淬火的常用方法(淬火教程讲解)

　　淬火的常用方法(淬火教程讲解)，新营销网红网本栏目通过数据整理汇集了淬火的常用方法(淬火教程讲解)相关信息，下面一起看看。

　　热处理通常用于改变某些金属的机械性能。能够改变金属的硬度、韧性和强度，保持其化学成分完整无缺，几乎不变，是根据环境和工作需要定制金属的好方法。有许多不同的方法来热处理金属，其中最流行的是通过一种叫做淬火的方法。

　　什么是淬火？淬火是一种金属热处理工艺。淬火是指金属的快速冷却，以调整其原始状态的机械性能。为了进行淬火处理，金属被加热到高于正常条件的温度，通常是高于其再结晶温度但低于其熔化温度的温度。为了让热量“浸透”材料，金属可以在这个温度下保持一段时间。一旦金属保持在要求的温度，它就在介质中淬火，直到它回到室温。金属也可以长时间淬火，淬火过程中的冷却分布在材料的整个厚度上。

　　淬火工艺3360在钢的淬火过程中，物体的热表面与一些较冷的物质接触，这些物质可以是气态、液态或固态。这种操作称为淬火，包括将由空气、水或其他液体射流冷却的——浸泡在液体中，如盐水、水、聚合物淬火剂、盐浴和板间冷却。

　　淬火过程

　　，冷却速率(从物体到热金属淬火介质的热传递速率)取决于物体的横截面尺寸、其温度、其热性能、其表面状况，如氧化膜的性质和粗糙度、冷却剂的初始温度、其沸点、冷却剂的比热、蒸发潜热、蒸汽的比热、其导热性、其粘度和其浸入物体的速度。

　　在开始考虑常用冷却剂的冷却特性之前，最好先研究一下将一个加热的钢铁物体(比如840C)放入一个静止的冷水浴中会发生什么。

　　在整个淬火过程中，冷却曲线显示不是一个恒定的冷却速率，而是三个阶段

　　阶段A-蒸汽覆盖阶段

　　淬火开始后，由于金属处于高温，淬火冷却液立即蒸发，一层连续的蒸汽毯包裹住物体表面。

　　现在没有液体与金属表面接触，热量通过辐射和传导从热表面非常缓慢地逸出，穿过水蒸气层到达液-汽界面。因为蒸汽膜是不良的热导体，所以冷却速度相对较慢。

　　阶段B-间歇接触阶段(液体沸腾阶段)3360

　　热量在这一阶段迅速蒸发，如冷却曲线的陡坡所示。在这一阶段，蒸汽涂层间歇性破裂，使冷却液瞬间与热表面接触，但又被蒸汽泡的猛烈沸腾迅速推开。气泡被对流带走，液体接触金属。

　　这一阶段的快速冷却使表面迅速低于淬火介质的沸点。然后，蒸发停止了。第二阶段对应的温度范围为100~ 500。在这个温度范围内，奥氏体状态的钢转变最快(CCT曲线的前沿)。，这一阶段的冷却速度对钢的淬火非常重要。

　　 c-直接接触阶段(液体冷却阶段)3360

　　当物体表面温度降低到沸点或低于淬火介质温度时，该阶段开始。蒸汽不会形成。冷却是由于通过液体的对流和传导。这个阶段的冷却速度最低。

　　淬火步骤

　　，将合金加热到临界温度以上30-50。我们不想在这个温度下停留很长时间，因为它可能会导致晶粒生长。

　　如果你正在研究一种对氧化敏感的合金，你可能需要在真空中加热合金。一些熔炉可以在真空下加热，但更简单的是(在小规模上)将合金包装在已经抽真空或充有惰性气体(如氩气)的石英管中。

　　这种合金需要快速冷却。冷却速度主要通过使用不同的淬火介质来控制。盐水通常是最快的实用淬火介质。液氮是一种相对较慢的淬火介质，因为它的热导率和比热都很低。

　　如果合金冷却得太快，它可能会破裂。如果它冷却得太慢，你可能得不到太多的亚稳态。确定材料最佳淬火速度的最佳方法是利用时间-温度-时间曲线

　　大多数金属在淬火过程中被加热到715到900摄氏度之间.在加热过程中，材料必须在恒定的温度下加热，这一点非常重要。恒定的温度导致金属所需性能的实现。

　　加热后你要做的第二件事就是淋湿，或者我们可以说浸泡。将材料或加热的工件浸入真空或空气等介质中。工件必须在盐或沙中浸泡6分钟，浸泡期间周围温度必须恒定。

　　你们中的一些人可能认为浸泡和冷却是相似的。浸泡和冷却过程是不同的。所以，泡好后，就该开始降温了。

　　在冷却过程中，工件必须保持在淬火液中。用水和油作为淬火介质。使用水作为淬火介质有一个缺点，例如，它会导致金属表面出现多处裂纹或金属表面变形。有一点要注意，油的冷却速度比水慢很多。

　　淬火过程也可以在惰性气体存在下进行。淬火时可以使用惰性气体，如氮气、氦气和氩气。在这个热处理过程中，淬火介质起着至关重要的作用。如果淬火介质的冷却速度低于所需的速度，您将无法获得输出金属的预期性能。如果淬火介质冷却速度超过要求，输出金属上将出现裂纹。

　　淬火过程完成后，你可能会注意到，你得到的材料可能非常脆，或者它可能比普通金属硬得多。这是由于给定材料中存在大量马氏体。，你必须对这种金属进行回火。回火降低了不必要的硬度。为了回火，你必须将金属加热到低于其临界温度，然后，你必须在自然空气或环境中冷却金属。

