淬火介质冷却曲线测定数据处理

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)02-0025-04W ha t Cooli n g Ra te Curve of Quench i n g M ed i a I m pli esZhang 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 ogy1　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。

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G.E.Totten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。

淬火介质冷却过程中的数值计算

Ａｌｇ．ｏｌ２０２
文章编号：０７—１１０￣Ｘ（０２０ —０１２４２０）４０４ —０
淬火介质冷却过程中的数值计算
胡志东，晓莉鲍
．
（武汉理工大学材料科学与工程学院，湖北武汉４０化情况来分析淬火介质的冷却能力。着重论述了测得探头中心温度之后，反推
现在已知导热微分方程，应的初始条件和对中心点温度，要反推出边界条件即表面温度值。需人们提出了多种方案构建此时的数学模型，此处介绍反问题解析法，点分析有限差分法。重
２１反问题解析法．
维普资讯
第２卷第４期４
胡志东等：淬火介质冷却过程中的数值计算
１３４
阶导数，易产生较大的误差。容对于银探头，述级数收敛很快，般求前几上一阶导数即可。但不锈钢材料的探头导热性差、导温系数小，级数形式精确收敛很慢，使在进行多次
是圆柱探头的半径。此边界条件是建立数学模型需要求解的量。
初始条件：ｔｒｒ；（，）Ｉ０＝ｔ６
式中，６ｔ是探头放人加热炉中冷却前的初始温度，ｒ＝０时刻探头各点温度相同。在除上面条件外，探头的中心温度ｔｒ可以）（通过实验装置，比较精确地测得，也是已知条件。ｔ（）＝ｔｒｒ，０ｒ（，）Ｉ；

淬火介质的冷却曲线、冷却性能及选用

淬火介质的冷却曲线、冷却性能及选用选择淬火介质，应当同时兼顾到对淬火介质冷却特性、稳定性、可操作性、经济性和环保等方面的要求。

在这些要求中，最重要的是淬火介质的冷却特性。

本文将以推理方式入手，通过分析讨论，提出一套从冷却特性选择淬火介质的可实用的原则方法。

钢件淬火冷却，希望的效果有三：1．获得高而且均匀的表面硬度和足够的淬硬深度；2．不淬裂；3．淬火变形小。

选好用好淬火介质是同时获得这三项效果的基本保证。

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？一般的热处理车间，为满足所有工件的热处理要求，应当配备几种淬火液？──关于这类实际生产需要解决的问题，至今研究很少。

有人[1、2]做过一些工作，但都提不出系统实用的原则方法。

本文以过去工作为[4、6]基础，从讨论实际生产中一些工件"油淬不硬而水淬又裂"入手，通过推理和实例分析，提出了对特定工件按冷却速度分布选择淬火介质的方法，并进而确定了能供多种工件淬火的一种淬火液的选择原则。

1 特定工件淬火的最低和最高冷却速度分布线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。

在图中，自来水和普通机油之间有一个宽广的"中间地带"，只有普通机油和自来水的工厂，时常会遇到一些工件"油淬不硬而水淬又裂"的麻烦，原因就在这里。

可以推知，对于一种这样的工件，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。

我们假定，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。

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。

有些淬透性好的钢过冷奥氏体容易发生贝氏体转变，要避开其贝氏体转变，也要求有足够快的低温冷却速度。

三看工件的有效厚度大小——如果工件的表面一冷到Ms点，就立即大大减慢介质的冷却速度，则工件内部的热量向淬火介质散失的速度也就立即放慢，这必然使工件表面一定深度以内的过冷奥氏体冷不到Ms点就发生非马氏体转变，其结果，淬火后工件只有很薄的马氏体层。

