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abc3811新蟲 (小有名氣)
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青石KL
木蟲 (正式寫手)
生活、學(xué)習(xí)、運動之青石
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【答案】應(yīng)助回帖
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mjlyxm: 金幣+5, 專家給力，辛苦了，獎勵一下~~O(∩_∩)O 2012-04-16 10:42:27
abc3811: 金幣+2 2012-04-23 22:06:57
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簡史：最早獲得廣泛應(yīng)用的淬冷介質(zhì)是水和油。公元 3世紀(jì)中國人就已經(jīng)注意到了不同的水質(zhì)對淬火的影響。中國的《北齊書》中記載,在公元6世紀(jì)就已對"宿鐵刀""浴以五牲之溺，淬以五牲之脂"，說明已采用動物便溺和動物油脂作為淬冷介質(zhì)。隨著金屬材料和工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,工件形狀、尺寸變化日益復(fù)雜,單純采用水、油和空氣等已不能滿足淬火工藝的要求，進(jìn)而使用了各種無機(jī)鹽水溶液,熔融的鹽、堿和金屬等熱浴,以及各種有機(jī)聚合物水溶液、浮動粒子等淬火冷卻介質(zhì)。有的還加入一些特種添加劑，成為具有各種性能的淬冷油。還有一種方法是用金屬板夾持工件，使熱量迅速傳出而淬硬工件。 特性 鋼件淬火通常是為了獲得馬氏體組織（見鋼鐵顯微組織）。為此，將工件加熱至奧氏體狀態(tài)，隨后以大于鋼的馬氏體臨界冷卻速度，通過奧氏體不穩(wěn)定區(qū)域（一般碳素鋼和低合金鋼為650～550℃，某些合金鋼為400～300℃），以避免奧氏體發(fā)生分解，當(dāng)冷卻至鋼的上馬氏體點以下時，過冷奧氏體才開始向馬氏體轉(zhuǎn)變。在馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)域，以緩慢的冷卻速度進(jìn)行，以避免產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，引起工件畸變和開裂。理想的淬冷介質(zhì)的冷卻性能應(yīng)該是在鋼的奧氏體不穩(wěn)定區(qū)域，具有較快的冷卻能力；而在馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)域，具有較緩慢的冷卻能力。 金屬工件在水和低熔點鹽的淬冷介質(zhì)中的冷卻可分為 3個階段（見圖）。①蒸汽膜冷卻階段(AB):當(dāng)赤熱的金屬工件與冷卻介質(zhì)接觸時,立即在工件表面形成一層蒸汽膜，此時工件的熱量通過蒸汽膜散出,冷卻較為緩慢。當(dāng)工件溫度下降到特性溫度時,蒸汽膜隨即破裂進(jìn)入下一階段。②沸騰冷卻階段(BC)：工件與介質(zhì)直接接觸，介質(zhì)在工件表面強烈沸騰，冷卻很快。在這一階段，介質(zhì)的汽化熱對工件冷卻速度起主要作用。③對流冷卻階段(CD)：工件冷卻至介質(zhì)的沸點以下，則為對流散熱，這一階段介質(zhì)的比熱容對工件的冷卻速度起主要作用。 在淬火時發(fā)生物態(tài)變化的介質(zhì),都具有這3個冷卻階段。不同的介質(zhì)各有其冷卻特點，如在普通水中淬冷時，3 個階段都比較明顯。在鹽水或堿水中淬冷時，由于鹽、堿促使蒸汽膜破裂，第 1階段很快消失。在油中淬冷時，由于油的沸點較高(250～300℃),因而沸騰階段縮短,對流階段延長。在有機(jī)聚合物水溶液中淬冷時，工件在冷卻過程中往往在表面形成一層聚合物薄膜,從而延長第1階段和第3階段。在熔鹽、熔堿和熔融的金屬中,或在浮動粒子中淬冷時,往往只有第3階段。在靜止的空氣中冷卻時，高溫時以輻射散熱為主，低溫時以對流傳熱為主。在金屬板上冷卻，則主要為傳導(dǎo)散熱。 分類 鋼件淬火時用得最多的淬冷介質(zhì)是水和油。其他的還有各種無機(jī)鹽水溶液,有機(jī)聚合物水溶液、熔鹽、熔堿和熔融的金屬、浮動粒子、空氣和惰性氣體等。 水：水是使用最廣泛的淬冷介質(zhì)，具有較快的冷卻速度（以直徑20毫米的銀球測量，心部的冷速最高可達(dá)每秒 770℃）。在鋼的馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)域，工件冷卻得快，易畸變和開裂，故采用升高水溫的辦法使其冷卻能力下降。對于形狀簡單的碳素鋼和部分合金鋼的淬冷，一般使用20～40℃的水。 油：最早采用的是動物油或植物油，后被礦物油所取代。油的冷卻性能比較緩和，冷卻速度較慢（以直徑20毫米的銀球測量，心部冷速約為每秒100～250℃，在300℃以下時僅為每秒50～20℃）。