在研讨铝合金淬火炉作为淬火介质的两大缺陷的文章中，附带提出了液态淬火介质具有两个共性的缺陷。 缺陷之一是：任何一种断定的液态淬火介质，都只要恰当有限的适用规模，用于需求更高冷却速度的工件，将淬不硬；用于需求更低冷却速度的工件，又会淬裂。缺 点之二是： 当淬火工件从高于介质的特性温度冷却下来时，往往在工件的局部区域发作冷却速度骤变，因而导致很大的内应力，从而能够造成超差的淬火变形。本文将全面评论 液态淬火介质这两个共性的缺陷，而重点是介绍战胜第一类缺陷的各种措施。 
一 关于第一个问题 
铝合金淬火炉和N32#机油的冷速曲线比照
某 些工件“油淬不硬，水淬要裂”曾经是困惑热处理出产的一个难题。究其原因，通常机油和铝合金淬火炉都只要有限的适用规模。从冷却速度分布状况看，在铝合金淬火炉和通常 机油之间有一个恰当宽的空白地带，如图1所示。以添补这一空白为方针，经过几十年的作业，研讨开发了多种油性和水性介质，基本上添补了水和通常机油之间的 空白。到如今，常用的淬火介质，按冷却速度由慢到快的次序排列：运用温度较高的等温分级淬火油（热油）、通常机油、运用温度较低的等温分级淬火油（半热 油）、中疾速淬火油、疾速淬火油，随后是高浓度的PAG淬火液、中浓度的PAG淬火液、低浓度的PAG淬火液，铝合金淬火炉、低浓度盐（或许碱）水等。它们都有 各自的优缺陷和各自的适用规模。一种淬火油是一种断定的淬火介质。同种水性淬火剂，配成不一样的浓度，就是不一样的淬火介质。添补铝合金淬火炉和通常机油之间的空 白，需求这么多种不一样的淬火介质！这是液态介质共性的第一个缺陷所决议的。当今的高压气淬，选定一种恰当的气体，经过改动气压，就能够获得从停止空冷到中 等疾速淬火油的不一样冷却作用。相比之下，液态介质的这个缺陷也实在太严重了。
二 战胜第一类共性缺陷的措施
由于清水的适用规模很有限，从古至今，人们不得不去寻觅林林总总的淬火介质，并摸索出多种奇妙的淬火技能，来满足不一样工件的热处理需求。这方面的作业，大致能够归纳成以下几类。
1 寻觅或许研讨开发多种不一样适用规模的淬火介质，来满足不一样的需求。
这才有咱们如今能够选用的多种淬火介质种类。
2 挑选适用规模尽能够宽的淬火介质种类，而不是挑选适用规模很窄的和格外专用的淬火介质。
影响淬火介质运用规模宽窄的因素，包括介质的冷却特性对液温的敏感性、对相对流速的敏感性、介质的运用温度规模宽窄，以及介质的粘度对液温的敏感性等。
一 般说，冷却特性对液温的敏感性越大，介质的适用规模越窄。相反，冷却特性对液温的敏感性越小，介质的适用规模就越宽。这是由于，多个工件一起淬火时，坐落 不一样部位的工件，以及同一工件的不一样部位，接触的液温是不相同的。所以，液温对介质冷却特性的影响越大，淬火后工件的功能均匀性就会越差。按这一规则，盐 （或许碱）水溶液的适用规模就比铝合金淬火炉要宽。而淬火油的适用规模比相同冷却速度规模的水溶性介质要宽。
相对流速对冷却特性的影响越大，介质的适 用规模就越窄。相反，相对流速对冷却特性的影响越小，介质的适用规模就越宽。这是由于，一起淬火时，坐落不一样部位的工件，以及同一工件的不一样部位，与之接 触的介质的相对流速是不相同的。所以，相对流速对介质冷却特性的影响越大，淬火后工件的功能均匀性就会越差。通常说，淬火油的冷却特性对相对流速的敏感性 较小，而铝合金淬火炉的敏感性较大。PAG淬火液主要靠粘附在工件表明的聚合物膜来控制工件冷却速度，只要相对流速控制在不会冲掉那层聚合物膜的程度，流速巨细 对冷却特性的影响就会比铝合金淬火炉要小。
介质的运用温度规模宽是咱们所希望的。运用规模宽的介质，能够在更广的规模运用，来满足不一样工件的热处理需求。铝合金淬火炉的运用规模窄。淬火油的运用规模相对较宽。关于PAG淬火介质，浊点太低的种类运用的温度规模就很窄，而浊点相对较高的种类运用的温度规模就较宽。
