聚合物淬火介质用于高碳钢丝淬火冷却的试验研究
淬火以及淬火工艺
在箱式或井式电炉中加热时，与工件接触的介质是空气，其主要成 分中的氧以及少量存在的二氧化碳和水蒸气均可使工件氧化(主要在 650°C以上)，前二者还能使工件脱碳(钢件表面碳含量降低)。
8. 1. 3. 2液体介质
液体介质淬火加热经常在液体介质中进行，主要指采用盐浴加热。 它的优点是炉温较易控制、工件受热均匀、加热速度快、 工件不易氧化脱碳、变形小且易于局部加热等。但是，如 果不能及时除去盐中氧化性杂质，仍会使工件产生脱碳或腐蚀， 故必须对盐浴经常定期进行脱氧处理。
（1）化学成分是决定淬火温度最主要的因素。 碳钢的淬火加热温度： 亚共析钢为Ac3 +(30~50 °C)， 共析钢、过共析钢为Acl +(30~50 °C) 。
亚共析钢：
亚共析钢除进行 亚温淬火 时采用略低于Ac3的温度加热 外，一般都进行完全奥氏体化加热。
亚共析钢一般选择在Ac3以上淬火加热的原因： 如果低于Ac3，组织中会保留一部分先共析铁素体，淬火 后会出现软点，使硬度达不到要求。同时，由于这种组织 上的不均匀性，还可能影响回火后的机械性能。 为了不致引起奥氏体晶粒的粗化以及尽可能减小淬火缺陷， 温度还不能选得过高， 在原则上亚共析钢淬火加热温度定为Ac3 +(30~50 °C)。 一般在空气炉中加热比在盐浴中加热高10~30 °C，采用 油、硝盐淬火介质时，淬火加热温度应比水淬提高20 °C 左右。
第八章 淬火及淬火工艺
主要内容
1. 淬火加热 2. 淬火介质 3. 钢的淬透性 4. 淬火工艺 5. 表面淬火 6. 淬火缺陷
前
言1
淬火是热处理工艺中最重要的工艺。 从广义上说，淬火是将合金在高温下所 具有的状态以过冷、过饱和状态固定至室 温，或使基体转变成晶体结构与高温状态 不同的亚稳状态的热处理形式。
热处理方法有哪些
热处理方法有哪些热处理方法有哪些？（上）热处理是指通过加热、保温、冷却等一系列工艺措施，改变材料或零件的组织结构、性能和形状的工艺过程。
热处理方法多种多样，下面将介绍一些常见的热处理方法。
1. 火焰淬火火焰淬火是利用火焰或火腿加热工件到淬火温度，然后通过气流或喷水等介质冷却，使工件表面形成一层淬火组织，具有较高的硬度和强度。
2. 淬火回火淬火回火是指在淬火后，对工件进行回火处理，改变其组织和性能以达到所需的力学性能。
该方法常用用于工具钢、弹簧钢等材料的热处理。
3. 渗碳渗碳是指将具有一定碳含量的低碳钢或铁件，置于含有碳、氧、氮等元素的介质中进行加热，使其表层渗入碳元素，从而提高其表面硬度和耐磨性能。
4. 固溶处理固溶处理是指将有机物质或合金材料加热，使其中的固溶体发生不完全固态反应，使其达到特定的化学成分和组织状态，从而达到提高材料性能的目的。
常用于不锈钢、合金钢等材料的热处理。
5. 淬火调质淬火调质是指先将工件快速加热到淬火温度，然后进行气体或水冷却，使其达到莫氏硬度要求，然后回火，调整其硬度、强度和韧度等性能。
该方法常用于合金钢、冷拔钢丝等材料的热处理。
6. 磷化磷化是利用化学反应原理，将所需的基体材料表面，通过化学作用，在表面一层上生成有机物磷化层，以提高其表面硬度、耐蚀性能。
以上就是一些常见的热处理方法，它们可以提高工件的硬度、强度、耐磨性、耐腐蚀能力等物理和化学性能。
同时，热处理也是材料加工中不可缺少的一种重要工艺。
热处理方法有哪些？（下）热处理是冶金学的重要分支，在现代工业生产中起着举足轻重的作用。
相信大家对热处理方法有一定了解了，接下来将进一步介绍其他热处理方法。
7. 焊后热处理焊后热处理是指在焊接过程完成后，通过加热、保温和冷却等工艺措施，使其焊接部位的材料复原其原有的组织和性能，同时消除焊接时产生的焊接应力问题。
8. 焙烧焙烧是指通过加热材料，使其表面或内部氧化或还原，从而改变其化学性质和物理性能的过程。
工信部2011年第24号2012新增标准
中华人民共和国工业和信息化部公告2011年第24号工业和信息化部批准《旋涡泵》等101项行业标准（标准编号、名称、主要内容及起始实施日期见附件），其中：机械行业标准88项、制药装备行业标准12项、船舶行业标准1项，现予以公告。
以上机械行业标准由机械工业出版社出版，制药装备行业标准由中国计划出版社出版，船舶行业标准由中国船舶工业综合技术经济研究院负责出版。
附件：101项机械、制药装备、船舶行业标准编号、名称、主要内容等一览表.doc二〇一一年八月十五日附件：101项机械、制药装备、船舶行业标准编号、名称、主要内容等一览表序标准编号标准名称标准主要内容代替标准采标情况实施日期号机械行业1JB/T 7743-2011 旋涡泵本标准规定了旋涡泵的型式、型号和JB/T 7743-1995 2011-11-01基本参数、技术要求、试验方法、检验规则、标志、使用说明书、包装、运输和贮存。
本标准适用于输送不含固体颗粒、运动粘度不大于37.4mm2/s液体的机械密封泵和输送易燃、易爆、易挥发、有毒、有序号标准编号标准名称标准主要内容代替标准采标情况实施日期腐蚀性以及贵重液体的磁力传动泵。
被输送液体的温度：机械密封泵为-20℃～120℃,磁力传动泵为-20℃～250℃。
2JB/T 8857-2011 离心式潜污泵本标准规定了离心式潜污泵的型式与基本参数、技术要求、试验方法和检验规则等。
