淬火介质冷却曲线的判读和评价

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1、淬火介质冷却曲线的判读和评价　1995年5月1日，国际标准组织（ISO）颁布了淬火油冷却特性测定方法《Industrialquenchingoils-determinationofcoolingcharacteristics-Nickel-alloyprobetestmethod》（ISO9950）。在1988年，我国颁布了2个标准，即GB　9449《淬火介质冷却性能试验方法》（1995年调整为行业标准JB／T　7951）和SH／T　0220《热处理油冷却性能测定法》。目前这3个标准在国内都被采用。JB／T　7951来自法国淬火液体小组A*T*T*

2、T*S*F*M联合委员会在1982年提出的《淬火油烈度-银探头试验方法》。SH／T　0220来自日本工业标准《热处理油》（JIS　K　2242—80）。70年代初开始淬火油的研制工作时采用的是仿日的探头，一直沿用至今。国内大多数淬火介质生产厂和使用厂都采用此标准。　　上述3个标准探头的相同点是①都是热电偶测试探头，而且都在探头几何中心。②都是K型热电偶。③探头形状都是圆柱形。　　这3种探头的不同点是①ISO为12.5mm×60mmIncone1600镍基合金，JB和SH为银。②JB为16mm×48mm，SH为10mm×30mm。③ISO是铠装热电

3、偶，外径1.5mm而JB、SH为0.5mm的偶丝。2　判读方法的概述　　冷却曲线判读的目的在于评价淬火介质的冷却能力。要评价就要有一个做为基准的参照系统。一般情况下，都是采用水和油。这是因为水和油是最早采用的淬火介质。而且一直到现在仍是最常用的淬火介质。Grossmann的H值也是如此，即以水的H值为1，油的H值为0.25。既使不是定量地评价，也仍然要以水和油的冷却能力为基础做出定性的评价。　　第二条原则是冷却曲线与钢材连续冷却转变曲线的关系，即淬火介质冷却性能与所淬钢材的对应原则。这条原则是说明冷却曲线对应连续冷却转变曲线的不同阶段所应具备的

4、冷却性能。原则上说，在JB、SH探头心部的热电偶测得的冷却曲线可认为是工件（小中尺寸）表面或次表面的冷却曲线，而ISO测得的曲线则被认为是工件（小中尺寸）心部或接近心部的冷却曲线。3　ISO　9950的判读和评价　　按照ISO　9950的规定，给出某个淬火介质的冷却性能的测试结果应分3个部分：冷却曲线（包括温度／时间曲线和温度／冷却速度曲线）、冷却时间和冷却速度。冷却时间和冷却速度的要求如表1。表1　ISO冷却时间和冷却速度的要求冷却时间／s冷却速度／℃.s－1850→600℃（精确到0.5s）850→400℃（精确到0.5s）850→200℃（精

5、确到0.5s）最大冷却速度（精确到0.5℃.s－1）最大冷速所在温度（精确到0.5℃.s－1）300℃的冷速（精确到0.5℃.s－1）表2　ISO参照油及相近油的指标名称ISO参照油100SNN22N32150SN40℃21±219±122±2.228.8±3.230±2的运动粘度／mm2.s－1粘度指数100±5＞98　　＞98闪点／℃200±10（闭口）＞185（开口）＞170（开口）＞170（开口）＞200（开口） 注：开口闪点比闭口闪点约高20～30℃。3.1　参照油的要求　　ISO　9950规定了参照油的主要理化指标如表2，我国成品油中和

6、该油相近油的指标也列在表2。　　国内与ISO参照油接近的油有100SN，N22，N32和150SN。可以认为100SN最接近ISO参照油，其次是N22机械油，不过N22不易获得，而N32机械油和150SN相近。N32机械油，是国内应用最普遍的机械油，一直做为淬火油而广泛应用，所以我们选用N32油做为参照油，更符合国情。ISO参照油和N32油的冷却性能列于表3。表3　参照油冷却性能名称ISO参照油N32机械油最大冷速／℃.s－1最大冷速所在温度／℃300℃时的冷速／℃.s－150±3510±207±160±3530±207±1从850℃冷却到下列温度

7、的时间／s600℃400℃200℃13±120±152.5±2.512±116±145±33.2　自来水的冷却性能　　在ISO　9950中没有自来水的冷却性能的指标，因为该标准原用于淬火油。在研究水基淬火介质时，也使用该标准，因此知道自来水的冷却性能也十分必要。30℃自来水的冷却性能见表4。最大冷速所在温度在不同的文献中相差较大，大约在530～630℃之间，作者认为，应在550℃±20℃。表4　30℃自来水冷却性能最大冷却速度／℃.s－1220±20最大冷速所在温度／℃550±20300℃时的冷却速度／℃.s－1100±3从850℃冷却到下列温度的

8、时间／s600℃400℃200℃6±17±210±33.3　冷却性能的评价3.3.1　冷却速度评价法　目前国外大多数人用冷