我对工件淬火冷却过程的认识。

ffjj

我帮楼主解释一下，大家有异议是没看清楚心部温度和心部冷却速度，心部的温度肯定是高于表面的，冷却后期表面与介质的温差小，冷却速度是会低于心部的。

搬运工

楼主的“还有到底是心部先发生相变还是表面先发生相变？ ”并未讲明是何相变，问题问得不够严谨。。

曾传良

这是个热传递过程，都是从高温向低温传递，外部油温低，温差大，降温速度就快，芯部温度高于外部，同样会向外面传热，热传递是逐步的，不会跳跃，所以我觉得外部冷却比芯部冷却快是维持的。

Christopher

jyiqpl 发表于 2012-5-29 17:41
为什么心部的冷却速度应该大于表面的冷却速度？楼主所说的蒸汽膜阶段到底有多长时间？是否大于心部温度向表 ...

我是说在某个点 心部的冷却速度会大于表面的速度，当然这个点这个时候，心部的温度还是高于表面的温度，是这样的

Christopher

曾传良 发表于 2012-6-1 22:20
这是个热传递过程，都是从高温向低温传递，外部油温低，温差大，降温速度就快，芯部温度高于外部，同样会向 ...

赞同 :handshake :handshake

北国之春

首先指正一下，淬火介质冷却过程的三个阶段：蒸汽膜阶段、沸腾冷却阶段、对流冷却阶段。
1、蒸汽膜阶段组织不会发生相变，工件冷却时，工件表面形成一层蒸汽膜（保护膜），这层蒸汽膜对冷却介质（温度）互相排斥，形成蒸汽膜的时间很短，时间越长冷却性能越差，时间越长工件内部的温度越下降。
2、沸腾冷却阶段组织开始发生相变，工件内部的温度急剧向工件表面传导，这时工件表面的温度瞬间增高，使工件表面的蒸汽膜破裂，这时工件组织开始由表面向工件内部逐渐发生相变，沸腾冷却阶段时间越短，工件冷却越好，相变越快，组织也就越好。
3、对流冷却阶段工件冷却到M转变温度，这时工件整体的温度与淬火介质的温度相当，工件的温度与淬火介质的温度从而形成对流。
个人认识，望大家指正。

1019170

aaron01 发表于 2012-5-30 09:21
哦，你说的对，在淬火后期是会出现表面冷速低下来的情况的，原因是因为表面和淬火油温差已经很小，而心 ...

对于渗碳后的淬火，芯部会先行成M，不过为板条M.......严谨一点吧，兄弟

qsingdong

应该是次表层先发生相变吧!

yan-jin

北国之春 发表于 2012-5-29 14:59
“工件表面形成了蒸汽膜，表面冷却速度较低，这个时候心部的冷却速度应该大于表面的冷却速度；”
请问楼主 ...

这个好像是课本上的话啊，热处理原理讲淬火介质中的

aaron01

搬运工 发表于 2012-5-31 19:40
表面始终会比心部更早发生马氏体相变。
但心部有可能早于表面发生非马氏体相变，这样的认识你是否认同？

对于珠光体转变孰先孰后，我有点不同意见，让我们结合C曲线，分几种情况来讨论：
情况1，表面冷速V表、心部冷速V心，都大于临界冷速Vk；都没有珠光体转变，没有可比性；
情况2，表面V表小于Vk， 心部V心也小于Vk，淬火冷却时表面温度任何时候都低于心部，所以表面先发生珠光体转变；
情况3，表面V表大于Vk，心部V心小于Vk，表面根本就没有珠光体，心部有珠光体转变，两者的速度也没有可比性。
综合而言，第二种情况是最常见的，表面和心部都有珠光体转变，此情况下表面先转变。第一种和第三种情况无法比较表面和心部哪个先转变，不能拿不会发生的事情去比速度。

