热处理工艺四要素 之冷却速度（随谈）

问学

冷速的确是热处理很重要的一个环节，现在加热保温都能保证了，但冷速还是有太多的变数，水温油温还是影响硬度和产生变形的重要原因 ，我们还是要向日本人学习这方面的知识和经验。

所以因为

对于Cr13型不锈钢而言，因为淬透性比较好，尺寸较小的工件可以采用空冷满足其冷却速度。但我的前提是，对于有效尺寸较大的工件（比如直径160mm，长度2000mm），采用空冷能满足其冷却速度吗？
在许多人的概念里只要是高合金钢，认为空冷就可以满足要求的。
对高合金钢来说，同样也是有尺寸效应的！

wqf1981

Cr13型从《热处理手册》4册，查看英国一个公司出的一种变形端淬曲线，空冷淬透150mm没什么问题，如2Cr13。
油冷300mm可以淬透.
油冷时间我们一般做的经验是6s/mm，具体还要看装炉量的大小，一般冷到工件出油略微冒点烟，高合金钢温度再高点。

所以因为

日本的热处理从设备、工艺及检测手段等方面来讲，确实是比较先进的。我有一朋友到日本打工，接触过日本的热处理企业，有这方面的感触。您是黄工吧，是否可以简单介绍一下日本人在这方面的知识和经验？

[ 本帖最后由 所以因为 于 2009-8-6 12:47 编辑 ]

所以因为

提供几种常用淬火钢的回火脆性区，在此温度回火后应进行快速冷却（水冷或油冷）。
40Cr~~450—650℃。      T8、T12~~200—250℃。       35CrMnSi~~250—380℃及450—650℃
Cr12~~290—330℃。      Cr12MoV~~290—375℃。      CrWMn~~250—300℃ 。
9SiCr~~200—275℃。     GCr15~~200—250℃。           9Mn2V~~180—230℃。

提醒：
球墨铸铁对冷却介质不敏感，为防止变形开裂，可采用较为缓慢的冷却介质！

生产中常用的冷却介质有：水、水溶液、油，另外还有熔盐、熔碱等。
① 水：优点是在650~550℃范围内有很大的冷却能力，且安全、价廉、对环境污染较小且易控制，易实现自动化；其缺点是在300~200℃范围内冷却仍很快，易引起钢的淬裂。
② 食盐水溶液：常用5%~15%的NaCl溶液，优点是可增加650~550℃范围内的冷却，且基本上不改变300~200℃时的冷却能力，可避免淬火软点，使硬度均匀，是工厂中最常用之淬火介质。
③ 碱水溶液：常用5%~15%的NaOH水溶液，优点是可增加650~550℃范围内的冷速，基本不改变300~200℃的冷却能力，缺点是腐蚀性大，化学稳定性差，易变质。
④ 油：优点是无论在高温650~550℃，还是在低温300~200℃，冷却中都很缓慢，且工件一般不易开裂。缺点是易燃，使用性质会逐渐改变，价格高。
一般而言，碳素钢淬火用水冷，合金钢淬火用油冷。

冷却方法 生产实践中应用最广泛的淬火分类是以冷却方式的不同划分的。主要有单液淬火、双液淬火、分级淬火和等温淬火等。
特殊工件也采用压缩空气淬火、喷雾淬火、喷流淬火。
（1）单液淬火法 将加热的工件放入一种淬火介质中连续冷却至室温的操作方法。优缺点：操作简单，易实现机械化与自动化，适用于形状简单的工件，但此法水冷变形大，油冷难淬硬，可将油、水双冷结合起来进行如下的双液淬火。
（2）双液淬火法 将加热的碳钢先在水或盐水中冷却，冷到（300～400）℃时迅速移入油中冷却，这种水淬油冷的方法称为双液淬火法。优缺点：既可使工件淬硬，又能减少淬火的内应力，有效地防止产生淬火裂纹，主要用于形状复杂的高碳工具钢，如丝锥、板牙等。缺点是操作困难，技术要熟练。
（3）分级淬火法 分级淬火法是把加热好的工件先投入温度稍高于Ms点的盐浴或碱浴中快速冷却停留一段时间，待其表面与心部达到介质温度后取出空冷，使之发生马氏体转变。 优缺点：比双液淬火进一步减少了应力和变形，操作较易。但由于盐浴、碱浴的冷却能力较小，故只适用于形状较复杂、尺寸较小的工作。
（4）等温淬火法 此法与分级淬火法相类似，只是在盐浴或碱浴中的保温时间要足够长，

孤鸿踏雪

请问1000kg装炉量，冷却10分钟能行吗？你说的1000kg多用炉，其实际装炉量是多少？所装产品是何材料？冷却10分钟出油后工件温度大约多高？

rclqb

请问19#杨工，我有一环件产品，材料42CrMo，想采用单液水淬，有效截面200mm，水中停留多长时间合适？

[ 本帖最后由 所以因为 于 2009-8-5 14:36 编辑 ]

所以因为

请问环件外径和内径是多少？

[ 本帖最后由 所以因为 于 2009-8-5 13:40 编辑 ]

hufadong

原帖由 所以因为 于 2009-8-3 20:16 发表
关于冷却介质的选择，很多朋友的观点也是大相径庭的。
拿C r13型不锈钢为例，形状简单，有效尺寸较大的工件用什么冷却介质淬火合适呢？
给几种冷却介质供选择：空冷、油冷、水冷、PAG15%。大家会选那种？
或者您认 ...