本标准适用于所输送液体中含有非磨蚀性固体颗粒、纤维、污杂物（如城市生活污水、化学工业废水等）的泵。
JB/T 8857-2000 2011-11-013JB/T 11170-2011 凝结水和乏汽闭式回收水泵装置本标准规定了凝结水和乏汽闭式回收水泵装置的术语、分类与基本参数、性能要求、试验方法、试验规则，标志和供货要求等内容。
本标准适用于蒸汽供热系统中凝结水和乏汽回收使用的集水罐公称压力小于或等于PN16，介质最高温度不大于200℃的凝结水和乏汽闭式回收水泵装置。
钢材热处理工技师题库
一、单选题（370+355）1.高速钢的热硬性可达（）,切削时能长期保持刃口锋利,故又称为锋钢。
A1000℃B600℃C300℃D800℃答案：B2.（）是指在规定条件下,决定钢材淬硬深度和硬度分布的特性,即钢淬火时得到淬硬层深度大小的能力,它表示钢接受淬火的能力。
A淬透性B临界直径C淬硬层深度D淬硬性答案：A3.下面钢中不适合表面淬火的是（）。
A08F B65 C35 D45答案：B4.按钢的含碳量分类,碳素钢中,中碳钢的含碳量为（）。
A0.25% B2.11% C0.25%~0.6% D0.77%答案：C5.一般来说,淬火钢中的残留奥氏体量与Ms点的位置密切相关，（）。
AMs点升高得越多,则淬火后的残留奥氏体量越多BMs点降低得越多,则淬火后的残留奥氏体量越少CMs点略有升高,则淬火后的残留奥氏体量急剧增加DMs点降低得越多,则淬火后的残留奥氏体量越多答案：D6.连续加热淬火时的工件与感应器之间的（）是重要参数,一般用图表查取。
A相对移动速度B相互关系C相互影响D相互位置答案：A7.物质是由原子和（）构成。
A分子B中子C质子D电子答案：A8.夹杂是钢锭内部不溶于基本金属的（）化合物。
A金属与非金属B金属C晶体D非金属答案：D9.65Mn是弹簧用钢，（）Mn是碳素调质钢。
A45 B70 C35 D55答案：A10.45钢为得到回火马氏体组织，应进行（）。
A淬火+高温回火B淬火C正火D淬火+低温回火答案：D11.（）矫直法是用氧~乙炔火焰小面积加热工件的凸起部位(弯曲最大处),然后根据工件的化学成分进行水冷或油冷(碳素钢可用水,合金钢或高速钢用油或空气),使工件变形而被校正。
A反击B热点C淬火状态D回火答案：B12.生产薄板的轧机架一般是（）。
A无所谓B开口或闭口机架C闭口机架D开口机架答案：C13.冷加工的中间退火应采用（）。
A完全退火B再结晶退火C球化退火D低温回火答案：B14.内腔复杂的零件，最好用（）方法制取毛坯。
热处理工艺复习题及答案
热处理工艺复习题一、填空题1.钢的热处理工艺由加热、保温、冷却三个阶段所组成。
2.热处理工艺基本参数：强度、硬度、淬火温度、冷却介质、有效面积、淬火后硬度、回火温度、回火后硬度。
3.钢完全退火的正常温度范围是Ac3+20-30℃，它只适应于亚共析钢。
4.球化退火的主要目的是使二次渗碳体及珠光体中的渗碳体球状化，以降低硬度，改善切削加工性能以及获得均匀组织，改善热处理工艺性能，为以后的淬火做组织准备，它主要适用于共析钢、过共析钢和合金工具钢。
5.钢的正常淬火温度范围，对亚共析钢是Ac3+30-50℃，对过共析钢是 Ac1+30-50℃。
6.当钢中发生奥氏体向马氏体的转变时，原奥氏体中碳含量越高，则MS点越低，转变后的残余奥氏体量就越多。
7.改变钢整体组织的热处理工艺有退火、正火、淬火、回火四种。
8.淬火钢进行回火的目的是消除淬火产生的内应力，使不稳定的马氏体和残余奥氏体转变成稳定组织，获得要求的综合机械性能，回火温度越高，钢的强度与硬度越低。
9.化学热处理的基本过程包括介质分解、表面吸收、原子扩散等三个阶段。
10.欲消除过共析钢中大量的网状渗碳体应采用正火，欲消除铸件中枝晶偏析应采用扩散退火。
11.低碳钢为了便于切削，常预先进行正火处理；高碳钢为了便于切削，常预先进行退火处理；12.感应加热表面淬火，按电流频率的不同，可分为高频电子管式加热装置、中频发电机或可控硅中频发生器和工频发电机三种。
而且感应加热电流频率越高，淬硬层越薄。
13.钢的淬透性主要取决于钢的淬火临界冷速大小，马氏体的硬度主要取决于马氏体含碳质量分数，钢的表层淬火，只能改变表层的硬度，而化学热处理既能改变表层的硬度，又能改变表层的化学成分。
14.钢在一定条件下淬火后，获得一定深度的淬透层的能力，称为钢的淬透性。
淬透层通常以零件表面至内部半马氏体区的深度来表示。
15.中温回火主要用于处理弹簧锻模零件，回火后得到回火屈氏体组织。
16.45钢正火后渗碳体呈片状，调质处理后渗碳体呈球状。
淬火介绍
淬火介绍（1）钢的淬火淬火时将钢加热到Ac3或Ac1以上，保温一定时间使其奥氏体化，再以大于临界冷却速度快速冷却，从而发生马氏体转变的热处理工艺。
淬火钢得到的组织主要是马氏体（或下贝氏体），此外，还有少量残余奥氏体及未溶的第二相。
淬火的目的是提高钢的硬度和耐磨性。
1、淬火加热温度碳钢的淬火加热温度可利用Fe-Fe3C相图来选择。
对于亚共析碳钢，适宜的淬火温度为Ac3+30～50℃，使碳钢完全奥氏体化，淬火后获得均匀细小的马氏体组织。
对于过共析碳钢，适宜的淬火温度为Ac1+30～50℃。
淬火前先进行球化退火，使之得到粒状珠光体组织，淬火加热时组织为细小奥氏体晶粒和未溶的细粒状渗碳体，淬火后得到隐晶马氏体和均匀分布在马氏体基体上的细小粒状渗碳体组织。
