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淬火是指加工件的快速冷却。淬火的目的是通过所需的相变,获得某些所需的材料特性。淬火依赖于快速冷却,这减少了可用于不希望的反应的时间。
当它用于将马氏体引入钢中以硬化时,淬火的另一个应用是冶金。预硬化,铸钢具有均匀的珠光层晶粒结构。这使得它们非常柔软,不适合大多数常见应用程序。进行淬火进行后,珠光体晶体结构部分地转化为称为马氏体的不同微观结构。这使它变得更加困难。因此,淬火在制造诸如必须抵抗变形的切割边缘的工件非常有用。
冷却速率是淬火的关键因素,因为这可以避免开裂和翘曲。
液体淬火
两种技术用于液体淬火,即静止浴和冲洗淬火。对于静止浴淬火,采用液体的液体,其中浸入其中,单独的液体循环。
在冲洗淬火中,在不同的速率下使用淬火液喷射包括所有不规则性(空腔或凹槽)的整个表面,以确保在整个物体上均匀地冷却速率。
常规液体淬火剂的缺点
传统的液体淬火介质包括水、盐水、苛性钠和矿物油。
水
水是一种良好的淬火剂,具有某种类型的钢。然而,在淬火热工具钢或其他钢合金时,水内的吸收气体倾向于泡出来。这些气泡导致钢软化,随后的开裂或翘曲。
盐水
盐水由溶解岩盐的水组成,以减少气体吸收,从而防止起泡。这提高了表面润湿和冷却速度,促进均匀快速冷却。另一方面,高碳钢或低合金钢的横截面可能不均匀,这可能导致应力或开裂。
此外,由于腐蚀的可能性,盐水淬火不适用于有色金属。
总的来说,水和盐水只用于淬火形状相对简单的工件和低硬度的钢,因为在其他情况下,它们会导致翘曲和开裂。
矿物油
油是第三种传统淬火剂,适用于高速钢和油硬化钢,实际上是可以实现所需硬度所需程度的任何钢。与水或盐水相比,油的冷却速度较慢,但比空气快,使其成为中间淬火。
然而,水可能会在油箱底部积聚,如果水的数量足够大,工件就会延伸到里面,就会影响淬火过程。此外,有色金属通常用其他介质淬火。
矿物油在大多数合金钢中显示出最佳的冷却能力,但它们更昂贵,而且不可生物降解。此外,矿物油在高温下发生氧化,导致有毒的多环芳烃(PAH)积聚。吸入这些过程产生的油雾可能会对健康造成严重影响。这种降解产物在重复使用时的积累也会显著影响油的淬火性能。
由于与水相比,油也具有降低的对流性能,并且热容量较低,粘度较高。在许多情况下,蒸汽毯延长,核心沸腾阶段短,冷却速度明显少,而对流阶段是长的。
烧碱
水中烧碱是一种比单独水冷却速度更快的淬火剂,适用于需要非常快冷却速度的某些类型的钢。它从不用于淬火有色金属。
由于传统淬火剂的缺点,需要寻找更好的介质,以产生所需的显微组织,同时避免因淬火而产生翘曲和开裂。
聚合物
用于淬火的聚合物冷却速度低,与常用的添加剂和抗氧化剂不相容。该聚合物需要连续监测,不能用于需要高温淬火的钢。
较新的猝灭剂的优点
植物油
用于烹饪的植物油相对便宜,完全可生物降解和无毒。它们也来自可再生来源。
这导致了对它们用作淬火介质的使用。
发现用这种油淬灭的材料的拉伸强度,冲击强度,硬度,屈服强度(与水相比,与水相比)变化。
例如,橄榄油和棕榈仁油的硬度值较低。另一方面,韧性提高了,因为这些油有更好的冲击能量值。使用适当的抗氧化剂可以防止由于在这些高温下形成氧化产物而在淬火中使用后粘度的增加。
取决于淬火温度,可以选择不同的植物油,其最佳地在给定温度下产生所需的机械特性。
Nanoquenchants
纳米流体是悬浮纳米颗粒的流体,即,具有低于50nm的平均尺寸的微晶的材料。欧洲杯足球竞彩欧洲杯猜球平台这种纳米颗粒具有独特欧洲杯猜球平台的特性,例如:
常见的纳米颗粒包括氧化物欧洲杯猜球平台陶瓷,金属碳化物如碳化硅,氮化物如铝和氮化硅,金属和非金属如石墨和碳纳米管。这些悬浮在水,乙烯或三乙二醇,油,聚合物溶液和生物流体等流体中。
纳米淬火剂的优点包括:
- 增加导热系数
- 增加稳定性
- 微通道冷却而不堵塞
- 低的侵蚀
- 低泵送电力
纳米流体影响界面处的沸腾行为,从而影响临界热流。它们改变了常规流体的润湿动力学和传热特性。因此,它们有望成为下一代用于淬火钢的传热流体。
通过改变纳米颗粒浓度,尺寸,材料,形状和基础流体的类型,可以为不同的钢合金设计正确的淬火介质。这将改变基础流体的热和物理特性。这种生产针对不同淬火性严重性的定制猝灭介质的能力在工业热处理方面具有很大的潜在益处。
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