当 外力使液体发作活动时，其内部分子之间会发作一定的阻力来妨碍这种活动。这种阻力的巨细就是液体的粘度。粘度是表征润滑油的活动性的主要指标。在其它条件 相一起，粘度不一样，液体的活动状况不一样。活动状况不一样，会进而影响工件获得的冷却作用。尤其是在工件形状较杂乱，或许多个工件一起淬火时，冷却作用的差别 会更大些。介质的粘度越高，其实际的冷却才能就越差；相反，介质的粘度越低，其实际的冷却才能就越强。由于这一原因，在咱们凭冷却特性曲线比照不一样油品的 冷却才能时，也应一起考虑到油的粘度的影响。
3 改进已有介质，以拓展它们的适用规模。
比如，纯净水的适用规模窄。水中溶解适量的盐或许碱，配成盐水或碱水后，能够扩洪流的运用温度上限和下限；并且能够获得更快的高温冷却速度和浓度较高时稍慢的低温冷却速度。
4 开发适用规模更宽的液态淬火介质。
在 关于液态淬火介质的挑选办法的文章中，现已得出了这样的结论“关于淬火用油，通常说，蒸汽膜期间越短，冷却速度越快，适用的工件和钢种就越多。关于水溶性 介质，在保持蒸汽膜期间较短的前提下，介质的300℃冷却速度越低，适用的工件和钢种也就越多”。几年前有人宣传介绍过的“多级淬火油”，说是能“在低温 时是疾速淬火油，提高温度运用又是热油”的油品。无疑，其出发点是对的。能够是没有考虑到油温改动对油的粘度的影响，实际运用中，大多得不到预期的作用。
5 在一个车间装备多种不一样适用规模的淬火介质，以满足不一样工件的需求。
比如，装备3～5种淬火油和2、3种不一样浓度的水性淬火介质。又如，有些网带炉，经过装备可互换的两个淬火槽，一个装疾速淬火油，一个装水性淬火介质，从而大大增加了该炉型的处理工件的规模。就是这方面的例子。
6 合作运用液态以外的淬火冷却介质，或许多种物态混和成的淬火介质，来获得不一样的冷却特性。
比如，流态炉淬火冷却、喷雾淬火和浆状介质淬火冷却等。
7 调理液温和相对流速，以扩大液态介质的适用规模。
在介质种类和浓度不变的状况下，现场热处理作业者还能够经过调理液温和相对流速来扩大介质的适用规模。在上文现已评论了这些因素的影响规则。下面再介绍一种叫做摆停联系的淬火办法，用了说明调理工艺参数在热处理出产中的作用。
摆停联系技能得到不一样冷速曲线的示意图
汽 车板簧通常用淬火机淬火。为了提高淬火冷却速度和改进冷却的均匀性，淬火机能够夹持着工件在淬火液中来回摇摆。利用板簧淬火机的摇摆功能，咱们在板簧厂推 广过一种叫做“摆停联系技能”的淬火办法。尽管运用的是同一的淬火介质，经过调理摇摆次数，能够获得彻底不一样的淬火冷却作用。图2是摆停联系调理冷却速度 的示意图。假如以不一样的冷却速度曲线代表不一样的淬火介质，摆停联系技能就把一种介质变成了几种不一样冷却速度的多种介质。这无疑是扩大液态淬火介质适用规模 的一种有效办法。
上世纪90年代中，某轿车板簧厂在通常机油中淬材质为60CrMnBA，中心最大厚度17mm，两头最薄处7.5mm的载重汽 车变截面板簧时，曾经发作过不少淬裂疑问。也就在那段时刻，在成都飞力弹簧厂的板簧出产线上，用15％PAG水溶液却又成功地处理了同样的变截面板簧， 淬、回火硬度以及金相组织悉数合格，经严格探伤查看都未发现任何淬火裂纹。 
通常机油与15%今禹8-20的冷速比照
通常机油停止、搅动的冷速比照
15%今禹8-20不搅动与通常机油搅动的冷速曲线比照 
是 通常机油和所用15％的今禹8-20的冷却特性比照。仅凭冷却速度曲线，热处理行家也难以相信上述成果的。实际上，上述变截面板簧在通常机油中做淬火冷却 时，所用淬火机一直在不停地摇摆。而在上述PAG水溶液中淬火时，淬火机却始终保持在停止不动的状况。图4是上述通常机油中探棒停止不动，以及始终摇摆状 态下测出的两条冷却速度曲线。能够看出，摇摆能够加快冷却作用。再把停止状况检测出的15％PAG淬火液的冷却速度曲线与摇摆状况测出的通常机油的冷却速 度曲线画在同一张图上，容易发现，摇摆中通常机油的低温冷却速度比停止的15％今禹8-20水溶液的要快。这是在通常机油中淬裂而在冷却速度更快的水溶液 中未淬裂的原因。
8 选用双（或许多）介质淬火等操作办法来解决特定的热处理疑问。
