热处理工艺四要素 之冷却速度（随谈）

老热工

原帖由 搬运工 于 2009-8-4 11:56 发表
理论上讲有三方面的原因.1.残A.2.淬火组织粗大.3.相对来说冷却能力下降.

在高频加热条件下，淬火组织粗大的可能性很小。高频加热属浅层加热，加热温度高一点，对冷却能力影响很小。主要原因应是淬火温度高，表面奥氏体化后溶解的碳化物量较多，引起淬火后残余奥氏体量较多而产生硬度低。

老热工

42CrMo你这种零件靠单一水冷方法质量是很难保证的，首先是易裂，再是变形太大，淬火硬度控制不易掌握。最好是采用间断水冷，就能解决单一水冷的缺点。

老热工

你是不锈钢冷轧钢板退火，主要是去除组织应力和组织均匀化处理，加热温度与保温时间是最重要的两个参数，对不锈钢而言当然是冷却速度慢一些是好。

老热工

我说冷却速度的选择：
   冷却速度的选择首先应当是要满足于工艺要求，在材料确定的条件下，尺寸效应就是我们要考虑的问题。是采用空冷、油冷、还是水冷或者是两者合用就要看工艺性质的要求（淬火、正火、退火、回火）及材料性能。合理的冷却速度应当是满足工艺性能的前提下，采用较为缓和的冷却冷却速度。这主要是防止产生过大的组织应力和热应力，减少变形与开裂。我们还应当明白，热处理工艺中材料在某一温度范围内发生变化是有一定的时间关系的（珠光体转变区和贝氏体转变区）。在某一温度范围内冷却速度快慢对工艺性能是有决定性因素的（最低冷却速度）。而在其它温度范围内（如Ms点以下），冷却速度相对而言就不重要了。这就要求我们在材料确定的前提下合理掌握各温度范围内的冷却速度。传统的冷却是选用合适的一种冷却介质。为什么不能选用冷速不同的冷却介质去满足不同阶段的冷却速度要求？在实际冷却转变时间结束后，剩余的冷却就是冷却零件的余温。如超炉量装载淬火时，虽然淬火时间延长，零件温度仍然没有降下来，但淬火已无实际意义。

所以因为

有人可能有这样的疑问：回火不足，和冷却有关？
有，和季节也有关系，因为季节变化会影响冷却速度！举一实例：
高速钢一般都要进行3次回火；回火过程中工件必须冷至室温再重复以后的几次回火，这更有利于残余奥氏体的转变。有时到了夏季由于室温比较高，很多人按照常规冷却时间，就进行第二次
回火，其实，这时因为室温比较高，工件冷却缓慢，没有冷至室温就反复回火，结果造成回火不足。回火结束检测金相，残余奥氏体量较多，需进行第四次回火。
冷却速度和正火、退火关系也是非常密切的，欢迎提供这方面的案例！

stanlyous

对于冷却,目前发展的方向是冷速及时间连续可控.

风来疏竹

现在人们对“冷速及时间连续可控”的问题确实很感兴趣。
能否给大家具体介绍一下？

孤鸿踏雪

恕我才疏学浅，你提出的问题我回答起来越来越困难了。不言而喻，对于淬火而言，无论是水淬还是油淬，抑或是其它水基合成淬火剂，在淬火槽中的冷却时间是一个非常关键的参数，但如何计算，还真未见到过有关介绍。一般都是根据自己的装炉量和冷却槽容量以及淬火时的具体情况凭经验，甚至说是凭感觉来确定。在没有设置循环冷却装置机搅拌装置的淬火槽中，如果工件很小或一次淬火量很小，一般要防止将合金钢工件和复杂工件冷透引起开裂，又不能出槽太早造成冷却不足。所以，对油冷而言，一般是估计冷到80℃左右出槽，此时应能看到又不太浓烈的油烟，而且出槽后工件不复燃；但对于水冷而言，掌握出槽时应看到工件表面有徐徐蒸发的水泡和蒸汽，既不能让出槽后工件表面不仅不冒烟，又有较多的水渍（这时已经冷透），又要避免出槽后工件表面水渍立即烧干，甚至表面温度马上回升至暗红色（这表明严重冷却不足，而且使工件发生自回火和过回火）。
    至于我在前面的贴子所说的密封箱式多用炉淬火是一个特例，因为这种设备淬火是在封闭的情况下进行，而且油槽设置了循环冷却系统，在淬火过程中油槽油温处于相对稳定状态。从保守作业的角度讲，为保证达到理想的淬火深度，应使工件在油槽中保持足够的时间，直至仪表显示的油温不再上升为止！
    鉴于你的工件材质和形貌，如42#楼老热工所讲，建议你不要用水冷，而选用一种适用于调质淬火的水溶性合成淬火液。