对于低合金钢，淬火加热温度也根据临界点Ac1或Ac3来确定，一般为Ac1或Ac3以上50～100℃。
高合金工具钢中含有较多的强碳化物形成元素，奥氏体晶粒粗化温度高，故淬火温度亦高。
2、淬火加热时间为了使工件各部分完成组织转变，需要在淬火加热时保温一定的时间，通常将工件升温和保温所需的时间计算在一起，统称为加热时间。
影响淬火加热时间的因素较多，如钢的成分、原始组织、工件形状和尺寸、加热介质、炉温、装炉方式及装炉量等。
钢在淬火加热过程中，如果操作不当，会产生过热、过烧或表面氧化、脱碳等缺陷。
过热是指工件在淬火加热时，由于温度过高或时间过长，造成奥氏体晶粒粗大的现象。
过热不仅使淬火后得到的马氏体组织粗大，使工件的强度和韧性降低，易于产生脆断，而且容易引起淬火裂纹。
对于过热工件，进行一次细化晶粒的退火或正火，然后再按工艺规程进行淬火，便可以纠正过热组织。
过烧是指工件在淬火加热时，温度过高，使奥氏体晶界发生氧化或出现局部熔化的现象，过烧的工件无法补救，只得报废。
（2）钢的表面淬火表面淬火是对工件表层进行淬火的工艺。
它是将工件表面进行快速加热，使其奥氏体化并快速冷却获得马氏体组织，而心部仍保持原来塑性、韧性较好的退火、正火或调质状态的组织。
钢件的淬火热处理变形与控制
收稿日期:2005-10-20作者简介:陈锐(1979-),男,硕士研究生,从事金属材料及热处理研究. 文章编号:1673-4971(2006)01-0018-05钢件的淬火热处理变形与控制陈 锐,罗新民(江苏大学材料学院,江苏 镇江 212013)摘 要:综述了钢件热处理变形的影响因素与预防、控制变形的方法。
包括四个部分:热处理内应力的组成;热处理变形原因分析;影响热处理变形的因素以及如何预防与控制淬火变形和开裂。
关键词:淬火应力;变形;冷却均匀性;淬火方法中图分类号:TG 156.35 文献标识码:AControl of Distortion Due to Q uenching Process of Steel P artsCHE N Rui ,LUO X in-min(Department of Material Science ,Jiangsu University ,Zhenjiang 212013)Abstract :This paper summarizes the affects of distortion and distortion control in the quenching process of steel parts ;and it consists of the following four parts :the com posing of stress ,the analysis of distortion res ources ,the factors affecting quenching distortion and how to prevent and control distortion and cracking of quenching.K ey w ords :quenching stress ;distortion ;cooling uniformity ;quenching methods 在汽车、公路、铁路和航空等工业中,热处理都是极为关键的制造技术。
钢的淬火冷却与淬火介质的选用
1． 2 马氏体等温分级淬火油淬火 采用马氏体等温分级淬火油淬火（ 图 5b） 与常
规的马氏体分级淬火（ martempering，图 5a） 不同，它 是将工件淬入一种温度较高但低于 Ms 点（ 通常是
100 ～ 200 ℃ ） 的分级淬火油中，直至工件表面与心 部温度基本达到一致时再空冷到室温的一种工艺， 在美 国 称 为 改 良 的 马 氏 体 分 级 淬 火 （ modified martempering） ［4］。
马氏体等温分级淬火油冷却（ 图 5b） 可以大幅度 有其他一些原因，包括淬火介质的温度、搅拌、淬火槽
减小工件的淬火畸变，这是工件的表心温差减小所 的设计和工件的化学成分以及制造工艺等。
致。影响淬火畸变的原因中，很多都是由于工件的外
热处理畸变无法避免，因此更多的是要求淬火
形结构和冷却时热量传递的不同步而造成局部温差 畸变尽可能小一些。对于要求淬透的中、高淬透性
联系电话： 13816694341，E-mail： jhyao@ houghton． com． cn
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《热处理》 2011 年第 26 卷 第 2 期
水淬油冷是一种常见的双介质淬火方式。这种 方法既发挥了水在高温阶段的高冷速，又利用了油 在低温阶段较低冷速的特点，工件既能淬硬，又不致 于发生过大的畸变或开裂。但水淬油冷最大的问题 是可操作性差，要求操作者具备较高的技能。
名称
简称
化学名
Polyalkylene Glycol PAG
聚烯烃乙二醇
Sodium Polyacrylate ACR
聚丙烯酸钠
Polyvinyl Pyrrolidone PVP
聚乙烯吡咯烷酮
Polyethyl Oxazoline PEO
淬火介质在航空工业中的应用
淬火介质在航空工业中的应用淬火介质作为一种工艺材料，是冷却路径控制的重要媒介，使材料获得期望的组织和性能，赋予材料极限服役性能。
