淬火油知识

淬火油的使用常识

A、淬火油的冷却原理是什么？

淬火油是将金属材料加热到相变温度以上，保温一段时间后迅速地投入到介质中冷却，得到马氏体

组织，这种操作过程称为淬火。钢在介质中冷却是以3种不同的方式进行热量传递的。

1、第一阶段即蒸气膜阶段，这个阶段的冷却速度很低。随着冷却时间的延长，零件温度不断下降，

蒸气膜稳定性也逐渐降低，最后因蒸气膜破裂而进入第2阶段。

2、第二阶段为沸腾阶段。当蒸气膜破裂并消失以后，使淬火介质直接与零件表面接触，淬火介质就

从零件上吸取大量的热量。阻碍着淬火介质的流动，吸收了热量的介质不断逸出大量的气泡，而新的介

质继续在零件周围激烈沸腾，形成沸腾阶段。这时冷却速度最大。随着零件温度不断下降，沸腾现象渐

趋消失。当零件温度低于淬火介质的沸点时，沸腾现象立即消失，便转入第3阶段。

3、第三阶段为对流传热阶段。零件经过沸腾阶段，周围淬火介质的温度与零件温度接近，而远离零

件处的介质温度较低。由于零件周围的淬火介质与其他地方的介质温度不同，使淬火介质产生对流现象

。对流传热阶段的冷却速度较慢。

B、特性温度、特性时间、对流起始温度指的是什么？是怎样确定的？

淬火油特性温度是指蒸气膜破裂即沸腾阶段开始的温度相对应的时间为特性时间，是根据冷却过程

曲线描绘出来的，即根据冷却曲线上部出现的明显突区，沿突变区作两条切线，切线相交点A为特性点

，A点所对应的纵坐标（温度坐标）为特性温度、A点所对应的横坐标（时间坐标）为特性时间。对流起

始温度是指沸腾阶段结束，对流起始阶段开始的温度，也是根据冷却过程曲线描绘出来的，即沿冷却曲

线下部出现的突变区作两条切线，切线相交点B为另一特性点，B点所对应的纵坐标（温度坐标）即为对

流阶段起始温度。这几项指标是评价淬火油很重要的指标。

C、淬火油从800℃冷却到400℃时间的意义是什么？

钢淬火的目的是为了获得马氏体或下贝氏体组织，从而使零件具有高硬度、高疲劳强度、高耐磨性

等，要达到这个目的，就要求淬火介质的冷却速度必须大于临界冷却速度，即要求淬火油特性温度高，

800℃冷却到400℃的时间短，以躲过“C”曲线鼻尖区，即奥氏体不稳定区，避免淬火零件向

珠光体类

型的组织转变，从而获得所需要的马氏体组织或下贝氏体组织。

淬火油从800℃冷却到400℃时间的长短，直接反映了淬火油在奥氏体不稳定区的冷却能力，它是评

价淬火油冷却性能必不可少的重要指标之一。

D、淬火介质冷却性能的测试方法有哪些？

目前测试淬火介质冷却性能的方法很多，如热丝法、5秒钟法、热膨胀法、硬度法、GM 法（也被称为

镍球法和磁性法）、端淬法和探头（热电偶）法等。

对淬火介质冷却性能的测定方法要求满足下列条件：

①操作简便；②重复性和再现性好；③了解整个冷却变化的过程；④灵敏度高；⑤测定结果便于应用，

即所测得的结果和实际淬火之间有着互相关联的关系。所以目前只有探头（电热偶）法已经被各国普遍

采用。

E、什么是淬火强烈度（H值）

淬火强烈度是表示淬火油冷却程度（能力）的方法之一，是由美国Grossman等人在1939年提出的，

是对淬火介质冷却能力的定量描述，淬火强烈度又称H值，定义如下

H=1/2h=1/2·C/K

式中h——表面辐射率；

C——散热系数；

K——钢的导热系数。

Grossman H值的单位是1/in，日本H值的单位是1/cm，Grossman的H值是日本H值的2.54倍。

H值作为冷却性能表示方式，可以方便地判断油对钢的硬化程度，H值大则油的冷却速度快。由于测量场

合、搅拌速度等诸因素的影响，H值变化的范围是很大的，见表7-1

表7-1 H值变化情况

冷却状态H值/cm-1

在静止空气中冷却0.008

在静止的快速淬火油中冷却0.14～0.20

在静止的水中冷却 1.0

在油中强烈搅拌冷却0.40～0.70

F、什么是光亮淬火油?

被加热到一定温度的金属零件通过淬火油冷却以后,仍能保持光亮的表面,这种淬火油称为光亮淬火

油。光亮淬火通常是在保护气氛下进得的，必须保证金属零件在加热淬火过程中不氧化、不脱碳、不污

染。一般是在吸热式或放热式气氛下或惰性气氛下淬火。

光亮淬火油中必须加有光亮添加剂，才能保证金属在油中冷却时不污染。

光亮淬火油对水分要求十分严格，水分存在直接影响零件淬火效果，要求水分含量不能超过100×

10-6，大于此值时，直接影响金属零件表面状态。一般采用光亮淬火油淬火时，预先要进行脱微量水工

作。

G、光亮剂的作用是什么？

光亮剂通常具有良好的清净及分散作用，能把氧化后不溶解产物及碳黑悬浮起来，防止在工件表面

附着和沉积，咪唑啉油酸盐、萜烯化合物、脂肪酸铵盐及多元酸酯类等均是良好的光亮剂，它们具有良

好的溶解和置换作用，当油中生成老化产物时，极性基通过物理吸附和化学置换作用，清除金属零件表

面的污染物，达到淬火的目的。

H、什么叫真空淬火油？

用于真空淬火工艺中作为冷却介质的淬火油称为真空淬火油。真空淬火是指金属零件在真空状态下

〔（10～70）×（10-2～10-3）Pa〕加热并在此状态下进行淬火，也就是说整个加热淬火过程是在很低

的气压下进行的。

作为真空淬火油必须具备较低的极限压强和较少的蒸发损失以及良好的热稳定性。这就要求基础油

的精制深度深，馏分要窄，必须经过真空脱气，否则满足不了使用要求。因为是在一定的真空度下加热

淬火，油品的物理性能发生了变化，如沸点、导热率等，使油品的冷却性能变差，所以要求真空淬火油

具有良好的冷却能力，即保证在高真空度下淬火，又能使零件有一定的淬硬淬透性。

通常在真空淬火油中都加有油溶性高分子聚合物和其他一些无灰型高分子聚合体作为催冷剂（或冷

却性能改进剂），使真空淬火油的临界冷却速度能在较高真空度下实现。

因为零件是在很高真空度下进行加热淬火，此状态保证了金属零件在加热过程中不能被氧化。由于

要求真空淬火后的零件表面光亮，所以在真空淬火油中必须加有光亮添加剂。

I、什么叫快速（高速）淬火油？