工件在油中淬冷,產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力比較小，因而不易出現(xiàn)裂紋。油溫的變化對冷卻能力的影響不大，油的粘度則是影響冷卻能力的主要因素，粘度越高，冷卻能力越低。普通淬冷油的使用溫度為20～80℃，高粘度的油可用于160～250℃的馬氏體分級淬火。合金鋼多采用普通油進(jìn)行淬冷。為了改善淬冷油的性能，除改進(jìn)油的精煉過程外，大多在油中加入不同含量的催冷劑、光亮劑和抗氧劑等添加物，制成可以滿足不同工藝要求的淬冷油,如各種快速淬冷油,用于在可控氣氛中加熱的光亮淬冷油，以及適用于真空加熱下的真空淬冷油等。 熔融的鹽、堿、金屬 采用熔融狀態(tài)的硝鹽、苛性堿和錫、鉛等金屬作為淬冷介質(zhì)，流動性好，具有足夠的冷卻能力，適用于貝氏體等溫淬火和馬氏體分級淬火，常用于形狀復(fù)雜的刀具、模具和工件的淬冷。但這類介質(zhì)易造成環(huán)境污染，通常僅用于特殊要求的、形狀復(fù)雜的小型工件的淬冷。熔融的金屬介質(zhì)易附著在淬火工件上，且成本高，有毒性，故在生產(chǎn)中已漸被淘汰。 無機(jī)鹽水溶液：在水中加入 5～15％的鹽類或堿類(如NaCl、 Na2CO3、CaCL2和NaOH、KOH及NaNO3、KNO3等)，可提高水的冷卻能力，使淬火工件冷卻均勻，避免產(chǎn)生軟點。隨著水中鹽、堿含量的增多，冷卻能力急劇提高，當(dāng)含量達(dá)到30％左右時，冷卻能力又趨于降低，達(dá)到飽和時，可以顯著降低水在低溫區(qū)的冷卻能力，能減少淬火工件的畸變。這類介質(zhì)大多用于碳素鋼工件的淬冷。 有機(jī)聚合物水溶液：向水中加入各種有機(jī)聚合物，諸如聚乙烯醇、聚醚、乙二醇、丙三醇、聚丙烯酸鹽等，可以改善水的冷卻性能。通過調(diào)整水溶液的濃度，可以得到由水到油之間一系列不同的冷卻能力，以滿足不同鋼種、不同工件的淬冷要求，且適應(yīng)性好，污染小，安全（不燃燒）。但使用時需要嚴(yán)格控制介質(zhì)的濃度、溫度和流動速度。這種介質(zhì)是發(fā)展較快的新型淬冷介質(zhì)。 浮動粒子：它是用壓縮空氣吹動某種固體微粒（金屬或非金屬的粉末，如鋁、氧化鋁、氧化鈦、鋯砂或石墨等）造成浮動體，其冷卻能力取決于粒子的類型、浮動粒子層的深度和溫度，以及控制吹送空氣的速度。調(diào)節(jié)這些因素可以獲得不同的冷卻能力。這種介質(zhì)流動性好，冷卻均勻，無公害，適用于狀態(tài)復(fù)雜、畸變要求嚴(yán)格的工件的淬冷。 空氣、惰性氣體 多用于高合金鋼的淬冷。由于這類鋼的奧氏體在高溫時比較穩(wěn)定，即使在靜止的空氣中冷卻，也可達(dá)到淬火目的，如工件需要進(jìn)行光亮淬火或真空淬火，可在可控氣氛或惰性氣體（如氮、氬等）中冷卻。氣體的流速不同，冷卻能力也不同。 評定方法 為了可靠地評定淬冷介質(zhì)的冷卻性能，人們研究出多種評定冷卻能力的方法（有的國家已納入標(biāo)準(zhǔn)）。主要有：①硬度法：測量一定尺寸的鋼試樣在被測介質(zhì)中淬冷后沿著橫截面的硬度分布；②冷卻曲線法：采用不同尺寸的探頭（用銀或不銹鋼等制造），在心部固定以熱電偶，并與記錄儀表聯(lián)接，用以記錄下探頭在被測介質(zhì)中的冷卻過程曲線 (時間-溫度曲線)和冷卻速度曲線（溫度-速度曲線）；③磁性法:利用鎳或鐵鎳合金的磁性轉(zhuǎn)變效應(yīng)(居里效應(yīng))，將球形試樣加熱至800～900℃后在被測介質(zhì)中冷卻，測定試樣由加熱溫度降至磁性轉(zhuǎn)變點（約342℃）所需的時間,從而評定介質(zhì)的冷卻能力；④熱絲法：利用放入被測介質(zhì)中的電阻絲未熔化前所通過的最大電流值的平方(I 2)，來量度介質(zhì)的冷卻能力；⑤五秒鐘法：將不銹鋼試樣在一定容積的被測介質(zhì)中淬冷，浸入五秒鐘取出，測定液溫上升值 A，并與試樣在介質(zhì)中完全冷卻時液溫的上升值B 相比，兩者的百分比能反映出介質(zhì)的吸熱能力,用以表示其冷卻能力。⑥烈度(H)值法:表示淬冷介質(zhì)冷卻能力的數(shù)值，可用實驗的方法求得，以靜止?fàn)顟B(tài)20℃的水作為基礎(chǔ)，其烈度為1,不同條件下油、水、鹽水的烈度值見表。 |
2樓2012-04-16 08:27:51
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3樓2012-04-16 08:30:09
kkjianghu
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4樓2012-04-16 10:36:46
fangaifan
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步_步
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6樓2012-09-14 09:20:23
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