淬火介质冷却过程中的数值计算

淬火介质冷却过程中的数值计算淬火是金属材料加工工艺中一项基本的工艺，也是金属材料性能改善的有效手段之一。

它的功能是提高金属材料的硬度、强度和抗拉性。

当金属材料经过淬火时，需要控制温度等参数，这要求淬火介质冷却过程的数值计算必不可少。

淬火介质冷却过程的数值计算，首先要考虑的是淬火过程所需要的介质冷却系统。

介质冷却系统包括冷却管、冷却液和冷却风机等组成部分，这些部分之间必须协调有序，以确保淬火过程的成功。

其次，需要确定介质冷却系统的参数，包括管路尺寸、液位面高度、温度传感器位置等，以及确定冷却介质的流速和流量。

此外，还需要考虑淬火过程中的材料特性，如塑性变形、应力应变分布等，以及淬火进程中的各种温度应力变化和反应。

有了这些因素，就可以建立淬火过程中的数值模型。

数值模型的建立需要考虑很多因素，其中一个重要的概念是换热系数。

换热系数描述了在换热设备内部，介质冷却过程中温度变化情况。

换热系数可以通过介质冷却系统的试验来确定，也可以用理论方法计算得出，由于它是一个系统化的概念，也可以通过数据库的方式获得。

综上所述，淬火介质冷却过程的数值计算包括介质冷却系统的设计、换热系数的确定、淬火过程中材料特性的考虑以及温度应力变化及反应的分析等。

它不仅可以用于淬火过程的优化设计，而且可以为实验提供重要的参考。

本文通过介绍淬火介质冷却过程中的数值计算，从而为金属材料性能改善提供参考。

在此过程中，数值模型的建立关键在于确定介质冷却系统的参数，同时还需要考虑淬火过程中的材料特性、温度应力变化及反应等因素。

未来，数值计算技术的发展将在淬火介质冷却过程中发挥重要作用，将为金属材料性能改善提供更多有效的技术支持。

淬火介质的冷却特性曲线

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G.E.Totten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。

冷却特性曲线

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G.E.Totten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。

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。

有些淬透性好的钢过冷奥氏体容易发生贝氏体转变，要避开其贝氏体转变，也要求有足够快的低温冷却速度。

三看工件的有效厚度大小——如果工件的表面一冷到Ms点，就立即大大减慢介质的冷却速度，则工件内部的热量向淬火介质散失的速度也就立即放慢，这必然使工件表面一定深度以内的过冷奥氏体冷不到Ms点就发生非马氏体转变，其结果，淬火后工件只有很薄的马氏体层。

淬火冷却介质的理想冷却曲线

淬火冷却介质的理想冷却曲线淬火冷却介质的理想冷却曲线在金属加工过程中，淬火是一项至关重要的工艺。

通过淬火，可以使金属的组织结构发生变化，从而达到增加硬度、提高强度和耐磨性的效果。

而在整个淬火过程中，冷却介质的选择和冷却速度的控制则至关重要。

在工业生产中，淬火冷却介质的理想冷却曲线成为了一个备受关注的话题。

让我们来看看理想的淬火冷却曲线是怎样的。

在淬火的过程中，理想的冷却曲线应当是一个由高速冷却和缓慢冷却相结合的过程。

在金属材料的淬火过程中，首先需要将金属材料迅速冷却到一定温度以下，以实现快速固溶和过冷过程；接着需要在较低速度下继续冷却，使淬火组织得到稳定，避免出现内应力和裂纹。

理想的淬火冷却曲线应当是一个由快速冷却和缓慢冷却组成的复合曲线。

对于不同的金属材料来说，其所需要的冷却速度和温度范围也是不同的。

一般来说，碳钢需要比较快的冷却速度，而合金钢则需要较为缓慢的冷却速度。

在实际生产中，需要根据金属材料的成分和性能来选择合适的冷却介质，以及控制相应的冷却速度。

只有在实际生产中精确控制冷却过程，才能够得到理想的淬火效果。

在实际生产中，淬火冷却介质的选择也是至关重要的。

目前常用的淬火介质包括水、油和空气等。

水冷却具有快速冷却速度的优势，但同时也容易产生变形和开裂的问题；油冷却则具有较为缓慢的冷却速度，适用于一些较为脆性的金属材料；而空气冷却则具有更为缓慢的冷却速度，适用于一些特殊的合金钢材料。

在实际生产中，需要根据金属材料的性能和要求来选择合适的淬火冷却介质，以及精确控制相应的冷却速度。

淬火冷却介质的理想冷却曲线是一个由快速冷却和缓慢冷却相结合的复合曲线。

在实际生产中，需要根据不同金属材料的性能和要求，选择合适的淬火冷却介质，并精确控制相应的冷却速度。

只有这样，才能够达到理想的淬火效果，从而为金属加工工艺的成功提供保障。

在金属加工中，淬火是通过急剧冷却金属来改变其内部结构和性能的工艺。

淬火冷却介质的选择和冷却速度的控制对最终产品的质量起着至关重要的作用。

淬火介质的冷却曲线、冷却性能及选用

淬火介质的冷却曲线、冷却性能及选用选择淬火介质，应当同时兼顾到对淬火介质冷却特性、稳定性、可操作性、经济性和环保等方面的要求。

在这些要求中，最重要的是淬火介质的冷却特性。

本文将以推理方式入手，通过分析讨论，提出一套从冷却特性选择淬火介质的可实用的原则方法。

钢件淬火冷却，希望的效果有三：1．获得高而且均匀的表面硬度和足够的淬硬深度；2．不淬裂；3．淬火变形小。

选好用好淬火介质是同时获得这三项效果的基本保证。

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？一般的热处理车间，为满足所有工件的热处理要求，应当配备几种淬火液？──关于这类实际生产需要解决的问题，至今研究很少。

