בחירת אמצעי קירור במהלך טיפול חום מדורגת בין הגורמים המשפיעים ביותר בקביעת המיקרודור הסופי וכתוצאה מכך, התכונות המכאניות של מתכות.מ קירור אוויר פשוט לנפיחות גבוהה, שיעור שבו החום מופק מכתיבי עבודה חמים אשר שלבים צורה, הגודל והפצה של דגנים, ואת רמת הלחץ הפנימי שנשארים עבור חומרים מתכת ומיזוגים, איך סגסוגת אמיתית לא יעילה עם סגסוגת בטוחה, הוא צורך רציני של כוח, לא בטוח, עם סגסוגת לא ממש קשה של חומר קשה, עם אופציונלית, עם אופציונלית, עם אופציונלית חיוני של חומר נפץ, הוא חיוני של חומר נפץ, הוא חיוני של חומר נפץ, עם אופציונלית, עם אופציונלית, הוא חיוני של חומר נפץ, עם אופציונלית, עם אופציונלית קשה, הוא חיוני של חומר נפץ, עם אופציונלית, עם סגסוגת קשה, עם אופציונלית קשה, עם אופציונלית, עם אופציונלית קשה, עם אופציונלית קשה, עם אופציונלית קשה, עם סגסוגת קשה, עם סגסוגת קשה, הוא חיוני של חומר קשה, עם סגסוגת לא בטוח, את גודל והשגת סגסוגת לאמודה, עם סגסוגת לאמודחסין קשה, את גודל ורמת של חומר ניקוי, את גודל ורמת של

מימון של העברת חום במהלך קירור

לפני בחינה של אמצעי תקשורת ספציפיים, יש צורך להבין את הפיזיקה של הקירור.כאשר חלק מתכת מחומם שקוע נוזל, העברת חום מתרחשת דרך שלושה מנגנונים עיקריים: התנהגות דרך שכבת הגבול הנוזל, התכווצות כמו נוזל נע הרחק מן פני השטח, וקרינה בטמפרטורות גבוהות מאוד.הקירור - הטמפרטורה של העבודה מחלחלת נגד הזמן - תלוי על מוליכות תרמית של המתכת, החום וקיבולת הקירור של נוזל או קירור.

קצב הקירור אינו אחיד במהלך תהליך הקירור.במהלך השלב הראשוני (שלב השמיכה), המתכת החמה מתעדת את הנוזל, יצירת סרט ריק יציב המבודד את פני השטח.כפי שהטמפרטורה יורדת, הסרט מתמוטט לשלבים הרתחים הנוקבים, שבו היווצרות בועות מהירות מסירת חום ביעילות רבה, ברגע שהטמפרטורה נופלת מתחת לנקודת הרת של המבנים, המחוכים את המשתנים באופן איטי יותר, אשר משפיעים על כל אחד מקצבים השונים.

ראשי התיבות של Cooling Media and their Characteristics

חמישה קטגוריות רחבות של תקשורת קירור משמשים בטיפול חום תעשייתי, כל אחד מציע שילוב ייחודי של קצב קירור, עלות, בטיחות והשפעה סביבתית.

אוויר מגניב

קירור אוויר הוא השיטה הפשוטה והפחות יקרה.התלכדות הטבעית עדיין מייצרת שיעורי קירור של בערך 5-20 מעלות צלזיוס לדקה בפלדות, בהתאם לגודל של חלק.מחזור האוויר המפואר יכול להגדיל את השיעור הזה ל-50 מעלות צלזיוס לדקה. קירור אווירי משמש בדרך כלל לנרמל פלדה פחמן נמוך, ולתהליכי נשימה שבהם מיקרו-אוויר מלא (למשל, פניני) הוא הרצוי.

מים קווינצ'ינג

מים הם הקסומה המהירה ביותר עבור פחמן ופלדות דלות.קיבולת החום הספציפית שלו (~4.18 kJ / ק"ג) ו מוליכות תרמית גבוהה לאפשר לו לחלץ חום במהירות רבה, במיוחד במהלך שלב הרתיחה הנירקט.ריינג בקצב של 200-600 מעלות צלזיוס לשנייה הם אופייניים לסעיפים דקים.

