上海川奇機(jī)電設(shè)備有限公司代理的瑞典IVF冷卻特性測(cè)試儀主要用來(lái)測(cè)量淬火介質(zhì)冷卻性能的一款儀器。這里針對(duì)于淬火做一些簡(jiǎn)單的介紹!
淬火油的冷卻原理:
淬火油是將金屬材料加熱到相變溫度以上,保溫一段時(shí)間后迅速地投入到介質(zhì)中冷卻,得到馬氏體組織,這種操作過(guò)程就是我們常說(shuō)的淬火,也即是Quenching.鋼在介質(zhì)中冷卻是以三種不同的方式進(jìn)行熱量傳遞的。
1、 第一階段就是蒸汽膜階段(也即vapour phase),這個(gè)階段的冷卻速度很低,然而隨著冷卻時(shí)間的延長(zhǎng),零件溫度不斷下降,蒸汽膜穩(wěn)定性也逐漸降低,之后應(yīng)蒸汽膜破裂而進(jìn)入到第二階段;
2、 第二階段為沸騰階段(也即boiling phase),當(dāng)蒸汽膜破裂并消失以后,使淬火介質(zhì)直接與零件表面接觸,淬火介質(zhì)就從零件上吸取大量的熱量。阻礙著淬火介質(zhì)的流動(dòng),吸收了熱量的介質(zhì)不斷逸出大量的氣泡,而新的介質(zhì)繼續(xù)在零件周?chē)ち曳序v,形成沸騰階段,這個(gè)時(shí)候冷卻速度最大。隨著零件溫度不斷下降,沸騰現(xiàn)象逐漸消失。當(dāng)零件溫度低于淬火介質(zhì)的沸點(diǎn)時(shí),沸騰現(xiàn)象消失,隨即轉(zhuǎn)入到第三階段;
3、 第三階段為對(duì)流傳熱階段(業(yè)績(jī)convestion phase),零件經(jīng)過(guò)沸騰階段,周?chē)拇慊鸾橘|(zhì)溫度與零件溫度接近,而遠(yuǎn)離零件處的介質(zhì)溫度不同,使淬火介質(zhì)產(chǎn)生對(duì)流現(xiàn)象。對(duì)流傳熱階段的冷卻速度比較慢
這三個(gè)階段的情況見(jiàn)圖一:
特性溫度、特性時(shí)間、對(duì)流起始溫度的定義:
淬火油特性溫度是指蒸汽膜破裂即沸騰階段開(kāi)始的溫度相對(duì)應(yīng)的時(shí)間為特性時(shí)間,是根據(jù)冷卻過(guò)程曲線描繪出來(lái)的,即根據(jù)冷卻曲線上部出現(xiàn)的明顯突區(qū),沿突變區(qū)作兩條切線,切線相交點(diǎn)A為特性點(diǎn),A點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)(溫度坐標(biāo))為特性溫度、A點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)(時(shí)間坐標(biāo))為特性時(shí)間。對(duì)流起始溫度是指沸騰階段結(jié)束,對(duì)流起始階段開(kāi)始的溫度,也是根據(jù)冷卻過(guò)程曲線描繪出來(lái)的,即沿冷卻曲線下部出現(xiàn)的突變區(qū)作兩條切線,切線相交點(diǎn)B為另一特性點(diǎn),B點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)(溫度坐標(biāo))即為對(duì)流階段起始溫度。這些指標(biāo)是評(píng)價(jià)淬火油非常重要的指標(biāo)。
淬火油從800攝氏度冷卻到400攝氏度時(shí)間的意義:
鋼淬火的目的是為了獲得馬氏體或下貝氏體組織,從而使零件具有高硬度、高疲勞強(qiáng)度、高耐磨性等,要達(dá)到這個(gè)目的,就要求淬火介質(zhì)的冷卻速度必須大于臨界冷卻速度,即要求淬火油特性溫度要高,800度冷卻到400度的時(shí)間短,以躲過(guò)”C”曲線鼻尖區(qū),即奧氏體不穩(wěn)定區(qū),避免淬火零件向珠光體類(lèi)型的組織轉(zhuǎn)變,從而獲得所需要的馬氏體組織或下貝氏體組織。
淬火油從800度到400度時(shí)間的長(zhǎng)短,直接反應(yīng)了淬火油在奧氏體不穩(wěn)定區(qū)的冷卻能力,這是評(píng)價(jià)淬火油冷卻性能必不可少的重要指標(biāo)。
淬火介質(zhì)冷卻性能的測(cè)試方法:
目前測(cè)試淬火介質(zhì)冷卻性能的方法主要有熱絲法、熱膨脹法、硬度法、端淬法和探頭法(也即熱電偶)。
目前全世界先進(jìn)的冷卻性能處理方法是上海川奇機(jī)電設(shè)備代理的瑞典IVF冷卻特性測(cè)試儀推崇的探頭法(熱電偶法),瑞典IVF冷卻特性測(cè)試儀這款儀器,操作簡(jiǎn)便、重復(fù)性和再現(xiàn)性好、整個(gè)冷卻變化的進(jìn)程也非常直觀、靈敏度非常高、測(cè)定結(jié)果非常貼切于實(shí)際。
HT(熱傳導(dǎo),Heat Transfer)在淬火過(guò)程中的展現(xiàn)
淬火介質(zhì)主要任務(wù)是將熱量從零件中轉(zhuǎn)移出來(lái),使其冷卻到所需的速率。熱傳導(dǎo)的三個(gè)進(jìn)程可以參考圖一的三個(gè)進(jìn)程,
1. 零件內(nèi)熱量的傳導(dǎo)------全部由淬火介質(zhì)從零件移出的熱量都必須到達(dá)零件表面。零件內(nèi)的熱量傳遞是通過(guò)傳導(dǎo)進(jìn)行的:
q=-k*dT/dX,在這里q表示熱流(W/m2),K表示的是熱導(dǎo)熱系數(shù)(W/m.℃),dT表示的是溫差(℃),dX表示的是距離(m)
2.從零件表面?zhèn)鳠岬酱慊鸾橘|(zhì)-----其熱傳遞是這樣傳導(dǎo)的:
Q=α.(Ts-Tf),這里α表示的是熱傳導(dǎo)系數(shù)(W/m.℃),Ts表示的是表面溫度,Tf表示的是淬火介質(zhì)溫度。
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