PAG水溶性淬火介质研究报告.docx

研究报告

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编制日期:

PAG水溶性淬火介质热稳定性、环保与冷却特性争论

中国科学技术大学彭良明

2023年十月三十一日

目 录

\l“_TOC_250017“一、争论内容与目标 3

\l“_TOC_250016“二、争论成果 3

\l“_TOC_250015“(一)淬透性(圆柱形工件淬透临界直径)测定 3

\l“_TOC_250014“(二)、高纯PAG化学热稳定性测定及环保特性评价 4

\l“_TOC_250013“三种高纯PAG及其15%水溶液外观比较 4

\l“_TOC_250012“三种高纯PAG差热-热重(DSC-TG)分析 5

\l“_TOC_250011“三种高纯PAG化学热稳定性的气相色谱-质谱联用(GS-MS)分析 8

(三)、三种PAG水溶液对合金钢淬火冷却特性评价 12

\l“_TOC_250010“不同淬火介质对三种一样直径合金钢工件的冷却特性 12

\l“_TOC_250009“15%SA-PAG水溶液对一样直径不同材质工件淬火时冷却特性比较 15

\l“_TOC_250008“工件直径对15%SA-PAG水溶液冷却特性的影响 16

\l“_TOC_250007“搅拌对15%SA-PAG水溶液冷却特性的影响 18

\l“_TOC_250006“同浓度不同生产厂家PAG冷却特性比较 19

(四)、淬火介质冷却特性参数物理含义 20

\l“_TOC_250005“(五)、不同淬火介质对三种合金钢淬火及回火后组织比较 21

(六)、水、PAG淬火介质对不同材质铝合金的淬火冷却试验 23

\l“_TOC_250004“水、15%SA-PAG水溶液对两种铝合金淬火的冷却特性 23

不同淬火介质对2A12、ZL114A两种铝合金淬火后组织比较 25

\l“_TOC_250003“三、结论 30

\l“_TOC_250002“关于三种合金钢的淬透性 30

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\l“_TOC_250001“关于三种PAG物理、化学及热稳定性与环保特性 30

\l“_TOC_250000“关于PAG水溶液冷却特性 31

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一、争论内容与目标

高纯PAG化学热稳定性测定及环保特性评价；

不同浓度PAG水溶性淬火介质关于合金钢(30CrMnSiA、40CrNiMoA、2Cr13)等材料的淬火冷却特性比较争论(与水、油比较)，建立相应的应用工艺标准。

二、争论成果

(一)淬透性(圆柱形工件淬透临界直径)测定

钢的淬透性是指刚在淬火时能够获得马氏体组织的倾向，它是钢的一种固有属性。淬透性也叫可淬性，取决于钢的淬火临界冷速的大小。钢的淬透性是正确选用钢材和制定热处理工艺的重要依据之一。假设工件淬透了，则其表里的性能就均匀全都，能充分发挥钢材的机械能潜力，假设没淬透，则表里的性能存在差异，尤其是在回火后，心部的强韧性将比表层的低。

从理论上讲，淬硬层应当是具有全马氏体组织的深度。但实际上要用测硬度的方法来确定这一深度是很困难的，由于当工件中某一局部淬火后得到马氏体+少量索氏体时，通常在硬度值上没有明显变化，而只有当马氏体的含量下降到50%时，硬度才会发生猛烈变化，而在金相组织上也有明显特征。此外在断口上也呈现着由脆性断裂到韧性断裂的转化。鉴于以上缘由，便人为的将淬硬层深度规定为从外表至半马氏体组织区的距离。

本试验针对上述三种合金钢材料，以贵方所供给相关材料在水、油介质中的淬透性数据为参考，利用机加工与线切割方式分别加工获得不同直径的柱状工件，三种材料30CrMnSiA、40CrNiMoA、2Cr13直径分别为40、120、180mm，高度均为120mm。其中30CrMnSiA、40CrNiMoA承受15%PAG水溶液作为淬火介质，2Cr13承受20#机油作为淬火介质。淬火后利用线切割从半高处切割获得厚度均为10mm的薄饼，如图1所示，将其中一外表磨光，从表层沿心部进展大体等间隔(约为2～4mm)取点测定其洛氏硬度，依据硬度值变化最快点确定淬透临界直径数值。测试结果如图2所示：

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图1不同材料硬度测试试样

图2HRC随工件半高处从外表至心部距离的变化关系。

依据图2数据可以推断，30CrMnSiA钢在15%SA-PAG水溶液中的淬透直径不小于40mm,40CrNiMoA钢在该介质中的临界淬透直径约为100mm,而对于直径为180mm的马氏体2Cr13不锈钢柱形工件，在2