החסרונות של מים quenching הם משמעותיים.התיחה אלימה יכולה ליצור uneven קירור על צורות מורכבות, המוביל עיוות, quenching סדקים, ואת מתחים רביליים חיים גבוה.בנוסף, חומרת הנקה של מים (H Value) שינויים עם טמפרטורה - מים חמים עשירים מציעים פחות כוח קירור - כל כך זה בקרת טמפרטורה זה הכרחי.

שמן מגניב

שמנים מינרלים, לעתים קרובות נוסחאות עם תוספים לשיפור רטוב ויציבות, לספק חומרת ריצוף בין זה של אוויר ומים. שיעורי קירור טיפוסי בטווח שמן נסער מ 50-150 מעלות צלזיוס לשנייה. שמנים יש נקודה מרתיחה גבוהה יותר מאשר מים, אשר מפחית את שלב השמיכה vapor מקדם יותר שטף אחיד.

ה- Trading-off הוא ששמן לא תמיד יכול להשיג קשיחות מלאה (כלומר, היווצרות מלאה של מרטן) בחלקים עבים של פלדות בעלות נמוכה. קירור איטי יכול לאפשר פניניט או ביניט להיווצר, הורדת הקשידות הסופית. שמן גם מציג סכנות אש, דורש מערכות חילוץ מופרכות, ומקטין את הזמן מרכיבי אופניים תרמיים ומדבקות.

פתרונות Brine Solutions

מלח מים מלוחים (בדרך כלל 5-15% נקל) משמשים לעתים קרובות כאשר שיעור הקירור הגבוה ביותר האפשרי הוא צורך.מלח מומס משבש את הסרט אדפור, מה שגורם לו לקריסה מוקדם יותר ולקדם רתיחה אינטנסיבית. שיעורי קירור יכולים לעלות על 1000 מעלות צלזיוס בשנייה בחלקים דקים.הקנצ'ינג אמיתי שמור עבור פלדות פחמן עם יכולת נמוכה מאוד, שבו אפילו מים חמים לא יכולים להיות מספיק כדי לנקות את זה מהר מאוד, אבל גם כן, עם זעזועים.

Polymer Quקסםs ו-Synthetic Media

בעשורים האחרונים, פולימרים סולמות מים (למשל, פתרונות פוליקלקילן גליקול) צברו פופולריות. על ידי התאמת ריכוז פולימרים, מפולורגיסטים יכולים לכוון את קצב הקירור כדי להתאים מגוון רחב של דרישות קשיחות, ממהירות מים קרובה למהירות של תחזוקת ליד מהירות של שומן.למרות שפוכותרפימר מבטלות את הסיכון של שמן, הם פחות קורוזיטיביים מאשר בוהק, במיוחד עבור פונקציות טמפרטורה קשה, במיוחד עבור כוונון, או כוונון, במיוחד עבור כוונון, במיוחד עבור הילוך קבועות.

אפקט קוליינג מדיה על התפתחות מיקרו-מבנה

שיעור הקירור קובע אילו שינויים בשלב יכולים להתרחש.בפלדות, תרשים קירור מתמשך (CCT) מספק מפת דרכים: עבור עקומה קירור נתונה, אם העקומה עוברת שמאלה של האף פניניט והבסטי, מרטינייט ייווצר; אם היא חוצה אל אזורי פניניט או ביניט, שלבים אלה יופיעו.

משחק מהיר: Martensite Formation

כאשר פלדה קרירה בקצב העולה על שיעור הקירור הקריטי של הרכב הזה, לא יש לו זמן עבור דיפוזיה פחמן לטווח ארוך, במקום זאת, הליטנטית לרטיצ'ה לתוך מרטן, פתרון מוצק על-חושב של פחמן בברזל כי הוא קשה מאוד (למשל, 60-65 HRC גבוה פלדה פחמן) אבל גם מתפתל במהירות של התכווצות מהירה יחסית לטמפרטורה נאותה (מחץ שלילי) הוא תמיד קלושטמינלי).

המדיום הקירור הספציפי משפיע על הנאות של המבנה המרנסיטי.שיעורי קירור גבוהים מאוד, כמו מלוטין, מייצרים מאוד בסדר, קצב ימי עם קשיחות גבוהה.שיעור איטי יותר, כמו מים, עשוי לאפשר היווצרות של כורסר, כמו מרטן דמוי צלחת או אפילו כמה נשמר austenite.