有人[1、2]做过一些工作，但都提不出系统实用的原则方法。

本文以过去工作为[4、6]基础，从讨论实际生产中一些工件"油淬不硬而水淬又裂"入手，通过推理和实例分析，提出了对特定工件按冷却速度分布选择淬火介质的方法，并进而确定了能供多种工件淬火的一种淬火液的选择原则。

1 特定工件淬火的最低和最高冷却速度分布线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。

在图中，自来水和普通机油之间有一个宽广的"中间地带"，只有普通机油和自来水的工厂，时常会遇到一些工件"油淬不硬而水淬又裂"的麻烦，原因就在这里。

可以推知，对于一种这样的工件，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。

我们假定，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。

淬火介质冷却过程中的数值计算

淬火介质冷却过程中的数值计算
淬火介质冷却的数值计算是指在淬火过程中，通过测量不同位置处的温度和温差而进行计算，来预测出熔炼介质的流动情况和淬火的性能变化。

这样，我们可以更加清晰的看到淬火过程中熔炼介质的运动情况，可以根据淬火介质的流动来预测出淬火坩埚中熔炼介质温度分布情况。

一、计算淬火介质冷却温度速度：
1、对不同位置处的温度进行测量，根据温度测量结果来计算不同位置的冷却温度速度；
2、利用淬火坩埚的实验室测试数据，利用计算模型来拟合出不同位置处的温度冷却曲线模型；
3、根据温度冷却曲线模型计算出冷却温度速度，以确定淬火介质在淬火过程中的流动情况。

二、计算淬火介质流动情况：
1、通过对不同位置处的温度测量，计算出不同位置动量分布情况；
2、通过ム）温度梯度分布来计算淬火介质在各个位置的流动情况；
3、利用计算方法模拟出熔炼介质在淬火过程中的流动，用以识别淬火介质在淬火坩埚中的流动路径。

三、计算淬火介质温度分布情况：
1、根据不同位置处的温度和温差，计算出不同位置处的温度分布情况；
2、利用计算模型拟合出淬火介质温度变化情况，通过模拟出淬火介质的温度随时间的变化规律；
3、根据温度分布，可以预测出淬火介质在温度变化范围内的特殊行为，也就是残留应力的分布情况。

四、优化淬火介质的冷却程度：
1、根据上述的淬火介质冷却温度速度、流动情况及温度分布情况，分析出淬火介质冷却程度需要改进的地方；
2、用特定的淬火温度介质来优化其冷却情况，考虑到灵活性、耐久性及耐热性；
3、根据优化淬火介质的冷却情况，可以更精确的了解淬火坩埚中介质温度分布，以解决残留应力的影响等淬火性能的变化。

1淬火介质冷却曲线的判读和评价

1淬火介质冷却曲线的判读和评价冷却技术淬火介质冷却曲线的判读和评价天津市热处理研究所(天津300210) 曾广益Identif ication and V aluation for Cooling Curves of Q uenchantsZeng Guangyi1 前言1995年5月1日,国际标准组织(ISO)颁布了淬火油冷却特性测定方法《Industrial quenching oils2determination of cooling characteristics2Nickel2alloy probe test method》(ISO9950)。

在1988年,我国颁布了2个标准,即G B9449《淬火介质冷却性能试验方法》(1995年调整为行业标准JB/ T7951)和SH/T0220《热处理油冷却性能测定法》。

