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热处理工艺四要素 之冷却速度（随谈）
火
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1楼
发表于 2009-8-3 13:10:57
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不同的加热速度、最高加热温度、保温时间和冷却速度为热处理工艺四要素。
热处理最简要的概括就是“热”和“冷”的规范配合。那么何为规范的“冷”？就是合适的冷却速度；包括正确选择冷却介质、控制冷却时间、掌握冷却方法！
冷却速度不当所产生的热处理缺陷为：
1.淬火：变形、开裂、软点、硬度不足。
2.回火：回火脆性、回火不足。
3.正火和退火：组织异常（魏氏组织、球化不良、石墨化等)
所以，冷却速度是热处理之关键！
此帖之所以称为随谈，即凡是涉及冷却方面的经验体会、成功失败的案例、冷却上的种种困惑及冷却的经典小资料等等，都可以在本帖进行交流探讨！
[ 本帖最后由 所以因为 于 2009-8-3 13:27 编辑 ]
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北京赛维美，热处理炉温均匀性测试符合AMS2750F、CQI-9和GB/T 9452等相关标准 手机:13910788125 刘博士
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发表于 2009-8-7 11:06:44
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我个人认为：“感觉”中包含着丰富的经验，一般的经验可以用语言或文字加以明确的表述，但“感觉”却是一种只可“意会”，无法“言表”的经验。
江苏东方航天 提供AMS 2750、 CQI-9、GJB 509B、API- 6A/6D、GB/T9452、ASTM A991、BAC 5621、HB 5425、RRP54000等14项标准的炉温测试及标准培训、ASTM E220热电偶校准。联系:单经理18051092175
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发表于 2009-8-15 18:47:33
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说的夸张点，大锻件锻后热处理比性能热处理更重要，直接影响最后的成败。
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发表于 2009-8-4 17:29:58
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Cr13钢可以空冷。
1000kg多用炉，冷却可以设计为10分钟。
[ 本帖最后由 所以因为 于 2009-8-4 20:13 编辑 ]
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发表于 2009-8-4 16:03:03
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关于冷却时间问题
其实，在普通热处理中，冷却时间是继奥氏体化温度、加热（保温）时间、加热速度（加热或升温方法）、冷却速度（主要取决于所选择的冷却介质和冷却方法）四因素之外的另一重要因素。这里所说的冷却时间包括普通淬火的油冷时间、水冷时间或其他介质冷却时间，等温淬火的等温（热浴保持）时间、分级淬火的分级（热浴保持）时间、以及双液淬火或三液淬火时在某种介质中停留时间等，所有这些冷却（或保持）时间，均对产品的最终质量产生举足轻重的影响。
不妨以现在广泛应用的密封箱式多用炉的淬火为例，如果一个主炉的设计装炉量为1000kg，那么在不超载的情况下，不知各位设计的油冷时间（即产品在油槽的停留时间）是多少？假定你所设计的油槽停留时间是合理的（即能保证马氏体转变达到理想的深度），那么在超载50％（据了解，超载现象是普遍存在的）的情况下，如果仍然采用上述设定的油冷时间将会是什么结果呢？
关于双液淬火水冷时间问题，与4#楼的热火先生商榷如下：一般教科书介绍，水—油双液淬火时水冷时间有三种控制办法：①可根据工件有效壁厚，每3mm停留1s，形状复杂件可按每4mm停留1s计算；②振动或水鸣停止时提出；③火色消失后的一倍时间。按上述方法确定时间，基本上可保证工件从水中提出时的温度在400~250℃之间，既能保证获得淬硬的马氏体组织，也使淬火应力限制在最低水平，从而大大降低变形开裂趋势，取得理想的双液淬火效果；若采用油—空气的双液淬火法，则油冷时间以每3mm停留3s为宜，大截面低合金钢工件按每1mm停留1.5~3s计。
至于等温淬火和分级淬火的热浴停留（保持）时间，均有严格规定，否则就不能取得理想的淬火效果！
[ 本帖最后由 所以因为 于 2009-8-4 16:20 编辑 ]
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楼主|
发表于 2009-8-3 15:18:30
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说一个冷却的小故事
我有一同事，15年前应邀到广州游玩，顺便想领领此地的热处理行情，于是到一热处理工厂去应聘。哈~~巧了，老板正为一个工件淬火硬度不足而急的出汗，工厂里的师傅返工几次就是硬度上不去，看到我同事来应聘，正好拿这个来考他。
我同事一看，材料是GCr15，这个材料是我们单位常用的，只是有效尺寸比较大，他心里是有底的。他叫老板一个人留下，把记录仪表用报纸蒙上，好象不给别人知道加热温度，其实温度没有改变，还是用他们原来的温度，他只是摆了一个噱头，冷却介质也是相同，就是在冷却速度（方法和时间）上花了一点功夫，结果大家应该知道了吧~~
我同事回来和我说起这件事，听罢，二个人都大笑 :lol
[ 本帖最后由 所以因为 于 2009-8-3 15:28 编辑 ]
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[LV.10]以坛为家III
2楼
发表于 2009-8-3 13:23:01
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这个有理 现在就是有这么个疑问：怎样能够合理确定冷却的时间？其影响因素有哪些呢？
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3楼
楼主|
发表于 2009-8-3 14:09:16
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回复 2# 热火 的帖子
以双液淬火为例：工件水中停留的时间按1S／5~6mm计算或注意工件在水中“丝”声微弱和工件震动减弱时转入另一冷却能力较弱的介质在继续冷却。转入时间一般在2S左右。
听声音和掌握手感需要一定的经验。
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热火
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[LV.10]以坛为家III
4楼
发表于 2009-8-3 14:20:05
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根据相关资料有：水淬—油冷：工件每4至8毫米水中停留1秒；（大件取下限，小件取上限。形状性能要求不同，需做调整）。
单液淬火：
1.工件在水中冷却，每2至3毫米冷却1秒。
2.工件在油中冷却，20至60度的油，每10毫米冷却3至6分钟，80至150度的热油每10毫米冷却10至15分钟。
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greatmanzhang
