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水的物理化學(xué)特性水是自然界中物理化學(xué)性質(zhì)最穩(wěn)定的物質(zhì)，資源豐富，價(jià)格低廉，是上海淬火工藝中應(yīng)用最廣泛的上海淬火冷卻介質(zhì)。水的汽化熱很大，在0℃時(shí)為2508kJ/kg,100℃時(shí)為2263kJ/kg，這就決定了在沸騰冷卻階段，水具有很強(qiáng)的冷卻能力。水的熱容量很大，15℃時(shí)為4.2kJ/kg·℃。由于水的黏度低、流動(dòng)性好、熱容量又大，所以，導(dǎo)熱對(duì)流冷卻階段冷速較快，這是水作為上海淬火冷卻介質(zhì)的優(yōu)勢(shì)所在。水的冷卻特性采用Φ20mm銀球作為探頭，加熱800℃后，投入靜止水或循環(huán)水中冷卻，測(cè)定的冷卻特性曲線是不同的。①20℃靜止的水的冷卻特性溫度約為380℃，從800~380℃為蒸汽膜階段，平均冷速約為180℃/s。380～100℃為沸騰階段，平均冷速約為200℃／s。②與油相比，水作為上海淬火冷卻介質(zhì)的冷卻速度較大。在600℃時(shí)，水的冷速為油的6倍，而在200℃時(shí)，為油的28倍。③水的冷卻特性溫度低(380℃)，三個(gè)階段的溫度與鋼材的過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變曲線不吻合。碳素鋼的過(guò)冷奧氏體的最不穩(wěn)定區(qū)域在650~500℃，這時(shí)，水正處在蒸汽膜階段，冷卻速度并不是很快，截面尺寸較大的碳鋼水淬表面硬度不足或淬硬層過(guò)薄的原因就在于此。對(duì)于馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)域(300~200℃)，水的冷卻速度極大，因而對(duì)形狀復(fù)雜的工件易造成開(kāi)裂而報(bào)廢。目前市場(chǎng)上，常用PAG淬火液作為上海淬火介質(zhì)，進(jìn)行淬火。④水溫對(duì)水的冷卻能力影響很大，水溫升高，冷卻能力急劇下降，特別是在高溫區(qū)水作為上海淬火冷卻介質(zhì)。另外，水溫升高，特性溫度明顯下降，這使最大冷卻速度向低溫移動(dòng)。因此，應(yīng)嚴(yán)格控制淬火水槽的溫度，采取措施，使水溫控制在40℃以下，但是，對(duì)同一工件，特別是有較細(xì)的通孔、盲孔、內(nèi)角等部件，因蒸汽的移出和水的流動(dòng)受到限制，致使這些部位的區(qū)域水溫升高，降低了淬火質(zhì)量，可采用工件運(yùn)動(dòng)或水流動(dòng)等方法予以改善。⑤工件在水中運(yùn)動(dòng)或者水循環(huán)，可使蒸汽膜早期破壞而進(jìn)入沸騰快冷階段，可以有效地提高工件在高溫階段的冷卻速度，并可改善冷卻的均勻性。對(duì)于20℃水來(lái)說(shuō)，循環(huán)水可從靜止水的平均冷速180℃/s提高到360℃／s，并使特性溫度和最大冷速有所提高。 應(yīng)指出，水中含有較多的氣體或不溶或微溶的物質(zhì)，都會(huì)引起水冷卻能力的降低。因?yàn)樗械臍怏w和這些外來(lái)質(zhì)點(diǎn)能作為形成蒸汽的核心，加速蒸汽膜的形成且增加膜的穩(wěn)定性，淬火時(shí)易形成軟點(diǎn)。水中溶人鹽、堿等可溶性物質(zhì)時(shí)，其冷卻能力會(huì)有所提高。還應(yīng)指出，各地區(qū)的水質(zhì)有所不同，對(duì)冷卻能力也有影響。總之，水作為上海淬火冷卻介質(zhì)，優(yōu)點(diǎn)很突出，缺點(diǎn)也很嚴(yán)重。工件的質(zhì)量和尺寸對(duì)水淬冷卻曲線的影響不同質(zhì)量（重量）和尺寸水淬后距表面不同深度的冷卻曲線是不相同的。工件尺寸越大，質(zhì)量越重，距表面不同尺寸處的冷卻越慢（溫度越高）。本文參考《淬火冷卻技術(shù)及淬火介質(zhì)》一書。