近年来我国航空工业取得了较大的技术进步，但在热处理领域同样存在的”重热轻冷“的现象，即重视加热装备和工艺而轻视淬火冷却的重要性。
淬火介质的种类有很多，根据其特性可分为两大类，第一类是发生物态变化的，第二类是不发生物态变化的。
第一类常见的有水、盐或碱水溶液、高分子聚合物水溶液、乳化液(浆状液）、淬火油等；第二类常见的有盐浴、碱浴、金属浴、气体、金属板等。
随着材料热处理以及化学工业的发展，各工业发达国家相继研究和发展了各种类型的一系列新型的淬火介质，以适应制造业发展的需要，并且对各种淬火的冷却特性及其物理、化学性能以及评价性能的装置和方法等方面逐步进行了比较系统的研究，有的已形成体系和规范。
01淬火油的应用淬火油存在植物油基和矿物油基两种，因植物油稳定性差，在航空工业中也早已被矿物油基所代替。
我国从上世纪70年代以后，逐步开始对矿物基淬火油进行研究，参考先进工业国家在淬火冷却方面所做的工作，经过长时间的探索，基本填补了专用淬火油的空白。
我国现有的热处理专用油主要有快速淬火油、光亮淬火油、快速光亮淬火油、真空淬火油、等温分级淬火油等多系列专用淬火油[1]。
●机械油的应用我国航空工业的部分热处理车间，仍在采用N15和N32全损耗系统用油（机械油）做为淬火油。
机械油主要用于机器润滑，不是热处理专用淬火油，在其它行业已基本淘汰。
按照JB/T6955-2008《热处理常用淬火介质技术要求》，表一摘取了N32、快速淬火油不同油温下的冷却特性：从表一中对比发现，N32的冷却性能远远低于快速淬火油的冷却性能，在热处理实际生产中，冷却能力差会对产品的带来较为严重的影响，特别是对于有一定尺寸效应的产品，影响更为明显。
机械油的使用在一定程度上限制了热处理产品水平的提升，经过实践证明使用专业淬火油在实际生产中的效果，对于提高产品质量具有较为明显的效果，采用专业淬火油取代机械油是必然趋势。
淬火技术的过去、现在和将来
淬火技术的过去、现在和将来人们知道淬火技艺已有几千年了，人们对淬火觉得神秘也有几千年了。
二十世纪以前淬火还是在空气中、水中和动物油或植物油中进行的原始操作，二十世纪初期，对硬化或淬火的认识才定型化。
1914年出版的一本书中谈到“要能成功的淬硬，需研究各种淬火工件、设计及要求的硬度”。
随着对硬化的认识，人们普遍采用了以矿物油为基的淬火油。
虽然现在对采用矿物油作淬火油好象已是很自然的事情，这对保证淬火工艺中得到稳定的金相结果来说，确是一个有重要意义的事情。
动物油和植物油性能变坏很快，有时只几天，而矿物油为基的淬火介质可稳定长期使用枛枛数月至许多年。
我们应该牢记当时的背景：用油来淬火处理含有较高的合金元素的钢，而水是用来处理普通碳素钢的。
早期的研究者已清楚在淬火过程中存在着不同阶段，虽然在不同阶段的叫法和今天有所不同，但对每一阶段发生些什么至少在1923年已有了基本的了解。
记录冷却速度或冷却曲线的尝试在好富顿的“PRACTICAL METALLURGY FOR ENGINEERS (1923版)” 中已有文件记载枛枛一个11磅重、用1045钢做的心部放有热电偶的试棒被加热和冷却，温度的变化用毫伏计测定，时间用秒表测定。
今天，用于测定和分析淬火液冷却性能的设备和技术复杂和精致得多了。
采用优异的合金，功能强大的电子硬件和专用的软件，研究人员能够分析一个淬火液或淬火系统的冷却功能和效果，复杂和精致的程度可达到这样的程度，即预测经某一特定淬火介质液处理后的合金物理性能。
无论测试设备的功能如何强大，我们今天所测定的淬火阶段（叫作淬火冷却的三个阶段），是和早期的研究者所观察到的相同的。
淬火冷却阶段的研究对淬火处理来说是最基本的。
现回顾一下，对进一步讨论淬火问题有帮助。
淬火冷却的第一阶段是蒸汽膜。
蒸汽膜阶段，由热工件浸入淬火液时开始，工件被淬火液的蒸汽所包围，冷却相对较慢，热量经蒸汽膜辐射和传导散出。
随着工件的冷却，蒸汽膜无法维持，蒸汽膜破裂，进入沸腾冷却阶段，淬火液和工件的表面接触并沸腾，工件热量迅速的由蒸发吸热带走。
钢丝热处理
/C-TG162.85~1.html钢丝热处理发表评论(0)编辑词条钢丝热处理(heat—treatment of steel wire)钢丝生产中为利于拉丝过程的进行和成品获得要求的性能而进行的热处理。
钢丝热处理的目的(1)消除前一道冷拉工序中钢丝的加工硬化，以利于继续进行冷拉。
盘条或钢丝在冷拉时，由于加工硬化，抗拉强度不断增高，脆性也不断增高，达到一定程度时即无法顺利拉拔而会拉断。
此时钢丝应经过热处理使之重新获得利于冷拉的条件。
(2)使热轧盘条具有适宜于拉拔的组织，能正常地进行拉拔。
例如，过共析钢盘条热轧后存在游离渗碳体，性脆而无法正常拉拔，球化退火使渗碳体球化而适宜于拉拔。
(3)使钢丝具有特殊的组织，冷拉后钢丝具有良好的性能。
(4)使成品钢丝具有用户要求的组织和性能。
钢丝热处理时的组织转变钢丝热处理大多数是将钢丝加热到共析温度以上使珠光体向奥氏体转变，然后以不同的方式冷却而获得各种不同的组织和性能。
有些热处理(如再结晶退火或球化退火)则只将钢丝加热至共析温度附近或以下的温度。
钢在缓慢加热和冷却时，组织的变化可由Fe—Fe3C状态图(图1)看出。
其中“相为碳在体心立方晶格的铁中的固溶体，通称为奥氏体。
碳素钢的奥氏体在共析温度以下时不稳定，会分解成珠光体与铁素体或珠光体与渗碳体。