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5楼
发表于 2009-8-3 15:02:51
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我们的一种薄壁零件，40CrNiMo，淬火后，油冷（70°）+搅拌，变形量0.5～2mm，后来取消冷搅拌，变形量0.2mm～0.4mm。
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[LV.10]以坛为家III
7楼
发表于 2009-8-3 15:22:44
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O(∩_∩)O哈哈~ 很有意思啊！
相同的条件，不同的冷却方法，结果就不一样啊！
[ 本帖最后由 所以因为 于 2009-8-4 08:18 编辑 ]
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renbenfg
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8楼
发表于 2009-8-3 15:32:33
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实际上冷却速度是很关键的，有人说过：没有淬不上火的工件，只有达不到的冷却速度。实际上工件硬度的高低，变形的大小，甚至工件开裂，都和冷却有关。就是调质由于工件大，淬不上火得不到，正常的组织。也就是冷却速度上不去，希望大家在冷却速度上，既满足需要又应力小的，冷却介质上下功夫。
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非常有理，冷却很关键！
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9楼
楼主|
发表于 2009-8-3 15:48:52
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回复 5# greatmanzhang 的帖子
变形是热处理非常头疼的问题。
说明冷却方法很重要，掌握了冷却方法就控制了变形！
冷却的方法是多种多样的。
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10楼
楼主|
发表于 2009-8-3 20:16:05
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关于冷却介质的选择，很多朋友的观点也是大相径庭的。
拿C r13型不锈钢为例，形状简单，有效尺寸较大的工件用什么冷却介质淬火合适呢？
给几种冷却介质供选择：空冷、油冷、水冷、PAG15%。大家会选那种？
或者您认为可以用其它的！
[ 本帖最后由 所以因为 于 2009-8-4 08:26 编辑 ]
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TYT0861
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[LV.8]以坛为家I
11楼
发表于 2009-8-3 21:41:24
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GCr15零件冷油淬时58HRC，将油加热淬61HRC.
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12楼
楼主|
发表于 2009-8-4 08:32:34
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原帖由 TYT0861 于 2009-8-3 21:41 发表
GCr15零件冷油淬时58HRC，将油加热淬61HRC.
大家应该知道其中的道理吧？
另外，冷却和季节也是有关系的；特别对于正火处理来说！
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孙家见
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13楼
发表于 2009-8-4 08:50:43
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有一热处理厂做轴类产品，材料20CrMnTi，工艺流程是先渗碳空冷，然后局部高频淬火，硬度要求HRC60-64。高频操作工人自检硬度偏低，就把电流加大，硬度还是低。我当时看见就告诉他你把电流降低再试。工人持怀疑态度，还是试做了，因为他反复几次都没做成功。结果硬度在HRC62-64，问我是什么原因。
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14楼
楼主|
发表于 2009-8-4 11:37:42
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原帖由 孙家见 于 2009-8-4 08:50 发表
有一热处理厂做轴类产品，材料20CrMnTi，工艺流程是先渗碳空冷，然后局部高频淬火，硬度要求HRC60-64。高频操作工人自检硬度偏低，就把电流加大，硬度还是低。我当时看见就告诉他你把电流降低再试。工人持怀疑态度， ...
是什么原因？请大家讨论一下！
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15楼
发表于 2009-8-4 11:56:59
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回复 14# 所以因为 的帖子
理论上讲有三方面的原因.1.残A.2.淬火组织粗大.3.相对来说冷却能力下降.
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fanghl
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[LV.8]以坛为家I
16楼
发表于 2009-8-4 12:20:08
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回复1楼
淬火的冷却能力是淬火的核心，是达到材料表面硬度要求的基本前提，其本质要靠操作者自身的经验及水平。
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楼主|
发表于 2009-8-4 12:54:32
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原帖由 搬运工 于 2009-8-4 11:56 发表
理论上讲有三方面的原因.1.残A.2.淬火组织粗大.3.相对来说冷却能力下降.
以40Cr材料为例：常规热处理的加热温度在850℃左右，高频感应的加热温度一般都要达到950℃左右，高工认为在多少温度下不影响冷却能力呢？
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发表于 2009-8-4 13:20:09
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原帖由 fanghl 于 2009-8-4 12:20 发表
淬火的冷却能力是淬火的核心，是达到材料表面硬度要求的基本前提，其本质要靠操作者自身的经验及水平。
非常精辟！ 操作者的自身经验及水平是非常关键的，还有对冷却上的正确认识也是非常重要的。
在论坛上看到很多的同仁在这方面的讨论，对冷却能力是淬火的核心认识不足。
您的论点很正确，这方面的经验肯定也很丰富，希望能介绍一二！谢谢！
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