中淬冷时﹐由於盐﹑硷促使蒸汽膜破裂﹐第 1阶段很快消失。在油中淬冷时﹐由於油的沸点较高(250～300℃)﹐因而沸腾阶段缩短﹐对流阶段延长。在有机聚合物水溶液中淬冷时﹐工件在冷却过程中往往在表面形成一层聚合物薄膜﹐从而延长第1阶段和第3阶段。在熔盐﹑熔硷和熔融的金属中﹐或在浮动粒子中淬冷时﹐往往只有第3阶段。在静止的空气中冷却时﹐高温时以辐射散热为主﹐低温时以对流传热为主。在金属板上冷却﹐则主要为传导散热。
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| 出处：本站原创 作者：佚名 | |
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