淬火介質冷卻性能的評定

發布時間：2012-4-1 10:47:27

淬火介質冷卻性能的評定，先后出現過熱絲法、5秒鐘法、端淬法、熱膨脹法、磁性法、格羅斯曼( Grossman)法（H值法）、冷卻曲線法等，而目前應用最廣泛的則是冷卻曲線法。盡管冷卻曲線法也存在一定的局限性，但相對比較直觀，與實際淬火之間的關聯性也較強，能夠完整描述探頭在淬火時的冷卻過程，且操作簡便，精度高。冷卻曲線法的測試原理是：將測試探頭置于可控溫的加熱爐內加熱到規定溫度，再迅速將其投入待測介質中，數據采集系統實時記錄冷卻過程數據，經A/D轉換后，由計算機對所得數據進行處理、運算，并輸出到打印機，打印出完整的冷卻過程曲線和冷卻速度曲線以及數據報表。為了保證測試精度，常在數據處理和計算過程中增加多重雜波過濾及非正常數據修正系統以消除干擾。不同廠家生產的冷卻性能測定儀依據的標準不同，因而測試項目也不同。如瑞士產IVF（包括國產仿制的同類型）冷速儀依據IS0 9950標準，測試項目有：最大冷速(Vmax)；最大冷速溫度（Tvmax）；300℃冷速（V300）；850→600℃時間(t600)；850→400℃時間(t400)；850→200℃時間(t200)共6項。而國內生產的其他冷速儀則依據SH/0220或JB/T 7951標準，測試項目包括：性溫度、溫時間、大冷速、大冷速溫度、800→400℃時間；800→300℃時間共6項，有的還加進了對流起始溫度。在這些項目中，共同的有最大冷速、最大冷速溫度和800→400℃時間三項，其余則是各有側重。然而，從全面評價淬火介質冷卻特性的要求出發，應該說這些指標都是不可偏廢的。如測定特性溫度和對流起始溫度，可以直觀地了解淬火冷卻三個階段的溫度分度情況，而300℃冷速則描述了大多數鋼材在馬氏體轉變區的冷卻能力。毫無疑問，檢測的目地是為用戶提供盡可能全面的技術指標，使用戶對該產品有更多的了解。我們知道，利用儀器測定的淬火介質冷卻速度并不直接相等于該介質的淬火硬化能力。為了評價淬火介質的淬火硬化能力，引入淬火烈度（平均換熱系數）的概念是必要的。淬火烈度（H值）的方法是由格羅斯曼等人于1939年提出來的，至今在淬火冷卻技術和端淬技術領域仍被廣泛采用。其方法是：將選定的探頭在18℃靜止水中冷卻的平均換熱系數視為1，再根據相同探頭在淬火介質中冷卻時的冷卻曲線計算出相對的平均換熱系數曲線。需要指出，格羅斯曼法換熱系數的計算單位是英制in，而日本計算換熱系數時以cm為單位，二者之間存在2.54:l的換算關系，應用時必須注意。學術界認為，這兩種探頭存在各自不同的缺點。如：由于材質差異較大，銀探頭的測試結果與工業用鋼的實際情況有明顯不同，很難直接判斷對鋼材的淬火效果：Inconel 600探頭雖然與工業用鋼比較接近，但其熱導率較低，同樣不能真實反映工業用鋼的淬火效果。現在的問題是，能否找到一種方法，通過對淬火介質冷卻性能的測定，就可以定性甚至定量地判斷其對工業用鋼的淬火效果。很顯然，只有采用實物探頭進行冷卻性能測試，才可以解決這一問題。但是，這在淬火介質冷卻性能測試實踐中是不可能的。這是因為，制造探頭的材料必須具備的一個基本特點是：在反復加熱和冷卻的過程中不產生相變以避免相變熱對淬火介質冷速造成干擾，因而絕大多數工業用鋼都不適于用來制作反復使用的測試探頭。直到目前，仍沒有找到一種理想的制作探頭的料。本文參考《淬火冷卻技術及淬火介質》一書。

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