申兴一

当然是表面先转变，气泡肯定有的，我们一般是增加有的搅拌速度，提高有的闪点来控制和减少气泡。

冰剑

给我感觉这个可能应该存在，但是具体时间也许用仪器都无法确定长短，应该说这段时间可以忽略不计，具体什么我的分析如下，当工件入油的时候，由于表面温度已经降低，也就是芯部温度远远大于表面温度，当进入蒸汽模阶段由于表面处在各种循环静止状态，表面冷却速度有可能瞬时的静止阶段，我们可以说在这个时间短表面冷却速度为0，或者由于芯部向表面的热传导作用反而使表面温度有所上升，那么这是后的芯部冷却速度肯定是呈递减状态。也就是芯部在失去外部的加热状态后趋向于向冷却状态转变，那么这时候的芯部冷却速度肯定大于0.也就是说因为表面温度远远低于芯部温度，那么这个速度问题来说，在这个阶段肯定是芯部速度大于表面冷却速度。不光在这个阶段，比如说当你把工件拿出淬火液后，由于表面跟芯部的温差关系，表面有可能呈反方向上升，而芯部可能向表面传递热量，有可能在这个阶段的表面冷却速度为负值，而芯部冷却是正值，说以我认为楼主的理论完全正确。
     对于相变问题，当你的材料没有达到其相变临界点的时候是不会发生相变的，也就是你最后一句只能作为相对的假设，而不能作为定向。也就是说当你所在的材料在相变点附近出现上述情况的时候表面有可能不发生相变，而芯部发生相变，但是如果你没有在临界点附近的时候双方可能都不会发生相变。反过来说如果趋于相变的上临界点附近有可能会发生双重相变，也就是说表面如果冷却速度为负值，那么相变反方向进行，如果内部为正值，那么相变为正方向进行，如果芯部这时候处于稳定速度也就是说表面温度有可能大于芯部的某部分温度的时候，也就是芯部（这个芯部不是所谓的中心点，而是相对于边缘而言比较抽象自己去理解）。
     针对这种情况相变来说在没有前提条件的情况下，相变情况无法确定，任何方向任何可能都会存在。

aaron01

冰剑 发表于 2012-6-4 13:34
给我感觉这个可能应该存在，但是具体时间也许用仪器都无法确定长短，应该说这段时间可以忽略不计，具体什么 ...

你认为在冷却过程中，表面的温度有可能会高于心部的温度吗？
那么请问，心部的热量是谁给带走的？被表面带走还是被淬火介质带走？
心部和淬火介质直接接触了？
热量总是由高温部分向低温部分进行传导，这是物理最基本原理。

冰剑

aaron01 发表于 2012-6-4 14:02
你认为在冷却过程中，表面的温度有可能会高于心部的温度吗？
那么请问，心部的热量是谁给带走的？被表 ...

我根据我的知识一步一步回答你的问题，也许前面说的白密集你可能没有耐心观看，同时可能存在错字也影响理解。
那么对于你说的第一个问题：
“你认为在冷却过程中，表面的温度有可能会高于心部的温度吗？”

对于第一个问题我有如下看法，根据理论来说表面温度在冷却液当中应该不会高于心不温度。但这只是一个相对的概念。也就是前题是芯部已经充分加热保温，并且在出炉情况下达到芯部和表面的恒温。第二点冷却液低于表面以及芯部温度。我们知道在有些需要等温转变冷却情况下当冷却到一定时间后为了保证等温组织的转变需要在一个特定温度进行恒温转变，那么随着时间的推移有可能冷却液变成了热源。那么在这种情况下可能会出现表面温度高于芯部温度。
第二点，我前面说的是在冷却过程中，表面面温度有可能呈负值，那么这种情况有没有可能存在？我有如下判断：
当表面温度和芯部温差大的情况下，由于芯部温度大量传递到表面，而表面的冷却介质无法短时间被冷却液带走那么表面温度有可能会呈现上升阶段，也就是说这时候的表面冷却速度可能会出现负值。也就是说表面温度可能会升高，但是并不能高于芯部温度，这个芯部是相对于这个表面。那么就是说在正常情况下表面温度不会高于芯部温度，但是冷却速度却远远低于芯部的冷却速度，甚至相反，这是一个相对的概念，也就是说表面温度上升，芯部温度下降，举个例子来说当表面温度冷却非常快的情况下，比如说表面温度已经冷却到600，而芯部温度还在800，那么对于冷却速度而言，800 的温度继续向600度接近，冷却速度为正值，而600的表面温度由于外界的冷却速度无法承担或者带走大量的的由芯部向表面温度的过程，那么这时候有可能600会趋于上升温向800的趋向，那么我们做一个中间值，700，600向700处于上升阶段，冷却速度负值，上升，而800对于中间值700呈下降，冷却速度为正值。针对楼主的第一个问题所倾向于冷却速度，而不是所谓的表面温度是否会高于芯部温度。而只是针对于冷却速度而言。
那么请问，心部的热量是谁给带走的？被表面带走还是被淬火介质带走？
那么针对你第二个问题，芯部的热量是谁给带走了？这个问题来说已经没有什么实质性的意义，所以就不用再去讨论了。
心部和淬火介质直接接触了？
热量总是由高温部分向低温部分进行传导，这是物理最基本原理。
如果第一个假设都没有站住脚那么针对后面的这些提问，我就不能凭空给你假设。
最后希望你对我的回答满意。

aaron01

冰剑 发表于 2012-6-4 15:10
我根据我的知识一步一步回答你的问题，也许前面说的白密集你可能没有耐心观看，同时可能存在错字也影响理 ...

