淬火介质是什么
?淬火介质是金属热处理工艺中的一种关键元素,它在金属工件的淬火过程中起到提高硬度和耐磨度的作用。淬火介质的选择和使用直接影响到金属工件的最终性能和质量。
淬火介质的种类和特性
淬火介质主要有以下几种:
1.液体介质:包括清水、无机盐或碱的水溶液、有机物水溶液等。其中,清水是冷却能力较强的淬火介质,但其冷却能力对水温的变化很敏感,水温升高,冷却能力便急剧下降。盐水和碱水在高温区的冷却能力较强,但介质的腐蚀性大。
2.固体介质:如矿物油、专用淬火油等。这些介质在高温区的冷却速度得到提高,可以有效防止工件变形甚至开裂。
3.气体介质:包括空气、还原性气体(如氢、氨分解气)、中性气体(如氮)和惰性气体(如氩、氦等)。气体介质的冷却能力主要取决于其流动速度和工件表面与介质的温差。
4.新型介质:如聚乙烯醇水溶液、三硝水溶液等。这些介质的冷却能力可以根据需要进行调整,可以在很大范围内调整其冷却能力,可以得到介于水油之间,以及相当于油或者更慢的冷却速度。
淬火介质的选择原则
选择淬火介质时,需要考虑以下几个因素:
1.钢的含碳量: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。
2.钢的淬透性: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。
3.工件的有效厚度: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。因此,为了得到足够的淬硬深度,所用淬火介质应当有较快的低温冷却速度。
4.工件的形状复杂程度:形状复杂的工件,尤其是有内孔或较深凹面的工件,为减小淬火变形或需要把内孔淬硬时,应当选用蒸汽膜阶段较短的淬火介质。
5.允许的变形大小:从解决变形问题的硬度差异法推知,变形要求小的,淬火冷却中必须有较窄的冷却速度带;而允许的变形较大的,可以有较宽的冷却速度带。
淬火介质的应用
淬火介质的应用非常广泛,可以用于各种汽车工件以及航空工业的铝合金和钛合金等。在选择淬火介质时,需要根据工件的特点和热处理要求从介质的冷却速度分布上去选。
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