液体淬火冷却机制

大多数淬火是在液体中完成的,液体介质根据物理特性可分为两大类:①淬火时发生物态变化的介质(水、油和聚合物类水溶性介质等);②淬火时不发生物态变化的介质(熔盐或熔融金属)。水、油和聚合物类水溶性介质是最常用的介质,它们均为发生物态变化的介质。

钢的冷却过程大致可分为三个阶段:

1)膜沸腾阶段高温工件投入到淬火冷却介质中,一瞬间就会在工件表面产生大量过热蒸汽,紧贴工件形成连续的蒸汽膜,将工件和液体分开。由于气膜是热的不良导体,这阶段的冷却主要靠辐射传热,因此,冷却速度较慢。

2)核沸腾阶段进一步冷却时,工件表面温度降低,工件放出热量越来越少,蒸汽膜厚度减薄直到发生破裂,以致使液体在发生破裂区域和工件直接接触,形成大量气泡溢出液体,由于介质的不断更新,带走大量热量,所以这阶段的冷却速度较快。

3)自然对流阶段 当工件表面的温度降低至介质的沸点以下时,工件的冷却主要靠介质的对流形成,随着工件与介质的温度降低,冷却速度也逐渐降低。

对于一个工件,由于尺寸差异或不同部位液体流动状态的不同,在同一时间段往往会出现三个阶段共存。