所以因为

杨工的阐述很精彩，在实际操作中是值得借鉴的！
有一点想请教一下杨工及各位，从理论上讲，如果M转变结束后，再进行冷却是不是没有意义的？所以，也没有必要冷却到很低的温度。但是，什么时候冷却结束出冷却介质，确实是需要一些实践经验的。

孤鸿踏雪

如果马氏体转变结束后，当然毫无意义。
   这就是说，在钢件经过一定冷却时间后，已经完成与淬火液的热交换，二者的温度恒定在某一水准上，钢件本身的温度不再下降，如果再继续冷却就失去意义了。因为密封箱式多用炉的淬火有其特殊性，这种特殊性主要体现在：加装了循环冷却装置、搅拌装置、测温显示仪表等。但在普通淬火条件下却没有这些系统，淬火时冷却时间就不好确定，大部分情况还需要经验和感觉来控制！

风来疏竹

看来冷却的方式和冷却的速度还是要参考C曲线的了。其实C曲线也是前人通过摸索总结出来的经验。根据不同的材料参照不同的材料相应的C 曲线进行处理，同时考虑到最小的变形量。
如果要是涉及新材料的试验或者进行工艺评定，，则要进行综合分析和经验操作了，不过也得要有可靠的理论分析为基础。
正是由于一味的靠经验控制，再掺杂上个人当时的心情和操作的不确定性，才出现了诸多的非正常组织或非预期使用性能，这与我们的工作习惯和工作条件及工作的科学严谨性有关，也与我们几十年的整体思路和热处理行业的发展现状有关。
个人观点。

所以因为

C曲线是前人“经验操作”的结晶，“可靠的理论”也是建立在经验基础上的。
从目前热处理现有的状况看，大部分情况还需要经验和感觉来控制！
我特别赞同杨工那个“还需要经验和感觉来控制”中的“感觉”这个词，其实“感觉”也是经验，但和经验又有不同，是一种很微妙的东西，没有丰富的现场经验和悟性，是不可能有那种“感觉”的。
哈哈~~不知道我的“感觉”是否和杨工一样？

所以因为

对于孙工的回复，我当时看了，琢磨许久，也没有看出和冷却速度有关。不过，帖子不错，还是给予评分。（只是评分间隔时间比较长，我评分一般比较及时，因为看了很久，耽误了）
可能和冷却有关，但我确实没有看出来。希望孙工打开宝盒（王工也期待啊）。大家如果能看出端倪并能回复说明，不胜感谢！

孤鸿踏雪

我个人认为：“感觉”中包含着丰富的经验，一般的经验可以用语言或文字加以明确的表述，但“感觉”却是一种只可“意会”，无法“言表”的经验。

调质工匠

请各位老师帮忙分析下，试样端直径250长5米的毛坯台阶轴，42CRMO料，锻后正火未加工调质。要求本体1/2R取样，强度大于850、屈服大于640、ak大于78.4，850度保温6小时水冷3分钟转18%PAG冷却，回火后强度可以达到要求，但高于要求不多，冲击达不到要求。
   我想将水冷时间延长至5分钟，转PAG冷透，会不会提高韧性？有淬裂的危险吗？
补充：如是碳量过高，达0.47%是不是影响冲击？应该用什么工艺好呢？

[ 本帖最后由 所以因为 于 2009-8-7 11:34 编辑 ]

孙家见

当时的工艺情况和冷却无关，主要是加热温度。温度高了残奥多，温度低保留了颗粒炭化物这个硬质相，同时降低残奥，所以能提高表面硬度。我主题没看仔细请原谅。

调质工匠

谢谢孙工！请杨工指导下，好吗？谢了！

renbenfg

原帖由 TYT0861 于 2009-8-3 21:41 发表
GCr15零件冷油淬时58HRC，将油加热淬61HRC.

是正常的，将油加热后，增加了油的流动性，使循环能力增强，增加了冷却速度，是工件提高硬度的有效方法。但超过120度易挥发，且不安全。一般使用最高应为100度以下。

搬运工

回复 41# 老热工:同意你的观点.回复 55# 调质工匠; 1.增加水冷时间.在获得相同的强度值时ak值提高.2.碳量增加影响冲击.3.会否淬裂.得看试验结果.

wind1.chen

我以前做的3Cr13淬火，尺寸为厚30—80mmm、长4-5m的板材，采用油淬；用水淬，变形大，易出现裂纹。

[ 本帖最后由 wind1.chen 于 2009-8-7 14:31 编辑 ]