水淬－油冷是最通常的例子。这类办法的思路是在工件 的不一样温度规模运用不一样的淬火介质。高温期间水冷却快，有利于避免过冷奥氏体发作珠光体转变，因而挑选水来加以冷却。低温期间油的冷却烈度比照缓和，能够 避免工件发作淬火开裂，因而挑选油来加以冷却。依照这种思路，高温期间还能够挑选PAG水溶液、盐水或许碱水等等。低温期间能够挑选疾速淬火油、PAG水 溶液、低温盐浴、浆状介质、风冷以及停止空冷等等。不一样的调配，就有不一样的适用规模。图6是选用水淬－油冷，以及选用水淬－浆状介质冷却办法获得的冷却特 性曲线图。双介质淬火中，水淬－油冷的难点有两个，一是工件从前一种介质向后一种介质的搬运时刻，另一个是搬运操作。（a）和（b）的比照中，能够看出， 由于浆状介质具有恰当快的低温冷却速度，水淬－浆状介质冷却对搬运时刻的需求不那么严苛。通常说，只要能解决好这一搬运进程的操作和时刻控制疑问，双介质 淬火法就能够在大出产中得到推广运用。分级淬火、间断淬火等办法，实质上也属于多介质淬火办法。
双液淬火的冷却速度曲线
a）水-通常机油b）水-浆状介质
三 关于液态淬火介质的第二个共性缺陷
160℃硝盐浴与今禹Y15-II淬火油的冷速曲线比照
是 某厂运用的一种疾速淬火油与160℃低温盐浴的冷却特性比照。淬火油的冷却速度恰当快：到300℃的时刻11.2秒，300℃的冷却速度18℃/S。在淬 火冷却的一切温度规模，160℃的低温盐浴的冷却速度都高于该疾速淬火油。出产运用证明，大都工件在上述160℃低温盐浴中淬火后，变形程度比在上述疾速 油中淬火要小。在热处理行业，至今还有这样的说法：“淬火介质的冷却速度越快，工件的淬火变形就越大”。显然，上述出产实践与这种说法是不一致的。在上述 疾速淬火油中淬火变形更大的原因，是工件在淬火冷却进程中遇到了特性温度疑问；而低温盐浴的特性温度高于工件的加热温度，冷却进程中就没有特性温度疑问。
在淬火冷却进程中，放在不一样位置的工件，以及同一工件的不一样部位，由于冷却条件不一样，会在不一样时刻遭受特性温度麻烦，成果由此导致的淬火变形量 就具有很大的涣散性。这是特性温度疑问导致的淬火变形的一个重要特点。是一种齿轮在220℃低温盐浴和120℃热油中淬火后的淬火变形状况比照。和盐浴淬 火相比，热油淬火的变形程度大并且格外涣散。除了导致淬火变形之外，包含特性温度疑问的淬火冷却，还常常由于蒸汽膜期间的冷却速度慢，而导致工件的淬火硬 度不均。
100℃油浴与220℃盐浴的变形状况
但凡工件的入液温度高于介质的特性温度，而冷却的终止温度又低于介质的特性温度的淬火 冷却进程，都会遇到特性温度疑问。铝合金淬火炉的特性温度跟着水温升高而迅速降低，会使工件上接触不一样水温的部分遇到不一样的特性温度疑问。所以，在铝合金淬火炉中淬 火，常常呈现硬度不均和大的淬火变形。淬火油的特性温度比照稳定，即油温变化对油的蒸汽膜期间的长短影响很小。因而，工件在油中淬火时，特性温度疑问较 小。 
在近来宣布的文章中，对液态淬火介质的特性温度疑问已做了具体评论，并指出了热处理出产中避开、战胜或许减轻这一缺陷的7种准则办法，可供参考。
四 淬火介质的研讨开发进程就是战胜这两个共性缺陷的进程
虽 然液态淬火介质都具有共性的两个缺陷，在热处理出产中，曩昔运用，如今运用，将来还要大量运用它们。回忆中外冶金史，从寻觅适宜的淬火介质、研讨开发新的 淬火介质种类、发明新的淬火办法、选用各种工装具和有关设备等等，一切这些作业都与液态淬火介质共性的两个缺陷密切有关。曩昔的大都作业，重点在战胜液态 介质的第一个缺陷上。这是由于曩昔对热处理质量需求不很高，尤其是在淬火变形上。如今和将来的热处理，对工件的淬火变形提出了越来越高的需求。因而，咱们 认为，研讨液态淬火介质的特性温度疑问，开发和运用特性温度疑问比照小的淬火介质，发展能减轻特性温度疑问的不利影响的运用技能等作业，应当成为如今和今 后一定时期的一项重要课题。
铝合金淬火炉是既清洗又廉价的冷却介质。任何场合，只要铝合金淬火炉能满足热处理需求，恐怕就不会再有人去寻觅其他的冷却介质。 按这个道理，一种新式的液态淬火介质是否能得到推广运用，关键是看它能否战胜铝合金淬火炉的至少一个缺陷。不然，就不如用铝合金淬火炉了。由此，有理由说，“能一起克 服铝合金淬火炉的两大缺陷，又有更宽的适用规模的新式淬火介质及其有关的配套技能”，是咱们今后冷却技能研讨开发作业共同的努力方针。