珠光体为铁素体与渗碳体的共析组织，其碳含量约为0.765%。
对热处理有意义的临界温度是A1和A3。
缓慢加热时温度刚超过A-，即开始转变为奥氏体，超过A1即完成这一转变；缓慢冷却时温度刚低于A3奥氏体即开始分解，低于A1时奥氏体即完全分解。
快速冷却时奥氏体处于过冷状态。
过冷奥氏体转变的温度不同，其转变机理、转变动力学、转变产物及其性能也均不同。
过冷奥氏体等温转变动力学曲线(简称c曲线或TTT曲线)，就是表示将奥氏体急速冷却到临界点以下各不同温度的保温过程中，过冷奥氏体的转变量与转变时间的关系曲线。
图2示出共析钢的c曲线。
水溶性聚合物淬火介质及其发展
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时间， ｓ
Ａ一水 的冷 却 曲线 ； 一 理 想 的 冷 却 曲线 ； Ｂ
Ｃ一油 的冷 却 曲线
图 １ 理 想 冷 却 曲线 示 意 图
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第２ ３卷
工 件在 冷 却 过程 中 ， 否 获得 上 述 理想 冷 却 速 能 度 与介质 的某 些物 理性 质有关 。淬 火冷 却过 程通 常 分 ３个 阶段 ： 气 膜 阶段 、 腾 阶 段 和 对 流 冷 却 阶 蒸 沸 段［， 图 ２ ２见 ］ 。试 样进 入淬 火介 质 后 ， 温 的试 样 表 高 面 上立 即形 成一层 蒸 气 膜 紧紧 包 围住 工 件 ， 层 蒸 这
关键词 ： 处理 ； 火介 质 ； 热 淬 聚合 物
中 图分 类 号 ： ＴＧ１ ４ ４ ５ ． 文献 标识 码 ： Ａ
Ｐｏ ｙ ｒｑ ｅ ｃ ｉ ｇ ｍ ｅ ｉ ｍ ｎ ｔ ｅ ｅｏ ｍ ｅ ｔ ｌ ｍｅ ｕ ｎ ｈ ｎ ｄ ｕ ａ ｄ ｉｓ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ
ＧＥ Ｌ—ａ ｇ Ｓ ｉ ｎ 。 ＨＡＮＧ Ｈｕ ｊ ｎ Ｐ ＮＧ Ｌ— ｎ ＨＥ ｕ — ｎ ｆ ｉｉ ， Ｅ ｉ —ａ ｍｉ，Ｚ ＮＧ Ｘ ｅｍｉｇ
马 氏体 开始转 变 点 Ｍｓ一般 为 ２ ０℃） （ ０ 以下 时 ， 件 工 应 当缓慢 冷却 ， 以防 止 由 于组 织 应 力 和 热应 力 造 成
严重 畸 变与 开裂 。
着 决定 性 的作用 。水 溶性 聚合 物 淬 火 介 质具 有 水 、 油 淬火 介质 所不 具 备 的若 干 优 点 ， 钢 铁 和 有 色金 在
改善热处理淬火油冷却特性的方法
43一、前言淬火冷却是热处理生产中的关键工序，而淬火油是最常用的淬火介质之一，其冷却特性的好坏直接影响产品的热处理质量。
淬火油是一种反复使用的介质，经长时间使用后极易老化变质，从而使其冷却特性趋于不稳定，处理不当可能产生热处理不合格品，甚至导致工件报废。
本文就是针对己出现老化的热处理淬火油，对其冷却特性进行研究，寻找改善其冷却特性的方法。
二、淬火油的应用淬火油有两种：植物油基料和矿物油基料。
由于植物油的稳定性差，因此在航空工业中已由矿物油替代了很长一段时间。
自1970年代以来，中国开始研究以矿物为基础的淬火油，旨在发展先进的淬火油工业。
经过长期的探索，国家的淬火和冷却工作已基本填补了特种淬火油的空白。
中国特殊热处理行业发展迅速。
加工油包括淬火油，光亮淬火油和淬火油，真空淬火油和等温淬火油。
1.机械油的应用在中国航空工业的一些热处理车间中，N15和N32全损系统油仍然用作淬火油机油.发动机油主要用于机械润滑，不适用于其它淬火油的热处理工业，按照JB/t6955-2008《通用热处理淬火介质技术条件》的要求，提取了N32和淬火油在不同润滑油温度下的抗寒性，但特征温度容量会有所不同严重影响产品，特别是有一定的规模效应。
机油的使用在一定程度上限制了提高热处理产品质量的范围。
实践证明，使用专业的淬火油对提高产品质量具有显著作用。
因此，有必要用专业的淬火油代替发动机油。
近年来，越来越多的航空公司进行了技术改造和工厂搬迁，逐步取代了专业的淬火油，这对行业的发展非常重要。
将这种产品引入生产实践以替代传统的发动机润滑油具有重要意义，从2003年开始，南京金城机电液压工程研究中心将淬火油引入多炉生产线。
线生产线已稳定运行十多年了。
比较一下使用原油，工件表面硬度更均匀，硬度值更高，加工产品的有效硬化深度也得到了提高，在保持工艺稳定性的同时，可长期使用是时候了。
是时候了已逐渐用专业的淬火油取代传统的淬火油，提供了一种基本的润滑油参考号，提高整个航空工业的质量。
先进的淬火冷却介质
先进的淬火冷却技术Scott MacKenzie,博士好富顿国际公司,VF,PA,USA摘要本文介绍了最近几年淬火冷却技术上的一些新进展。
首先简要回顾了目前广泛使用的石油基淬火油，然后介绍了植物油基淬火油、聚合物淬火介质和新的淬火方法（高压气淬，强烈淬火等）。
最后介绍了模拟淬火介质液流CFD技术和有限元法控制淬火残余应力和淬火变形的技术。
石油基淬火油现在还不清楚人们用油淬火的确切日期，但在历史上很多种类的植物油、动物油、鱼油和鲸油都曾用来进行淬火。
1880年好富顿公司在美国费城最先将石油基淬火油用于淬火冷却，自此以后，石油基淬火油得到了蓬勃发展，应用非常广泛。
