淬火介质的冷却特性测定

2023-06-24 理论教育版权反馈

【摘要】：应该指出，H值是在假定淬火时工件与淬火介质间的传热系数为一常数，以及假定把冷却过程中发生相变及传热系数的变化所产生的热效应也看作常数这样的条件下推导出来的。如前所述，不同淬火介质在工件淬火过程中其冷却能力是变化的。为了合理选择淬火介质，应测定其冷却特性。淬火介质的冷却特性一般以试样的冷却曲线或试样冷至不同温度时的冷却速度来表征。

淬火介质的冷却能力可以用淬火烈度H表示。规定静止水的淬火烈度H＝1，其他淬火介质的淬火烈度通过与静止水的冷却能力进行比较获得。冷却能力较大的，H值较大。搅动介质可以增加流速，使热交换过程加快，H值增大。几种常用淬火介质的淬火烈度H值见表3-2。

表3-2　常用淬火介质的淬火烈度H值

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关于H值的推导，这里不再赘述。应该指出，H值是在假定淬火时工件与淬火介质间的传热系数为一常数，以及假定把冷却过程中发生相变及传热系数的变化所产生的热效应也看作常数这样的条件下推导出来的。实际上，工件与淬火介质间的传热系数是在一个很宽的范围内变化的，且工件的热传导系数也会发生变化。因此表3-2中的H值只是淬火烈度的大致数值。尽管这些数值在理论上有不足之处，但实际上被证明是适用的。

如前所述，不同淬火介质在工件淬火过程中其冷却能力是变化的。为了合理选择淬火介质，应测定其冷却特性。淬火介质的冷却特性一般以试样的冷却曲线或试样冷至不同温度时的冷却速度来表征。

我国常用银球探头法测定冷却曲线或试样温度—冷却速度曲线。试样形状如图3-5所示，采用直径20mm的银球，中心焊上热电偶，以测定银球在淬火介质中冷却过程中的温度变化。之所以采用银球，是因为银的热传导系数极大，可以近似地把冷却过程中球表面的温度与球心温度看作是相同的，故而可把球心温度看作冷却过程中与介质进行热交换的球表面温度。银球具有一定的直径，使之在淬火前含有一定热量，一般测试条件为：银球加热温度800℃，介质液量2L，流动速度25cm/s。可根据测试数据得出如前所述的具有物态变化的淬火介质冷却速度曲线1(见图3-4)，利用曲线1对温度/时间求导，即可得不同温度下的冷速，即冷却特性曲线2。

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图3-5　银球探头法示意

1—银球；2—热电偶；3—淬火介质

淬火介质的冷却特性测定

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