目前这3个标准在国内都被采用。

JB/T7951来自法国淬火液体小组A?T?T?T?S?F?M联合委员会在1982年提出的《淬火油烈度2银探头试验方法》。

SH/T0220来自日本工业标准《热处理油》(J IS K2242—80)。

70年代初开始淬火油的研制工作时采用的是仿日的探头,一直沿用至今。

国内大多数淬火介质生产厂和使用厂都采用此标准。

上述3个标准探头的相同点是①都是热电偶测试探头,而且都在探头几何中心。

②都是K型热电偶。

③探头形状都是圆柱形。

这3种探头的不同点是①ISO为<1215mm×60mm In2 cone1600镍基合金,JB和SH为银。

②JB为<16mm×48mm, SH为<10mm×30mm。

③ISO是铠装热电偶,外径<115mm 而JB、SH为<015mm的偶丝。

2 判读方法的概述冷却曲线判读的目的在于评价淬火介质的冷却能力。

要评价就要有一个做为基准的参照系统。

一般情况下,都是采用水和油。

这是因为水和油是最早采用的淬火介质。

淬火介质冷却过程中的数值计算

淬火介质冷却过程中的数值计算淬火是一种重要的热处理工艺，它通过对金属材料进行抗拉力强度和抗压强度的强化，来改善材料的力学性能，使其在受力状态下更加稳定。

然而，如何确定淬火工艺参数以及淬火过程中各项参数的变化规律，仍然存在未解决的问题。

通常情况下，为了避免材料在淬火过程中产生热损耗，使淬火获得较好的效果，采取冷却介质冷却的方法，这种方法可以确保材料受到稳定的热流，并且热损耗较小，淬火效果较好。

本文的主要内容是研究冷却介质冷却过程中的数值计算方法，通过计算来验证淬火过程中的温度分布、温度时间曲线以及淬火效果的变化情况，为进一步优化淬火工艺提供依据。

首先，在研究过程中，首先要分析淬火过程中材料内部微观结构及其力学特性，并将其以一定的数学模型以及相应的数值求解方法进行研究。

根据材料的微观结构特性和淬火温度对金属材料表面及内部热量传递规律，建立适当模型，确定模型的参数，利用数值计算方法来求解，得出淬火过程中材料的圆柱状表面温度及其温度时间曲线的变化规律。

其次，在淬火过程中，采用冷却介质冷却的方法，从而使材料受到稳定的热流，并降低热损耗。

为了确定冷却介质冷却过程中各参数的变化规律，我们可以通过采用数值计算的方式，计算冷却介质流体的温度、速度分布，从而确定冷却介质的热效果和热损耗，为淬火工艺的优化提供技术支持。

最后，本文将对数值计算方法进行深入的研究，以确定淬火过程中温度分布、温度时间曲线以及淬火效果的变化情况，计算出冷却介质冷却过程中参数的变化规律，分析淬火工艺参数及其优化，为金属材料在淬火过程中获得较好的淬火效果提供参考和启发。

综上所述，研究冷却介质冷却过程中的数值计算，不仅可以分析淬火过程中材料表面及内部热量传递规律，并确定冷却介质流体的温度、速度分布，还能为淬火过程中的温度分布、温度时间曲线以及淬火效果的变化情况，提供参考和启发，为优化淬火工艺提供重要的依据。