目前，石油基淬火油已经发展到多品种不同特性的淬火油如快速淬火油、光亮淬火油和真空淬火油等。
淬火油基础油需经过高度精炼，其所用的润湿剂和速冷剂也要精心挑选，特别是在抗氧化剂方面，要选用高性能的组合抗氧化剂，这样才能保证淬火油在长期使用过程中特别是在较高温度的使用状态下，质量性能稳定。
在某些情况下，也可加入乳化剂，以便利淬火后的清洗。
石油基淬火油可根据冷却速度、操作温度和清洗性等方面来进行划分为不同种类。
淬火油的冷却性能对于硬度和淬硬层深具有重要意义，所以，较多地按照冷速可以将淬火油分为常规淬火油、中等冷速的淬火油和快速冷却油。
常规淬火油用于高淬透性钢的淬火冷却，如AISI4340或工具钢等；中等冷速的淬火油用于中高淬透性钢淬火冷却；快速淬火油主要用于低淬透性钢。
根据淬透性来选用不同冷却速度的淬火油的目的是要在获得所需要的组织性能的同时获得最小的淬火变形。
合金元素含量增加将增加钢的淬透性，同时也增加了钢中的碳当量，如下式所示:C eq＝C＋Mn／5＋Mo／5＋Cr／10＋Ni／10因此，合金元素增加降低了Ms点。
Ms点随碳含量的变化如表1所示。
在确定具体的淬火方法时需要注意这些变化。
表1 Ms点随含碳量的变化含碳量 Ms温度0.2% 430℃0.4% 360℃1.0% 250℃另一类重要的石油基淬火油是分级淬火油，它是将油加热到相对较高的温度（100－200℃）,工件首先在热油中冷却均温,,然后在随后的空冷中转变为马氏体。
热处理新技术简介
热处理新技术简介
形变热处理不但能够得到一般加工处理所达不到 的高强度、高塑性和高韧性的良好配合，而且还能大 大简化钢材或零件的生产流程，从而带来相当好的经 济效益。这种工艺方法不仅可以提高钢的强韧性，还 可以大大简化金属材料或工件的生产流程。
热处理新技术简介
目前，形变热处理得到了冶金工业、机械制造业 和尖端部门的普遍重视，发展极为迅速，已在钢板、 钢丝、管材、板簧、连杆、叶片、工具、模具等生产 中广泛应用。如钢板弹簧感应加热后热压成形，然后 进行油冷淬火，通过严格控制加热温度和成形时间， 使一次中频加热同时满足了成形和热处理的需要。
热处理新技术简介
为了提高零件力学性能和表面质量，节约能源， 降低成本，提高经济效益，以及减少或防止环境污染 等，发展了许多热处理新技术、新工艺。热处理新技 术的大量涌现以及计算机技术的应用，为机器制造业 的发展、机械产品质量的提高、热处理企业的技术改 造积累了大量的技术储备，为热处理生产技术的进步 提供了广阔前景。
可控气氛是把燃料气(天然气、城市煤气、丙烷)按一定比例与空 气混合后，通入发生器进行加热，或者靠自身的燃烧反应而制成的气 体，也可用液体有机化合物(如甲醇、乙醇、丙酮等)滴入热处理炉内 得到气氛。
可控气氛热处理的应用有一系列技术、经济优点，能减少和避 免工件在加热过程中的氧化和脱碳，节约材料，提高工件质量，可实 现光亮化热处理，保证工件的尺寸精度。
与常规热处理相比，真空热处理可实现无氧化、 无脱碳、无渗碳，可去掉工件表面的磷屑，并有脱脂 除气等作用，从而达到表面光亮净化的效果。
热处理新技术简介
三、 形变热处理
形变热处理是将塑性变形同热处理 有机结合在一起，获得形变强化和相变 强化综合效果的工艺方法。形变热处理 方法很多，有低温形变热处理、高温形 变热处理、等温形变热处理、形变时效 和形变化学热处理。
淬火冷却技术的研究进展(1)
~综 述~淬火冷却技术的研究进展陈乃录1、2,潘健生2,廖波1(1.燕山大学,秦皇岛066004; 2.上海交通大学、中国机械工业联合会先进热处理与表面工程技术研究中心,上海200030)摘 要:本文综述了国内外冷却技术发展概况。
分为六个部分:水溶性聚合物类淬火介质的工业应用、淬火介质性能测试技术及其评价方法、冷却过程模拟技术、控制冷却技术及特殊冷却方法、冷却技术及设备在我国的推广应用、发展趋势。
关键词:淬火介质;冷却曲线;计算机模拟;控制冷却中图分类号:TG156.32 文献标识码:A 文章编号:1008-1690(2004)03-0017-006The Progress in the Quenching TechnologyC HE N Nai-Lu1、2,PAN Jian-sheng2,LI AO B o1(1.Yanshan University,Qinghuangdao066004;2.The EngineeringTechnology Research Center of Advanced Heat Treating and SurfaceEngineering of China Mechanical Association and Shanghai Jiaotong University,Shanghai200030)Abstract:This paper summarizes the development of cooling technologies for quenching at home and abroad;and it con sists the foollo wing six parts:Commercial application of soluble polymer quenc hants,measuring and evaluating characteris tics of