　　常见的淬火介质有1。水

　　水可能是最古老和最受欢迎的淬火介质，它符合低成本、普遍可用、易于操作和安全的要求。随着温度的升高，冷却特性的变化大于油的变化，特别是当温度升高到60以上时，由于蒸汽层级数的增加，冷却能力迅速下降。当水温在20-40之间时，冷却能力最佳。

　　水的冷却能力介于盐水和油之间。虽然，曲线中的水

　　尖端附近提供了较高的冷却能力，以避免转变为珠光体或贝氏体，但如表6.11所示，水的最大缺点是在马氏体形成的温度范围内冷却速度高。在这一阶段，钢受到结构应力和热应力的影响，它们的附加效应增加了裂纹形成的风险。

　　2. 盐水:

　　约10%(重量)的氯化钠水溶液在工业上广泛使用，称为卤水。它们提供的冷却速率介于水和10% NaOH水溶液之间。它们对器具有腐蚀性，但与腐蚀性溶液一样，对工人无害。

　　盐水、苛性钠溶液或水溶液的效率更高的解释是:在盐水或苛性钠溶液中，溶液在热钢表面的加热导致氯化钠/氢氧化钠结晶沉积在热钢表面。这层固体晶体以轻微的爆炸暴力破坏，并抛出一团晶体云。

　　3.氢氧化钠:

　　通常在水中加入10%(按重量计)的氢氧化钠。这些溶液在钢浸入冷却液的那一刻迅速地从钢中提取热量，并且不显示水的初始阶段(a阶段)相对“不活动”的状态。，当需要的冷却速率超过水浴时，这是很有用的。

　　4. 油:

　　油作为一组，在冷却速度上介于40°C的水和90°C的水之间。在油淬灭过程中，通过使用动物油、植物油或矿物油，或两种或更多种类的油的混合物，可以产生相当大的变化。油的蒸汽压力尤其重要，因为它决定了热钢表面产生的油蒸汽膜的厚度，这限制了热去除的速度。，通常使用的油有很高的沸点。

　　与水或盐水相比，油的淬火能力要低得多(在大约600°C时冷却速度最大)，在马氏体形成的范围内相对缓慢，后者将形成裂纹的危险降到最低。通过对熔池或熔池部分的大力搅拌，可以提高钢的CCT曲线前端附近的冷却功率。

　　5. 乳剂(水和油):

　　水的快速冷却(靠近CCT曲线的顶部)和油在后期(在Ms - Mf温度范围内)的缓慢冷却导致了乳液-水和“水溶性”油的不同比例混合物的发展。90%油10%水的乳状液具有比油更低的冷却速度。由90%水和10%油组成的乳化液也不如油，因为在300℃左右形成马氏体时，它比油冷却得更快，从而增加了变形和开裂的危险。

　　6. 聚合物介质:

　　这些是冷却剂领域的新进入者，接近理想的淬火介质(6.3)的特性，即快速冷却到Ms温度，然后在马氏体形成时相当缓慢。

　　这些合成淬火剂是高分子量的有机化学品，通常以聚烷基乙二醇为基础，或聚乙烯醇为基础，但通常前者更常用为淬火剂。这些都是水溶性材料，，通过改变有机添加剂的浓度，可以得到冷却速度差别很大的淬火剂。当淬火剂的添加量为5%时，在60℃时，淬火剂的表面硬度与水相似，开裂的危险最小，而淬火非合金钢。含15%添加剂的淬火剂与油具有相同的冷却性能，没有火灾危险。

　　7. 盐浴:

　　对于截面不太大、淬透性好的钢，盐浴是理想的淬火介质。表6.12给出了一些盐的组成和每种混合物的适用温度范围。建议在盐浴中保温时间为2-4分钟/厘米的切片厚度，较轻的切片保温时间较短。像100% NaNO3这样的浴液需要400-600°C。冷却能力高到400℃左右，然后随着钢的温度继续下降而下降。

　　，浴槽温度越低，搅拌越大，冷却能力越好。如果被污染，浴槽的冷却效率会降低。搅拌槽使杂质悬浮，附着在被冷却的部件上，减少了热传递。在盐浴中加入0.3- 0.5%的水，使盐浴表面持续保持蒸汽状态，冷却能力几乎增加一倍。

　　8. 空气:

　　如果钢具有高淬透性，也可以使用压缩空气或静止空气，即空气硬化钢等高合金钢;或低合金钢的轻质截面。由于空气冷却速度较慢且更均匀，变形的危险可以忽略不计。钢在冷却过程中表面总是氧化的。

　　9. 气体:

　　在气体中，氢和氦的冷却效率更高，但氮气通常用于热加工钢和高速钢，因为使用氢和氦昂贵时可能发生爆炸。

　　气淬可使形状复杂、截面厚度不同的厚截面零件冷却更均匀，从而获得更均匀的力学性能。破裂或变形的危险最小。快速流动的气流在气室中直接与奥氏体化钢接触，迅速散热。

　　10. 流动层:

　　它由蒸馏罐中的氧化铝颗粒组成，通过蒸馏罐底部向上吹出的连续气流使其流化。这些粒子像流体一样运动。使用氮气会产生惰性气氛。

　　主要用于淬火高合金钢、冷加工钢、热加工钢、高速钢、空气硬化钢等。流化床冷却比水或油慢，比熔盐淬火慢10%，但明显快于空气。流化床可在任何低温下运行。零件上没有残留，不需要后处理。没有烟雾和污染的危害。

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