המונחים: Bainite Formation

שמן או קירור אוויר מהיר יכול להביא את הפלדה דרך אזור טרנספורמציה ביניט ( Bainite) הוא תערובת של ferrite ו מלטיט, אבל בניגוד פניניט, זה טפסים בטמפרטורות נמוכות יותר עם נוצה (upper bainite) או acicular (באט תחתון bainite) מורפולוגיה התחתונה מציעה שילוב מצוין של כוח ונוקשות, לעתים קרובות מעולה כדי מזג אוויר מרענן.

Cooling איטי: Ferrite and Pearlite Structures

קירור אוויר או איטי מאוד בטווח הקריטי (למשל, קירור פרונסי) מאפשר דיפוזיה מלאה היווצרות של מיקרו-מבנה איזון: טח (ברזל עם פחמן נמוך מאוד) פניניט (lamellar מלטite in ferrite) ואת היווצרות של microstructures איזון microstructures: ferrite (alpha ברזל עם פחמן נמוך מאוד) ועוצמה גבוהה יותר; תשואה בינונית עבור פנינה אחידה יותר, לעתים קרובות לחץ פנימי.

השפעה על תכונות מכניות

המבנה המיקרו המיוצר על ידי מדיום קירור נתון קובע ישירות את ביצועי המתכת בשירות.הנכסים הבאים מושפעים ביותר:

  • (FLT:0) הרדנות וכוח Tensile:cioFLT:1) מבנים מרגנטיים מספקים את הקשידות הגבוהה ביותר וכוח רב-קרקעי טהור מים-ממדן מים יכול להגיע 55-60 HRC, בעוד חתיכות שמן-קבוק של אותה כיתה יכול להגיע רק 45-50 HRC.
  • (FLT:0) דוקטרקטיות וטריואנס: FIRLT:1 ; איטי-cooled מיקרו-מבנה מיקרו-פירי-pearlitic יכול להראות ערכי המשך מעל 20% ואנרגיות השפעה צ'רפי בלמעלה מ -100 J. לעומת זאת, כמו מצופה מרדנטנסיכות עשוי להראות פחות מ-5% אורך והשפעה נמוכה מאוד - לעתים קרובות מתחת לגיל 10 J.
  • (FLT:0) Wear Resistance:FLT:1 ,Hardness הוא חיזוי חזק של התנגדות ללבוש בסביבות abrasive. Quenched Martensitic פלדות הרבה יותר נורמלי או annealed פלדה יישומים כגון ציוד כרייה, חיתוך כלים, ומת.
  • (FLT:0)Fatigue Powerve: 1FLT: נוכחות של מתחים דחוסים על פני השטח (כמו ניכוי קשיחות או קרישה ואחריו ריצוף שמן) יכול לשפר באופן דרמטי את חיי העייפות.
  • (FLT:0) דיסטורציה ולחצים סובסידיים:03FLT) 1 מהיר יותר תקשורת קירור ליצור ⁇ תרמיים תלולים יותר, המוביל ללחץ חיתי גבוה יותר ועיוות גדול יותר. Components עם גיאוגרפיות מורכבות עשוי לדרוש שמן או פולימר דבק כדי להחזיק סובלנות ממדית.

Cooling Media for Non-Ferrous Alloys

עקרונות של תקשורת קירור משתרעים מעבר פלדה.סגסוגת אלומיניום, למשל, הם חום מטופלים למצב פתרון ולאחר מכן quenched כדי לשמור על פתרון מוצק על-טבעי, אשר מאוחר יותר precipitates במהלך ההזדקנות.הקצב הקירור חייב להיות מהיר מספיק כדי למנוע משקעים במהלך ה- quench אבל לא כל כך מהר כדי לגרום עיוות יתר.

⁇ קוטפר, כולל נחושת וגביע אלומיניום, הם גם מכוסים לאחר טיפול פתרון. מים quenching הוא אופייני, אבל מוליכות תרמית גבוהה של אמצעי נחושת שאפילו מים עשויים לייצר מהיר, אחיד ללא עיוות חמור.במקרים מסוימים, קירור אוויר מאולץ הוא מספיק עבור חלקים.