quenchants,computer simulation of quenching process,controllable quenching technology and some special quench ing methods,application of quenching technologies and equipments and the trend to development of the quenching tec hn ology.Key Works:quenchant;cooling curve;computer simulation;controllable quenching淬火冷却技术作为热处理工艺过程的重要组成部分,自始至终伴随着热处理技术的发展而不断进步。
德润宝聚合物淬火液介绍
已经广泛应用于包括渗碳、调质 等原来使用快速淬火油的场 合。
PETROFER 不同聚合物淬火介质成膜机理对水的导热速度影响
no filmformation workpiece
filmformation by inversible solubility
PETROFER FEROQUENCH淬火液 在渗碳淬火冷却中应用
—低碳钢长轴类零件的渗碳淬火 —完全保证了严格的（垂直度）
变形要求
PETROFER FEROQUENCH 在大型高合金铸锻钢坯淬火冷却中应用 （代替淬火油，浓度12%）
PETROFER FEROQUENCH 淬火液在大型钢坯淬火冷却中应用 材料-42CrMo
对流冷却阶段: 当工件表面的温度低 于介质的沸点时，沸 腾结束，仅靠对流换 热，冷速缓慢。
PETROFER 普通矿物油（机械油） 淬火冷却性能的特点
优点： 低温阶段冷却缓和，具有良好的控制淬裂 和减少变形的效果。
缺点： 1.蒸汽膜阶段过长，高、中温区冷速缓慢， 容易产生淬火硬度不足或软点。 2.老化速度快。 3.严重烟气污染和火灾危险！
PETROFER 合理调整三个工艺因素参数
——确保聚合物淬火液冷却性能趋于理想
3. 液温。
所有聚合物淬火液的冷却速度都随着液温升高而降 低——这是自来水的特点决定的，水温升高，水的热 传导速度降低。
（1）过低的液温将导致淬火液低温冷速迅速增加——淬 火开裂危险增加和变形增大。
（2）过高的液温将可能导致淬火软点出现，淬火硬度下 降，淬硬层深降低。 常规结构钢锻件调质淬火冷却，淬火液的温度一般控 制在20-45℃； 高淬透性材料零件一般要控制30℃以上的液温。
影响冷却特性的因素
摘要通过测试不同淬火介质在不同情况下的冷却特性，总结出温度、浓度、搅拌等因素对其影响。
采用不同的淬火介质（KR118、KR6480、自来水、无机盐溶液）对常用钢种ML35、45＃、42CrMn、40Cr、60Si2Mn、55CrMn、65Mn进行淬火实验，通过对不同尺寸的试样进行硬度测试、淬硬层深度测试，金相对比，从而总结出不同淬火介质适用的钢种，为实际生产中选择合适的淬火介质提供参考数据。
关键词：冷却介质淬火试验合金钢冷却曲线淬硬层深度显微组织AbstractWe use the steel (ML35,45# ,42CrMn,40Cr,60Si2Mn,55CrMn,65Mn) to conduct quenching tests by different quenchants (KR118,KR6480,water).By measuring the hardness,taking photos of the organization and comparing the distortion for different sizes of sample,we can solve the problem that water-quenchant takes the place of oil and water in productive practice.Keywords：quenchant quench-test alloy-steel cooling curve ? microstructure1 文献综述1.1 研究背景及意义近年来，随着中国机械制造业特别是汽车工业的迅速发展，带动了机械零部件制造水平的不断提升。
尤其是加入WTO以后，企业为增强国际竞争力，对零部件的内在质量（热处理质量）有了更高的要求。
零件的热处理质量，取决于对加热和冷却两个过程的控制程度。
由于在热处理行业中，过去长期存在着“重热轻冷”(即重视工件的加热技术，而轻视淬火冷却技术)的倾向，且淬火冷却的生产实践又滞后于冷却转变的理论研究，致使随着淬火冷却技术落后于热处理其它技术领域的发展，是热处理行业中的一个薄弱环节[1]。
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试仪 ， 定 其 冷却 曲 线 （ ２ 。 测 图 ）
类 聚 合 物 淬 火 介 质 代 替 铅 浴 用 于 高 碳 钢 丝 淬 火 冷
由图 ２可 见 ， 聚 合 物介 质 使 用 浓 度 的提 高 ， 随
高 温 阶 段 介 质 膜 和 蒸 汽 膜 稳 定 ， 却 平 缓 ； 温 阶 冷 低
