理想淬火介质

　　淬火硬度不足、畸变及开裂是常见的弊病，至今人们也未找到理想的淬火介质。从冷却特性角度讲，希望淬火介质在冷却初期，冷却速度慢一些，避免处于奥氏体和过冷奥氏体状态的工件因冷却速度快，收缩急剧而发生弯曲畸变;在过冷奥氏体最不稳定的区间(珠光体转变曲线“鼻子”处，600～400℃)，希望快冷，避免发生珠光体类转变;又希望进入马氏体转变区(M s点以下)，冷却速度愈慢愈好，缓解马氏体转变体积膨胀而产生的应力，防止开裂和减少畸变。图1为理想淬火介质的冷却曲线。但是，对于珠光体转变滞后贝氏体转变突出一类过冷奥氏体连续冷却转变曲线(CCT曲线)的钢种，如5CrNiMo锤锻模具钢(图2)，为了避免在冷却时产生上贝氏体而出现的脆性，要求淬火介质在贝氏体转变区(350～400℃)有较快的冷却速度。因此，由于各种钢过冷奥氏体稳定性不同及实际工件尺寸、形状的差异，要求同时适合各种钢材的淬火介质是不现实的，所以，理想淬火介质是不存在的。

图1　理想淬火介质的冷却曲线

Vc临界淬火速度　Vi理想淬火介质冷速

 

　　清水及无机物水溶液(盐水、碱水)在马氏体转变区冷却速度过快;有机物水溶液因淬火件带走有机物，使浓度变化，需定期检测与添加，另外，难以控制细菌繁殖，时间长了发臭;油在过冷奥氏体最不稳定区域冷却速度慢，工件的淬火尺寸及钢种受到限制，油易着火和老化;用于分级或等温淬火的硝盐浴和碱浴因冷却能力低，同样受到工件尺寸和钢种的限制，而且硝盐大于550℃时容易发生爆炸，且挥发性高，烟有腐蚀性，又易吸水，形成硝酸腐蚀工件。

图2　5CrNiMo奥氏体连续冷却转变曲线

　　试验用钢成分(质量分数，%): C 0.52，Si0.32，Mn 0.69，Cr 0.66，Ni1.63，Mo 0.23 P≤0.01，S0.08，V＜0.03;
　　原始状态:退火;奥氏体化温度: 880℃，20min

　　因此，淬火介质的研究方兴未艾，人们一直在寻求资源丰富、无污染、冷却性能优良且可调的淬火介质，发展的总趋势是以水溶液代替油。