我对于马氏体转变的观点是，在冷却的过程中，只要有过冷奥氏体存在，并且温度冷到MS点以下，就会有马氏体转变发生。
条件一，是否有过冷奥氏体存在？
有没有过冷奥氏体存在由冷速决定，冷速慢了，在到达MS点附近温度前，过冷奥氏体全部转变成珠光体转变产物，自然在以后的冷却中也就不会有马氏体转变发生。
条件二，是否冷到材料MS温度以下，温度冷到了，有一定过冷度，才会有马氏体形核动力，过冷度是起决定作用的。
只要在这个时候还有过冷奥氏体存在，表面和心部谁先发生转变，由谁先达到MS点温度以下来决定，此时应该看的是温度，不是冷速。如果表面和心部化学成分一致，MS点也一致，由于表面温度肯定比心部温度低，（这一点是毋庸置疑的，心部是靠表面散热的，没有这个温度差，心部怎么冷？）自然是表面先发生马氏体相变。

zyzxct

冷却时热量永远是从心部向外流的，因为热量只能从高温点向低温点流。因此，画一条从心部到表面的温度分布曲线，一定是从心部逐渐一点点低下来直到表面。永远不可能出现这种情况，就是任意一点的的温度高于这一点向内的任何一点的温度。因此，不会出现心部比表面先相变的情况。不要被冷却速度的变化所迷惑！！！

搬运工

aaron01 发表于 2012-6-4 17:09
我对于马氏体转变的观点是，在冷却的过程中，只要有过冷奥氏体存在，并且温度冷到MS点以下，就会有马氏体 ...

一。如果某件 表面，心部均冷至室温【20°C】， 并存在残余奥氏体【即部分过冷奥氏体未发生相变】，如果此时心部有非马组织产物 ，那心部这部分非马组织是优先于零件任何截面处尚未发生相变的过冷奥氏体完成了组织转变的。
   二。冷却过程中，零件心部或说是内层在冷至较高温度时可能会有一定量的非马组织转变，而表面有可能因为冷速原因会存在既没有发生非马组织转变也未发生马组织转变这样的一个情况。

个人的一种理解。

aaron01

搬运工 发表于 2012-6-5 19:47
一。如果某件 表面，心部均冷至室温【20°C】， 并存在残余奥氏体【即部分过冷奥氏体未发生相变】，如果 ...

对于你说的第一个问题，是残奥的继续转变问题，我的观点是之所以有残奥是因为某材料的Mf温度点低于室温，我们只将其冷到室温的话，过冷奥氏体无法转变完全，此时如果继续降温（就是我们常说的深冷处理），残奥将继续转变马氏体，是表面还是心部先发生转变呢？当然还是看温度，哪里温度低哪里先转变！
第二个问题是珠光体转变的问题，请看我的第30贴，你说的那种情况是30贴里说的情况3，表面没有珠光体转变，心部有珠光体转变，不能比速度。谁先谁后是针对发生的事情来比较时间先后的，不会发生的事情怎么比较谁先谁后？

搬运工

aaron01 发表于 2012-6-6 09:56
对于你说的第一个问题，是残奥的继续转变问题，我的观点是之所以有残奥是因为某材料的Mf温度点低于室温 ...

一。我的回答是针对楼主的问题“到底是心部先发生相变还是表面先发生相变”。
我在9,12,22，37楼已有发言。
零件淬火冷却过程中，距表面一定深度的部位【这个部位当然有可能包括心部】是有可能先于表面发生组织转变的。
就像这样一种情况：距表面一定深度的某部位已有部分过冷奥氏体转变为非马组织，而此一时刻表面的过冷奥氏体尚未发生任何组织转变。这个现象是存在的。在此一时刻之后的某一时刻，表面的过冷奥氏体或许会全部或部分发生组织转变【这种组织转变包括过冷奥氏体向贝氏体，过冷奥氏体向马氏体的组织转变】。
你认为呢？
二。37楼的 发言 说的也是这个意思。

热处理老宋

先说明一个概念：淬火过程经历蒸汽膜--沸腾--对流。热量从表面与淬火物质进行交换，热处理原理有关淬火烈度一节有详细说明。打下好理论基础在研究，以免出笑话。