化学中的淬火是指快速冷却产品以获得特定性能,例如提高铁合金的硬度或降低有色金属合金的硬度。对于叶片和储罐等需要高抗变形和抗腐蚀性能的材料来说,这一过程至关重要。
淬火机理:
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淬火包括三个主要阶段:蒸气阶段、沸腾阶段和对流阶段。蒸气阶段:
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当高温部件首次浸入淬火油时,其周围会形成一层蒸汽毯。由于热量主要通过蒸汽的辐射带走,因此这层蒸汽最初会减缓冷却过程。为加速这一阶段,可使用添加剂来增加蒸汽层的搅拌,从而促进蒸汽的快速分散。沸腾阶段:
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随着成分温度的降低,蒸气毯会破裂,导致油和成分直接接触。这一阶段的特点是快速沸腾,从而大大提高了冷却速度。对流阶段:
一旦部件的温度降至油的沸点以下,冷却将通过对流继续进行。油在部件周围循环,将热量传走,直到达到所需的温度。
- 淬火类型:淬火油:
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这种淬火方式使用专门设计的油,通过控制热传递和增强润湿性来淬硬部件,从而最大限度地减少变形和开裂。真空淬火:
- 这种方法在真空炉中进行,在受控气氛下加热材料,然后迅速冷却。有两种子类型:
- 气体淬火: 工件在真空中加热,然后用氮气等高纯度中性气体冷却。这种方法适用于马氏体形成临界冷却速度较低的材料。
液体淬火: 在真空中加热后,将工件移至充满高纯氮气的冷却室,然后在淬火油浴中快速冷却。
后淬火工艺:
淬火后,材料通常要进行回火,即把淬火材料重新加热到低于临界点的温度,然后缓慢冷却。这一过程有助于降低脆性,消除淬火造成的应力,提高材料的整体韧性和延展性。