淬火介质相关知识汇总一、主要技术参数1、冷却特性1.1、冷却速度曲线当前，国内外多以国际标准方法（ISO9950）测定，并用冷却速度曲线来表征淬火介质的冷却特性。
但是，对特定工件（即在钢种、形状大小和热处理要求一定）的情况下，如何从冷却特性上去选择合适的淬火介质？在生产现场，一个淬火槽中往往要淬多种不同钢种、形状、大小和热处理要求的工件。
在这种情况下，如何选定它们共同适用的一种淬火液？从普通机油和自来水的冷却速度分布（如图1）可以看出，普通机油的冷却速度慢，因而不少工件在其中淬不硬；而自来水的冷却速度又太快，以致于多数钢种不能在其中淬火。
如果将机油的冷却速度提高，该工件淬火硬度也会相应提高，当机油的冷却速度提高到图2中带齿线水平时，该工件刚好可以得到要求的淬火硬度，我们把它叫做允许的最低冷速分布线。
同时，研究表明，自来水引起淬裂和变形，是自来水冷却太快，尤其是钢件冷到其过冷奥氏体发生马氏体转变的温度范围时受到的冷却太快的缘故。
于是又可以推知，如果能降低自来水的冷却速度，尤其是在工件冷到较低的温度以后的淬火冷却速度，就可以减小工件淬裂的危险。
假定自来水冷却速度降到图3中带齿线所示的水平时，该类工件便不会再淬裂了，我们把这条线叫做此工件已确定条件下允许的最高冷速分布线。
把图2和图3合在一起，可以得到该工件能同时获得前述三项淬火效果的淬火介质的冷却速度分布范围，如图4所示。
图中，只要所选的淬火介质的冷却速度分布曲线能全部落入这两条曲线之间的区域内，不管是快速淬火油还是水溶性淬火液，也不管这些淬火介质的冷却速度分布有何不同，上述工件在其中淬火都可以同时获得所希望的淬硬而又不裂的效果。
1.2淬火介质的冷却过程分三个阶段：蒸汽膜阶段、沸腾冷却阶段、对流冷却阶段（见下图所示）用符合ISO9950标准的ivf冷却特性测试仪测出的冷却特性曲线（如下图）有几个特征值对淬火油的淬硬能力有重要影响。
第一个是油蒸汽膜冷却阶段向沸腾冷却阶段转变的温度，即图中A点对应的温度，叫做（上）特征温度;第二个是出现最高冷却速度的温度，即图中B点对应的温度;第三个是最高冷却速度值，即B点对应的冷却速度值;第四个是对流开始温度，即C点对应的温度。
1.3冷却特征曲线测试方法1.3.1测试标准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《Industrial quenching oils-determination of cooling characteristics-Nickel-alloy probe test method》（ISO9950）。
在1988年，我国颁布了2个标准，即GB9449《淬火介质冷却性能试验方法》（1995年调整为行业标准JB／T7951）和SH／T0220《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／T7951来自法国淬火液体小组A*T*T*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／T0220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是铠装热电偶，外径 1.5mm而JB、SH为0.5mm的偶丝。
1.3.2冷却曲线判读方法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。
1.3.3测试方法我国现行的两个测试标准都是热电偶冷却曲线法，测量结果的误差由探头、热电偶、待测试样、操作人员、软件系统以及允许误差不同产生的。
T探头的表面状态是最重要的影响因素。
合金探头经过 6 次稳定化处理后形成的膜在测试过程中可能加厚或变薄；银探头测试后用砂纸打磨或用抛光膏抛光会影响探头表面的光洁度，均直接影响探头的冷却过程。
探头淬入温度的误差大约在 5 C 以内。
银探头用的是￠0. 5 mm 的K 型NiCr-NiSi 的偶丝，镍合金探头用的是K 型￠1. 5 mm 的非接地型铠装热电偶，丝径约为￠0. 3 mm2介质冷却能力常用方法：硬度U 曲线法、淬火烈度方法、直接硬度法、端淬试验法（多是用于钢材的淬透性检测）。
硬度U 曲线法：用长度5倍于直径的试样淬火后，从中间切取一段试样，在测定面上沿垂直直径方向测定硬度，以它们的平均值画出硬度-距试样中心距离的曲线，称为硬度U曲线。
试样材料、尺寸、热处理工艺不变，用不同的淬火介质淬火后得到的硬度U 曲线，就是评价淬火介质冷却能力的依据。
目前广泛应用在淬火介质的工艺试验中。
淬火烈度方法：表征淬火介质从热材料或工件中吸取热量的能力的指标。
以H值来表示。
淬火烈度（guench severi-ty）的概念是由美国Grossmann 在1939 年提出的，它首次定量地对淬火介质进行评价。