שיקולים מעשיים בבחירת Cooling Media

בחירת המדיום הנכון של קירור עבור חלק מסוים כרוך איזון הגורמים הבאים:

  1. (FLT:0) חוסר יכולת של ⁇ :FLT:1 פלדה עם תוכן ⁇ גבוה יותר (למשל, כרום, molybdenum, ניקל) יש קשיחות עמוקה יותר, יכול להיות קשה עם quכישוף איטי יותר כמו שמן. פלדות פחמן מישורים דורשים מים או מבורך כדי להשיג קשיחות מלאה בסעיפים עבים יותר.
  2. גודל הסודיות וגיאומטריה: FLT:1ir חלקים דקים לאבד חום במהירות, כך quench מתון יכול להיות מספיק. , חלקים ת'יק לאחסן יותר חום ודורשים ריצוף אגרסיבי כדי להשיג פינות אחידות, חורים, או עוביים שונים קיר להגדיל את הסיכון סדקים לטובת תקשורת פחות חמורה.
  3. (ב) אם קשה מקסימלית היא בראש סדר העדיפויות (למשל, ללבוש חלקים), מים או רוגע עשויים להיבחר.אם קשה היא ראשית (למשל, עבור רכיבים מבניים), שמן או אפילו אוויר מאולץ.
  4. (FLT:0) תאימות סביבתית: מים 1FLT הוא הזול ביותר, אבל סילוקו פשוט.שמן דורש סילוק נכון, הגנה מפני אש, ואוורור. Brine הוא קורוזי ודורש ניקוי זהיר. פולימר quכישוף להפחית סיכונים אך לא עולה מתמשכת לניהול ריכוז.
  5. (FLT:0) בטיחות: ⁇ FLT:1 שריפות שמן, זיהום מים, ושחיתות שופעת כל בקרות הביקוש.מתקנים מודרניים מעדיפים לעתים קרובות quקסם פולימר או מים עם תוספים כדי לשפר את הבטיחות ולהפחית את ההשפעה הסביבתית.

שיטות מתקדמות ובקרת תהליכים

מטפלים בחום מודרני אינם מוגבלים בינוני קירור יחיד עבור כל quench. Interrupted quenching (מרט) כרוך quenching מלח חם או אמבטיה שמן רק מעל טמפרטורת ההתחלה המרטן, מחזיק להשוות טמפרטורה, ולאחר מכן קירור לאט דרך טווח המרטן.טכניה זו מבטלת עיוות וסדקים תוך כדי עדיין להשיג קשיחות גבוהה.

שיטה נוספת, austempering, quenches לתוך אמבטיה מלח בטמפרטורה בדיוק בטווח הטרנספורמציה bainite, מחזיק עד היווצרות ביניט הושלמה.התוצאה היא מבנה ביניט נמוך עם קשיחות יוצאת דופן, הרבה יותר טוב מאשר ממזג מרטן של אותה קשיחות.המדורג כאן הוא מלח מלוטש או שמן חם, לא חדר-זמן נוזל.

אגטציה וזרימת הסימון משחקים גם תפקידים קריטיים.עדיין אמבטיות לייצר קירור איטי ופחות אחיד מאשר אלה מתוחים.העיצוב של מיכל הקונקנץ, כולל משאבות, מניעים, וכיוון חלק, חייב להיות מותאם כדי להבטיח העברת חום עקבית.FLT:0ASM International's Heat Treating Society מספק הנחיות מפורטות FLT:1 על מערכת סינון.

פיקוח ואיכות

כדי להבטיח כי אמצעי הקירור שנבחר מבוצע כמתוכנן, מטפלים בחום משתמשים במספר טכניקות ניטור:

  • (FLT:0Cooling ניתוח עקומה:FLT:1 A thermocouple ממוקם במרכז של בדיקה (לעתים קרובות כסף או איקונפל cylinder) ו quenched. עקומת זמן הטמפרטורה נרשמת והשוואה למשטחים עבור המדיום הרצוי.
  • בדיקה אחרונה ב-6 ביולי 2010. ^ FLT:0.10.1. Simple Rockwell or Brinell Testing after quenching and Weathering, בין אם הנוקשות הצפויה הושגה במהלך הסעיף.
  • (FLT:0Microscopy: FLT:1 אופטי או סריקה מיקרוסקופית אלקטרוני של דגימות מלוטש ומטושטשת מגלה נוכחות של פניניט, ביניט, או ממרטן ומסייע לאבחן מתחת להגדרה או overquenching.
  • (ב) עיין:0 (ב) תנאי הפחתת: 1 (ב) ל"קסמוכות פולימר" (FLT) , קריאת רפרקטית-מחדש (refractometer calls) להבטיח ריכוז הולם.עבור שמן, קוצר, חומציות, ותוכן מים נמדדים באופן קבוע.