收 稿 日期 ： ０ １ （ 一 ６； 订 日期 ： ０ １Ｏ — １ ２ Ｏ 一） （ 修 ７） ２ ０ － ９ １ 作者 简 介 ： 陈 铭 ． ． 师 ． ６ 男 讲 １ ４年 １ ９ ０月 生 ； 施 政 ． ， 验 技 术 员 ， ９ ２年 １ 男 实 １７ １月 生 ； 孝 昀 ． ． 验 技 术 员 ． ８ 胡 男 实 ｉ ０ ９
方 面 获 得 了 广 泛 的 应 用 ～‘ 。
图 １ 铅 浴 冷 却 曲 线
测 试 传 感 器 ：２ １ ｊ ６× ４ 纯 银 ； 热 温 度 ： 『 ８ 加 ８ ０Ｃｉ 质 状 态 ： 止 。 ０ 介 静
由 图 １可 见 ， 铅 浴 使 用 温 度 的 提 高 ， 质 高 随 介
根 据 铅 浴 冷 却 曲 线 和 ＮＨ 聚 合 物 介 质 冷 却 曲 线 的 对 比 ， 步 选 用 ３ ～ ５ 浓 度 聚 合 物 水 溶 液 作 初 Ｏ Ｏ 为 钢 丝 加 热 后 的 冷 却 介 质 ， 系 列 钢 丝 淬 火 淘 汰 试 经 验 ， 定 最 佳 使 用 浓 度 范 围 为 ３ ～ ４ 。 确 ８ Ｏ
却 的 可行 性 。
１ 聚 合 物 淬 火 介 质 与 铅 浴 冷 却 性 能 的 对 比
１ １ 铅 浴 冷 却 曲线 ．
将 铅 加 热 熔 化 ， 度 分 别 为 ４ ０ ５ ０ ５ ０Ｃ ， 温 ８ ， ０ ， ２
测 试 传 感 器 ：２ １ ｊ ６× ４ 纯 银 ； 热 温 度 ： 『 ８ 加 ８ ０Ｃ ； 质 状 态 ： 止 。 ０ 介 静
年 ２月 生 。
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２（ ５）
南 京 航 空 航 天 大 学 学 报
第 ３ 卷 ４Leabharlann 段 因介 质 粘 度 的提 高 ， 动性 差 ， 却 能 力降 低 。 流 冷
介 质 膜 延 长 了 高 温 阶 段 的 冷 却 时 间 ， 使 高 浓 度 的 以 聚合 物 介 质 ， 高 温 阶段 的 冷 却 曲线 与 铅 浴 相 近 。 其
做 淬 火 冷 却 试 验 ， 定 其 淬 火 后 的 机 械 性 能 和 金 相 测 组 织 ， 过 与 铅 浴 冷 却 钢 丝 的 对 比 ， 定 了 聚 二 醇 通 确
温 阶段 冷却 能 力 降低 ， 件 等 温 转 变温 度 上 移 。 工
１ ２ ＮＨ— ． Ｂ聚 合 物介 质 冷 却 曲线
本 文 通 过 对 铅 浴 和 聚 二 醇 类 聚 合 物 淬 火 介 质 （型 号 ＮＨ— 冷 却 曲 线 的 分 析 【 ， 理 论 上 确 定 Ｂ） ｓ 在
ＮＨ— 淬 火 介 质 的 使 用 浓 度 范 围 ， 试 验 验 证 ， Ｂ 经 确 定 了 ＮＨ— 的 使 用 浓 度 。 用 不 同 牌 号 的 高 碳 钢 丝 Ｂ 采
学 Ａ
周 期 短 ， 丝 性 能 稳 定 性 差 ， 仅 在 一 条 生 产 线 上 钢 故
试 用 ， 能 改 善 铅 浴 污 染 问 题 。 随 着 聚 合 物 水 溶 性 未
报一
淬 火 介 质 研 究 的 发 展 及 现 场 使 用 经 验 的 积 累 ， 二 聚 醇 类 聚 合 物 淬 火 介 质 以其 稳 定 的 性 能 ， 取 代 聚 乙 已 烯 醇 等 聚 合 物 淬 火 介 质 ， 铝 合 金 和 钢 件 淬 火 冷 却 在
中图分类号 ： ＴＧ１ ６ 《 ４．５
天盯 大一 ｏ
文献标 识码 ： Ａ
采用 ＪＴ ８０ Ｓ 一 ３ Ｃ型 冷 却 性 能 测 试 仪 ， 定其 冷 却 曲 测
引
言
学 ．
线（ １。 图 ）
高 碳 钢 丝 韧 化 处 理 中 的 铅 浴 污 染 是 钢 丝 制 造 业 严重 污 染 源 之一 。２ ０世 纪 ８ ０年 代 中 期 ， 海 二 上 钢 采 用 聚 乙 烯 醇 聚 合 物 水 溶 性 淬 火 介 质 用 于 碳 钢 钢 丝 的 淬 火 冷 却 ， 聚 乙 烯 醇 性 能 稳 定 性 差 ， 用 因 使
机 理 ． 一 步 探 索 了 高碳 钢 丝 无 公 害 处 理 的新 途 径 。 验 结 果 表 明 ： 用 一 定 浓 度 范 围 的 聚 合 物 水 溶 性 淬 火 介 质 进 试 选
Ｕ
航 空
代 替铅浴冷却 ． 满足钢 丝组织 和性能的要 求。 可
关 键 词 ： 丝 ； 合 物 ； 火 钢 聚 淬
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南
陈 铭 施 政 胡 孝 昀
（ 京 航 空 航 天 大 学 材 料 科 学 与 技 术 学 院 南 京 。 １ ０ ６ 南 ２０１ ）
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摘 要 采 用 聚 二 醇 类 聚 合 物 淬 火 介 质 水 溶 液 代 替 铅 浴 用 于 钢 丝 的 淬 火 冷 却 ． 步 分 析 了聚 合 物 淬 火 介 质 的 冷 却 初
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第 ３ ４卷 第 ３期
２０ ０ ２年 ６ 月
Ｖ Ｏ ．３ Ｎ Ｏ． １ ４ ３
Ｊ ｎ ２ ０ ｕ ．０２
文 章 编 号 ： ０ ５ ２ １ ２ ０ ０ — ２ ９ ０ １ ０ — ６ ５（ ０ ２） ３ ０ ４ － ４
聚 合 物 淬 火 介 质 用 于 高 碳 钢 丝 淬 火 冷 却 的 试 验 研 究