鋼的熱處理加工 淬火介質相關介紹

在熱處理中，理想淬火介質的冷卻能力應在過冷奧氏體最不穩定的區域——珠光體區域進行轉變，具有較快的冷卻速度。本文就來具體介紹具有這種冷卻特性的淬火介質。

淬火介質的冷卻作用

按聚集狀態不同，淬火介質可以分為固態、液態和氣態三種。對固態介質，若為靜止接觸則是二固態物質的熱傳導問題。若為沸騰床冷卻，則取決于沸騰床的工作特性。關于這方面的問題，尚在深入研究中。氣體介質中的淬火冷卻，是氣體介質加熱的逆過程。

最常用的淬火介質是液態介質，因為工件淬火時溫度很高，高溫工件放入低溫液態介質中，不僅發生傳熱作用，還可能引起淬火介質的物態變化。因此，工件淬火的冷卻過程不僅是簡單傳熱學的問題，尚應考慮淬火介質的物態變化。

根據工件淬火冷卻過程中，淬火介質有否發生物態變化，可把液態淬火介質分成兩類，即有物態變化的和無物態變化的。

如果淬火件的溫度超過液態淬火介質的沸騰或分解、裂化溫度，則淬火介質在淬火過程中就要發生物態變化，如普通所采用的水基淬火介質及各類淬火油等，這類淬火介質都屬于有物態變化的淬火介質。

在有物態變化的淬火介質中淬火冷卻時，鋼件冷卻過程分為三個階段：

1、蒸氣膜階段：灼熱工件投入淬火介質后，一瞬間就在工件表面產生大量過熱的蒸氣，緊貼工件形成連續的蒸氣膜，使工件與液體分開。蒸氣膜由液體汽化的未分解成分所組成，或又有機物體的蒸氣和裂解成分所組成。

2、沸騰階段：進一步冷卻時，工件表面溫度降低，工件所放出熱量越來越少，蒸氣膜厚度減薄并在越來越多的地點破裂，以致液體就在這些地方與工件直接接觸，形成大量氣泡逸出液體。當工件的溫度降至介質的沸點或分解溫度時，沸騰停止。

3、對流階段：當工件表面的溫度降至介質的沸點或分解溫度以下時，工件的冷卻主要靠介質的對流進行。

對無物態變化的淬火介質，在淬火冷卻中主要靠對流散熱，相當于上述對流階段。當然在工件溫度較高時，輻射散熱也占很大比例。此外，也存在傳導散熱，這要視介質的熱導率及介質的流動性等因素而定。