תוצאות חיפוש ב Cooling Media Selection

(FLT:0) ציוד שידור קטר: FLT:1 לעתים קרובות עשויים פלדה ⁇ קרום כמו 8620 או 4320. Case Harding באווירה עשירה פחמן ואחריו quenching שמן מייצר מקרה מרמרנטי גבוה פחמן 58-62 HRC) על בסיס קשיח, נמוך פחמן נצנצ'ינג מים יגרום עיוות מופרז בציוד, כך שמן העדיפו.

(ב) כלי חיתוך פלדה מהירים (FLT:1 Tools) כגון קידוחים ומפעלי קצה עשויים מ- M2 או T15 פלדה מהירה במהירות גבוהה חייב להיות מוקשה על ידי ריצוף מטמפרטורה גבוהה מאוד גבוהה מאוד (סביב 1200 מעלות צלזיוס) קירור מהיר נדרש כדי לשמור על carbides ולהשיג קשיחות משנית משמש לעתים קרובות, אבל כמה כלים הם מלחים-Flowed במהירות גבוהה או אפילו עבור ברזל גבוהה.

(FLT:0) לזיוף כלי לחץ: ההרחבה של ההרחבה:(FLT:1 ), חלקים מקלים דורשים קשיחות להתאים לדרישות הנכס. Quenching and Weathering (Q&T) של פלדה דלת-כלוי כמו AISI 4140 או 4340 שמן הוא סטנדרטי. quenching מים הוא בדרך כלל נמנע עקב סיכון סדקים, אבל חלק גדול הם מים-ריכיסרק תחת דרישות מקרקעיות נוקשה.

מגמות עתידיות ב- Cooling Media Development

תקנות סביבתיות מניעות את החלפת שמן הקוקאין מבוסס נפט עם סינתטיות biodegradable. nanoparticle תוספים במים או פולימר quכישוף נחקרים כדי לשפר את מוליכות תרמית ושליטה apor סרט קריירות. Cryogenic קירור (באמצעות חנקן נוזלי) משמש במקרים מיוחדים כדי להשיג תחלואה דק מאוד או להפחית atenite בפלדות גבוהות, בנוסף ויזואליות חכמות, עם ירידה במשקל על בסיס קבוע, אפילו על בסיס טמפרטורה עקבית, יכול להיות עקבית על בסיס קבוע.

האפשרות של החלת קירור הסתגלותי – שבו המאפיינים של המדיום משתנים במהלך הקופה – היא תחום של מחקר פעיל.לדוגמה, קוף מבוסס מים עם נטייה תלות בטמפרטורה יכול להאט באופן אוטומטי את קצב הקירור כמו החלק מגניב, מחקה את ההשפעה של קוך מופרע ללא אמבטיה חמה נפרדת.

מסקנה

ההשפעה של תקשורת קירור על המיקרו-מבנה והנכסים של מתכות היא עמוקה ומעשית כאחד. על ידי בחירת המדיום המתאים - בין אם אוויר, מים, שמן, רז, או פתרון סינתטי - מקרוגליסטים יכולים לשנות את השלבים הישירים כדי לייצר את השילוב המדויק של קשיחות, כוח, דוקטריות, קשיחות כי יישום דורש את היכולת של ⁇ , את החלק של הגיאומטריה יעילה, ניטור חומרים סביבתיים, ושמירה על ידי תפקוד יעיל של הסביבה, שמירה על ידי תפקוד יעיל של חומרים סביבתיים, ותפקוד יעיל של תפקוד יעיל של תפקוד יעיל, ותפקוד יעיל, ותפקוד יעיל של הסביבה, שמירה על ידי תפקוד יעיל של הסביבה.