淬火介质冷却过程中的数值计算

淬火介质冷却过程中的数值计算淬火技术是一种常用的金属热处理工艺，旨在改变金属的组织结构以提高其机械性能。

淬火介质冷却(MICC)过程包含在介质内部金属的冷却过程，这是淬火介质最重要的环节。

这个过程是决定淬火介质最终成品质量的重要因素，因此其介质冷却特性的计算变得尤为重要。

在MICC过程中，介质内的金属集体会受到外界的热流，但介质会缓慢的释放热量，使金属逐渐冷却，从而影响金属的组织结构和性能。

有多种不同的淬火介质，他们具有不同的物理特性，例如热传导率、热容量、比热等，都会影响MICC过程的特性，因此需要进行介质冷却特性的计算。

为了研究淬火介质冷却过程，需要采用数值计算的方法来模拟介质冷却过程。

数值计算方法在模拟复杂物理场中的微观过程中具有重要的作用，可以有效的提取热传导方程的精确解，从而更准确的模拟介质冷却过程。

由于MICC过程具有复杂的物理特性，数值计算方法显得尤为重要，以便更准确的计算介质冷却特性，从而优化淬火介质的成品质量。

具体而言，介质冷却特性的计算采用逐步迭代的方法，使用有限元的方法研究介质内金属的变形和热量转移的全过程。

先使用有限元方法，建立出包含介质-金属复合体系的有限元模型，之后再通过数值的方法计算得出介质冷却特性的参数，例如热传导率、热容量等。

在这个过程中，要考虑多种参数，例如介质原始温度、冷却温度时间变化等。

为了得到更准确的计算结果，需要采用高精度的方法，例如改进的全正则化技术，改善存在的参数精度，从而使计算更准确。

通过数值计算MICC过程可以得到准确的介质冷却特性参数，给出合理的介质淬火参数，提高产品质量。

多种数值的技术方法，可以更准确的模拟介质冷却的过程，使金属在热处理过程中得到合理的冷却，达到理想的淬火介质质量要求。

因此，数值计算技术在淬火介质冷却过程中显得尤为重要，可以为金属热处理提供准确的参考依据，提高淬火介质的质量。

通过数值计算得出介质冷却特性参数，更准确地模拟MICC过程，从而使淬火介质的成品质量和性能得到提高。

淬火介质冷却过程中的数值计算

淬火介质冷却过程中的数值计算
淬火，即经过冷却的工艺技术，是指将物料在可控的环境中加热，然后放置在一定的时间内，再配合适当的冷却过程，使物料达到平衡状态，以便获得所需性能的过程。

淬火技术是金属材料加工的重要方法之一，它可以提高材料的强度、塑性和耐磨性。

淬火介质冷却过程是淬火技术中非常重要的一环，因此，淬火介质冷却过程中的数值计算是有必要的。

首先，在淬火介质冷却过程中，主要问题是如何使物料的温度达到淬火要求的温度，以便获得最佳淬火效果。

由于物料表面受外界热量的影响，物料的温度会发生偏离。

由此，淬火介质的冷却过程就极为重要，因此，在淬火冷却过程中，应该进行数值计算，以便正确控制物料的温度。

其次，淬火介质冷却过程中的数值计算，还可以预测物料内部温度的分布情况。

这对提高淬火效果十分重要。

通过数值计算，可以得出物料内部温度的分布图，从而更好的确定淬火的时间、温度以及冷却介质的合理选择与使用，从而更有效的得到淬火所需要的性能。

此外，淬火介质冷却过程中的数值计算，还可以更好的确定淬火过程中，冷却介质的流动状态。

通常情况下，冷却介质在物料内部流动，但由于物料的形状和大小不同，冷却介质在物料内部流动的状态也不同，这就需要通过数值计算来确定冷却介质的最佳流动状态，以便确定最佳的淬火技术参数，从而得到最佳的淬火性能。

总之，淬火介质冷却过程中的数值计算十分重要，它可以帮助我
们准确的控制物料的温度，预测物料内部温度的分布情况，以及确定冷却介质的最佳流动状态，从而有效的实现淬火技术的优化。

相关的数值计算模型也可以通过数值分析技术和数值计算技术来实现，以便获得更好的实验效果和更高的精度。

淬火液冷却曲线的检测要求

淬火液冷却曲线的检测要求
淬火液冷却曲线的检测是热处理过程中非常重要的一环，它直
接影响着工件的淬火效果和性能。

淬火液冷却曲线是指在淬火过程中，测量工件表面温度随时间的变化曲线。

通过对淬火液冷却曲线
的检测，可以评估淬火工艺的合理性，优化淬火工艺参数，确保工
件的淬火效果和性能。

在进行淬火液冷却曲线的检测时，有一些重要的要求需要注意：
1. 测量设备的选择，应选用高精度、高灵敏度的温度测量设备，如热电偶、红外线测温仪等，以确保测量的准确性和可靠性。