不知道这个有效尺寸的大到什么长度，我们厂的做法是，鉴于不锈钢的特性，我们采用的是氨分解气作为冷却介质，达到的效果非常的好！

所以因为

请问：不锈钢2Cr13，直径160mm，长度2000mm，轴类。是否可采用18~20%PAG淬火液冷却？

hufadong

我看了，怎么大家谈论的都是淬火啊，我们厂做冷轧材料的，退火用的多，对于冷轧后不锈钢退火我们采用的是连续式加热炉，采用的是氨分解气体作为保护和冷却介质，冷却的速度是靠风机的转动来控制的，不过我们做的材料都是在３mm以内，没有太多考虑冷却速度，一般都是先决定加热和保温时间，冷却速度都是出炉口就到室温了。
我们的保温时间是２.４—２.７min／mm左右，不知道这样达不达到最好的效果，因为我们有时需要很低的硬度，这种退火方式的硬度和什么关系最大，和加热温度，保温时间（我们这个炉子是连续退火的，都是到温加热的），还是冷却速度和方式，但是在加热温度合适的情况下，硬度和什么关系最大，有没有什么合理，可以借鉴的数据和经验，请大师们指点指点！

孤鸿踏雪

感谢关注! 请问零件的具体尺寸？是单件下槽淬火还是料架下槽？若是料架下槽，料架一次装载量？

孤鸿踏雪

很抱歉啊，你所提出的问题和内容，我以前的工作从未涉及过，但你提的问题却很有代表性而且富有讨论意义，希望你能回答我几个细节问题，我们共同探讨：
    1.经常处理的产品都是哪些材料（牌号）？
    2.你说的是连续炉加热，那么它的保温是在链板或网带的缓慢行走中动态完成的，那么“保温时间2.4~2.7min/mm左右”是怎样得来的？炉子加热室（区）长度？
    3.炉子有无专门的冷却室（区）？“冷却的速度是靠风机转动控制的”，风机是冷却室所配的专用风机吗？
    4.产品退火的技术要求？
    以上问题，希望你能描述清楚，以便我们共同探讨！

热火

首先谢谢杨工的点拨。我觉得按照您的说法是不是时间算下来太少了点。举个例子来说：一批有效直径为30mm的滚子（Gr15）按照您的计算是最高也就是90s；我觉得也要有个10min钟的冷却吧。我测量过多用炉-600（70度油冷5min；沥油5min）的出来后工件表面温度为120度左右

rclqb

回复32#杨工，尺寸是外径2836，內径2429，高210，单件挂钩淬火。

[ 本帖最后由 所以因为 于 2009-8-5 21:07 编辑 ]

横笛吹雨

只是降低电流吗？
实在想不出这是什么冷却问题，还请孙工尽快揭开宝盒来看看吧

横笛吹雨

控制冷却速度的意义在于经过规范的加热保温之后如何保证工件获得所需要的组织、达到要求的性能并防止变形开裂。仅从组织保证的角度来说，冷却速度的选择在理论上可遵循过冷奥氏体转变曲线（等温的和连续冷却的）来选择，但实际生产中却就变得复杂多了：
1、
过冷奥氏体转变曲线本身也是在一定加热温度和原始组织晶粒度条件下测得的，实际应用也只具有估算价值。
2、
Xmm/s的经验估算公式好像也只是针对单件工件来说的，在密集装炉并整体冷却时（如杨工所提多用炉的例子）这一公式也就失去意义了，并且这时工件的形状、大小都会影响实际冷却速度。
3、
零件的实际冷却速度除了冷却介质本身的冷却能力之外，工件的形状、大小以及环境条件都会影响实际冷却速度。

搬运工

一.过度加热造成相对冷却不足这样的现象在连续加热和同时加热中频淬火中都遇见过.二.除冷却介质.喷射压力.介质流量之外.零件自身蓄热也会影响感应加热淬火冷却效果.不能也无法单纯讲加热温度如何影响冷却能力

横笛吹雨

高工，高频淬火的加热深度要浅很多，是否会像你说的中频加热一样造成相对冷却不足？我还是赞成你所说的残奥问题。

老热工

主要是淬火时温度太高，淬火后表面残余魏氏体太多造成的。降低表面淬火的确良温度后，奥氏体中碳含量降低，淬火后残余奥氏体就少了，硬度就自然高了。

[ 本帖最后由 老热工 于 2009-8-5 22:56 编辑 ]