淬火烈度又称为H值，H = C / 2K，式中 C 为通过介质和试样界面的换热系数，K 为试样的导热系数，对于碳钢和低合金钢K值几乎是一个常数。
C = O / S（TW - TL ）△t，式中O 为在时间间隔!I 内从试样向淬火介质转移的热量，S 为试样与淬火介质接触的表面积，TW 为试样表面的温度，TL 为淬火介质的温度，△t 为时间间隔。
Grossmann 是从一组钢棒的淬透性导出H美值的，后来各国学者又发展了很多方法计算H 值。
20 世纪50 年代，日本多贺谷和田村提出一个以JIS K 2242 为基础的阪大式H 值。
用!10 mm X 30 mm 的银柱探头测定800 ~ 300 C 的冷却时间折算为H日值。
阪大式H日，单位是cm - 1 ；Grossmann H美，单位为in - 1 。
两者的换算关系为：H美= 2. 54H日。
3冷却速度淬火介质温度最大冷速(℃/S) 300℃冷速（℃/S）水35℃221 102.5PAG淬火剂5%浓度35℃205 87.8PAG淬火剂10%浓度35℃169 61.2PAG淬火剂20%浓度35℃128 36.7K1 50℃102 13.8G1 50℃92 6.632#机油50℃74 11.8二、常用淬火介质1、常用淬火介质，见表1、2、3。
2、淬火介质选用原则和步骤淬火介质的基本要求：在钢的Ms点温度以上冷得适当的快，冷到Ms点以下后冷得适当的慢。
这又常常被简化成“高温能冷得快，低温能冷得慢”。
不同的钢种和不同的工件对上述的“快”和“慢”的程度有不同的要求。
为适应多种钢种和多种工件的不同要求，淬火冷却介质有多种类型和等级。
在热处理行业，淬火量最大的是碳素结构钢和低合金结构钢制的通用零部件，如齿轮、弹簧、轴承和其它结构件；用得最多的是淬火油、水溶性淬火剂、自来水以及盐水和碱水。
（一）水基淬火液1）含碳量高、淬透性好的钢种，应选低级别的淬火剂（或淬火液浓度）。
2）在保证不淬裂的前提下，选用级别稍高的淬火剂（或淬火液浓度）可以获得更深的淬火硬化层。
3）在适合的级别中，应选择性能稳定，使用寿命长，容易管理且价格低的品种。
PAG类、聚乙烯醇类以及聚丙烯酸钠类等种类。
它们大多是被加到自来水中配成淬火液来使用。
一般说，水中加入这些淬火剂的主要目的是降低水的低温冷却速度。
因此，从应用的角度，我们最关心的是它们能降低水的低温冷却速度的程度。
当然，还要求一定的防锈性、抑菌性和不污染环境，加在一起，就成为评价水性介质好坏的四个要求。
（二）淬火油1.淬火油的分类概况80℃以下的俗称冷油；使用温度在80℃以上的称为热油。
热油再按其使用温度的高低分成不同的品种或等级；冷油则按它的冷却速度快慢分成不同的等级。
此外，还有真空淬火油和光亮淬火油等品种。
所有淬火油都应当有稳定的冷却特性，并容易清洗。
对于生产现场来说，油的好坏，第一步看是否选对了油的类型。
一般情况下，淬火油按使用的温度范围分成冷油和热油。
冷油的冷却速度一般比热油要快。
在冷油中，又根据油的冷却速度高低分成快速淬火油和中快速淬火油。
油的冷却速度越快，其粘度一般多更低，闪点相应也越低。
热油的粘度和闪点多较高。
根据所处理工件的材质、大小和热处理要求，该选择冷却速度快的冷油的，如果选择成了冷却速度不够快的热油；那么，不管该油品的质量如何好，工件淬火后也会硬度不足，而且变形很大。
相反，该选择热油的场合，如果选成了冷却速度过快的冷油，不管该油品的质量如何好，工件在其中淬火的结果，变形超差，且心部硬度过高。
不仅冷油、热油要选择正确，就是在其中油品的级别，也应选择正确。
如果该选快速油而选成了中快速油，也会由于冷却速度不足，使某些工件达不到要求的淬火硬度。
热油的级别不同，主要指它们使用温度的不同。
使用温度高的品种，一般适用于较小型的工件，其控制变形的能力更好些。
但是，对更大一些的工件，或者淬透性稍差点的钢种，就应当选择使用温度更低的油品。
2.油品的评定评价的油品种类和级别是否选得正确，最简单的判断方法是用生产中准备采用的工艺参数，加热单一的工件，在该油品中淬火，看看能否得到要求的淬火硬度、淬硬深度、心部硬度，以及变形要求。
如果单件淬火能达到工件的热处理要求，该油品的种类和级别就基本上是选对了。
剩下来要做的就两件事。
一是从设对油的冷却特性，特别要注意它的稳定性。
根据我们了解到的情况，不管国内外什么厂家生产的油品，在大量连续处理一般中小型工件的场合，正常使用条•经过短时间使用，比如仅仅使用二、三十天后，冷却能力就已开始衰退。
这样的油稳定性不好。
•经过半年左右的使用，冷却能力的衰退开始表现出来，淬火后工件表面出现污点并逐渐增多；不到一年，淬火油就不得不整槽更换。
这样的油稳定性差。
•在相同的使用条件下，淬火油可以连续使用二、三年，甚至更长的时间，之后才开始出现冷却能力衰退迹象。