2. 测量点的设置，在工件表面设置多个测温点，以全面、准确
地反映工件表面温度的变化情况，同时应考虑到工件的形状和尺寸，合理设置测量点的位置。

3. 测量条件的控制，在进行淬火液冷却曲线的检测时，需要严
格控制淬火液的温度、搅拌速度和工件的初始温度等条件，以确保
测量结果的准确性和可比性。

4. 数据采集和分析，对测得的温度随时间的变化数据进行及时、准确的采集和记录，并进行合理的分析和处理，以获取淬火液冷却
曲线的相关参数和特征。

通过严格按照以上要求进行淬火液冷却曲线的检测，可以为热
处理工艺的优化和工件淬火效果的提高提供重要的依据和支持，确
保工件的质量和性能达到设计要求。

淬火介质冷却曲线测定数据处理

淬火介质冷却曲线测定数据处理一、三种介质在20℃模拟淬火冷却曲线1、20度水淬火冷却温度850 800 750 700 650 600 550 500 450 400时间0.00 1.25 2.90 3.75 4.10 4.45 4.75 5.15 5.50 6.00温度350 300 250 200 150 100 50时间 6.55 7.25 8.25 9.70 11.60 14.90 19.952、20度油淬火冷却温度850 800 750 700 650 600 550 500 450 400 时间0.00 2.00 3.65 4.50 4.95 5.30 5.85 6.40 7.15 8.15 温度350 300 250 200 150 100 50时间10.15 12.65 17.60 27.65 44.30 69.30 119.303、20度10%硫酸钠溶液淬火冷却二、20℃时三种介质冷却速度特性曲线4、20℃水，油，10%42SO Na 冷却速度特性曲线温度 850 800 750 700 650 600 550500450 400 时间 0.00 0.30 0.50 0.70 0.88 1.08 1.30 1.54 1.82 2.14温度 350 300 250 200 150 10050时间 2.523.023.704.706.3611.36 21.3620℃冷却速度特性曲线淬火介质温度/℃850800750700650600550500450水速度/1-⨯s m 10.00 10.00 12.58 24.82 55.70 88.46 91.67 87.12 81.17油 25.00 27.65 44.56 84.97 126.98 116.88 90.91 78.79 58.3310%42SO Na 166.67 208.33 250.00 263.89 263.89 238.64 217.80 193.45 167.41淬火介质温度/℃400 350 300 250 200 150 100 50 水速度/1-⨯s m 66.96 55.06 41.67 31.02 20.62 12.477.51 5.00 油 37.50 22.50 15.05 7.543.99 2.501.50 1.00 10%42SO Na 143.91 115.79 86.76 61.76 40.06 20.067.505.0020℃水，油，10%42SO Na 冷却速度特性曲线三、水和10%硫酸钠在不同温度下淬火曲线对比5、水和10%42SO Na 在20℃和70℃下模拟淬火冷却曲线对比不同温度不同介质的模拟冷却曲线淬火介质温度/℃850 800 750 700 650 600 550 500 450 20/℃水时间/S0 1.25 2.9 3.75 4.1 4.45 4.75 5.15 5.5 20/℃10%42SO Na0.30.50.70.881.081.31.541.8270/℃ 水 0 5 10 13.3 14.75 15.4 15.9 16.5 17.05 70/℃10%42SO Na 00.62 0.92 1.2 1.48 1.78 2.12 2.48 2.86 淬火介质温度/℃400 350 300250200 150 100 50 20/℃水时间/S6 6.55 7.25 8.25 9.7 11.6 14.9 19.95 20/℃10%42SO Na2.142.523.023.74.76.3611.3621.3670/℃ 水 17.75 18.55 19.6 2122.9 26.25 31.24 41.24 70/℃10%42SO Na 3.263.724.22 4.885.887.8812.8822.8820℃水和10%42SO Na 淬火冷却曲线对比70℃水和10%42SO Na 淬火冷却曲线对比。

淬火介质冷却性能试验方法JB T 7951-1999

淬火介质冷却性能试验方法!"#$%&’("$)*+,*-.**/%&’0-*0"-$%"#*,12"&.)%&’("+%3456!789:—:888代替!"#$%&’(—&’:范围本标准规定了淬火介质冷却性能试验方法。

本标准适用于测试油基淬火介质，也适用于水基淬火介质。

;引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。

本标准出版时，所示版本均为有效。

所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

)"#$*+(,—(&&-镍铬.镍硅热电偶丝<定义本标准采用下列定义。

<=:油基淬火介质以矿物油、植物油为基，加入适当添加剂的淬火冷却用油。

<=;水基淬火介质水以及碱、无机盐、有机物水溶液的淬火冷却介质。

<=<探头装有热电偶的金属测试元件。

<=>冷却过程曲线把探头加热到规定温度后，投入待测介质中冷却，以其心部温度随时间变化的曲线来表征探头的温度随时间变化的过程。

<=9冷却特性曲线探头心部的冷却速度变化曲线，以冷却过程曲线斜率随探头心部温度的变化来表征探头在不同温度下冷却速度随温度的变化过程。

<=?膜沸腾期把加热到规定温度的探头投入淬火介质的初期，由于探头表面可提供足以使其周围液体气化的热量，在其表面形成一层蒸气膜的阶段。

<=7泡沸腾期当探头温度降低到其热量不足以维持表面形成蒸气膜时，在其表面不断发生气泡的形成与破灭的阶段。

!"#对流期当探头温度进一步降低到不能形成气泡时，在其表面只发生液体热对流现象的阶段。

!"$特性温度膜沸腾期向泡沸腾期过渡的温度，叫特性温度，求法见!"#。

!"%&特性温度秒到达特性温度的时间，叫特性温度秒，简称特温秒，求法见!"#。