7 现代高压气淬技术.pdf

Aymeric Goldsteinas/第20 届国际热处理及表面工程联合会 1 现代高压气淬技术 Aymeric Goldsteinas* 易普森有限公司，地址：984 Ipsen Road, Cherry Valley, Illinois USA 摘要 透彻地分析了淬火工艺的选择对决定哪种工艺最能满足一个项目需求是至关重要的。本文探索了， 在满足热处理工艺要求的条件下，液体淬火工艺与气体淬火工艺的差异。同时，本文也论及了在防止变 形和提供更可持续及更长久的工艺方面，气体淬火比液体淬火具有更大的好处。 关键字：淬火，热处理，冶金工艺，淬火冷却系统，炉子，热传递 引言 将金属零件表面及心部硬化的热处理工艺，即加热零件到足够高的温度后，快速冷却至室温。当涉 及到淬火冷却工艺时，冷却的均匀性尤为重要。因此，不适宜的淬火系统将不利于淬火处理，这个问题 亟待解决。在冶金工艺中努力弥补淬火系统的不足时，淬火技术（也叫干气淬火）似乎更能有效地满足 行业要求。 1. 现代淬火技术 对铁基合金，即将其加热到临界温度（Ac3 ）以上的温度。因此，该金属完全处于奥氏体相状态。该 合金由一个淬火流体或淬火气体快速冷却，以转变成较硬的马氏体相。这就要求冷却速度要足够快，以 最大限度地避免贝氏体和珠光体相的形成，因为贝氏体和珠光体要比马氏体相软，对钢的物理性能将产 生负面影响。 完成这一处理过程的关键是从金属部件部件表面将热量均匀地带走。图 1 所示的连续冷却曲线描述 了铁合金的冷却速率。 共析温度 奥氏体 珠光体 珠光体+贝氏体 温 奥氏体 贝氏体 度 度 温 马氏体和奥氏体 马氏体和贝氏体 马氏体 精细珠光体 时间（秒） 图1 ：铁合金的连续冷却曲线 在工业实际操作中，使用了各种不同的淬火介质，主要包括：  水 This document contains proprietary information of Ipsen, Inc. It is submitted in confidence, and may not be reproduced or used for any other purpose or disclosed to others, without written authorization from Ipsen. Aymeric Goldsteinas/第20 届国际热处理及表面工程联合会 2  淬火油  水基聚合物淬火液  熔盐  高压气体淬火 2. 液体淬火 在液体中淬火时涉及以下三个阶段：  蒸汽层或薄膜沸腾，其中一层汽化液体膜阻止了该液体接触和冷却该表面（导致低对流换热）。  核沸腾，其中液体在零件表面蒸发，具有非常高的热交换。淬火介质的沸点决定了该阶段。  对流，其中液体接近零件表面，并通过对流传递热量。 3. 大气油淬 淬火油的品质与淬火烈度息息相关，淬火烈度取决于淬火油的物理特性，其中最重要的就是淬火油 的粘度。油，如水一样显示出明显的汽相，在300到600摄氏度的温度条件下，核沸腾的换热非常快。下 方的图2展示了油淬火冷却的三个阶段。