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合在一起，可以得到该工件能同时获得前述三项淬火效果的淬火介质的冷却速度分布范围，如图4所示。图中，只要所选的淬火介质的冷却速度分布曲线能全部落入这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;

第四个是对流开始温度，即C点对应的温度。

1.3冷却特征曲线测试方法

1.3.1测试标准

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 oils-determination of cooling characteristics-Nickel-alloy probe test method》（ISO9950）。在1988年，我国颁布了2个标准，即GB9449《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-银探头试验方法》。SH／T0220来自日本工业标准《热处理油》（JIS K 2242—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12.5mm×60mmIncone1600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 1.5mm而JB、SH为0.5mm的偶丝。

1.3.2冷却曲线判读方法

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。而且一直到现在仍是最常用的淬火介质。Grossmann的H值也是如此，即以水的H值为1，油的H值为0.25。既使不是定量地评价，也仍然要以水和油的冷却能力为基础做出定性的评价。

第二条原则是冷却曲线与钢材连续冷却转变曲线的关系，即淬火介质冷却性能与所淬钢材的对应原则。这条原则是说明冷却曲线对应连续冷却转变曲线的不同阶段所应具备的冷却性能。原则上说，在JB、SH探头心部的热电偶测得的冷却曲线可认为是工件（小中尺寸）表面或次表面的冷却曲线，而ISO测得的曲线则被认为是工件（小中尺寸）心部或接近心部的冷却曲线。

1.3.3测试方法

我国现行的两个测试标准都是热电偶冷却曲线法，测量结果的误差由探头、热电偶、待测试样、操作人员、软件系统以及允许误差不同产生的。T探头的表面状态是最重要的影响因素。合金探头经过 6 次稳定化处理后形成的膜在测试过程中可能加厚或变薄；银探头测试后用砂纸打磨或用抛光膏抛光会影响探头表面的光洁度，均直接影响探头的冷却过程。探头淬入温度的误差大约在 5 C 以内。银探头用的是￠0. 5 mm 的K 型NiCr-NiSi 的偶丝，镍合金探头用的是K 型￠1. 5 mm 的非接地型铠装热电偶，丝径约为￠0. 3 mm

2介质冷却能力

常用方法：硬度U 曲线法、淬火烈度方法、直接硬度法、端淬试验法（多是用于钢材的淬透性检测）。

硬度U 曲线法：用长度5倍于直径的试样淬火后，从中间切取一段试样，在测定面上沿垂直直径方向测定硬度，以它们的平均值画出硬度-距试样中心距离的曲线，称为硬度U曲线。试样材料、尺寸、热处理工艺不变，用不同的淬火介质淬火后得到的硬度U 曲线，就是评价淬火介质冷却能力的依据。目前广泛应用在淬火介质的工艺试验中。

淬火烈度方法：表征淬火介质从热材料或工件中吸取热量的能力的指标。以H值来表示。淬火烈度（guench severi-ty）的概念是由美国Grossmann 在1939 年提出的，它首次定