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常見的淬火介質有這幾種：水、油、合成液（有機聚合物）。其中，我們把油類淬火介質稱為淬火油，淬火油應該如何維護和檢測呢？小編帶大家了解下！

一.淬火介質的種類

常見的淬火介質有這幾種：水、油、合成液（有機聚合物）。其中，我們把油類淬火介質稱為淬火油，淬火油（quench oil）的成分是基礎油和一些添加劑，其中基礎油是主要成分，來源于石油的餾分。淬火油起到兩個作用：控制淬火過程中的熱傳導和冷卻速度；對工件起到濕潤作用，防止各階段溫度變化中，由于金屬冷卻不均而引起金屬變形、開裂。

二.淬火過程

淬火過程分為三個階段：

1.蒸汽膜階段（vapor phase）：經過加熱后處于高溫的金屬工件浸入到淬火油中，由于工件溫度很高，剛進入淬火油里時，周圍的淬火油立即因高溫而汽化，淬火油在工件周圍會形成一層蒸汽膜，由于蒸汽的導熱性差，因此被蒸汽膜隔絕的工件冷速是很慢的。隨冷卻的進行，工件溫度不斷下降，膜的厚度及其穩定性也逐漸變小，直至破裂消失。影響蒸汽膜穩定的因素有：金屬工件的形狀規則程度、淬火油的氧化程度、淬火油的濕潤增速劑、油里存在的輕質易揮發餾分。

2. 沸騰階段（boiling phase）：當工冷卻下來后，蒸氣膜破裂時，工件就與淬火油直接接觸。淬火油在工件表面激烈沸騰，帶走了大量的熱量，這個階段冷卻速度最快。從第1階段轉換到第2階段的溫度，以及第2階段的冷卻速度主要取決于淬火油的分子結構。當工件冷卻至淬火油的沸點時，沸騰階段結束。

3. 對流冷卻階段（convection phase）：當工件和淬火油交界處的溫度低于淬火油的沸點時，沸騰逐漸消失，開始進入依靠對流傳熱的方式進行冷卻，冷卻速度和淬火油的粘度有關，粘度小，淬火油流動性好，冷卻速度較快，粘度大，冷卻速度較慢。油如果氧化變質，粘度會產生變化，先期粘度會降低，隨著油的氧化變質，粘度逐漸增加。

三.淬火油的使用和維護：

1.淬火油的維護：淬火油氧化的過程中會生成油泥和漆膜，在淬火時，這些物質在金屬表面并非均勻分布，導致金屬表面的冷卻速度不均勻，造成金屬淬火后形變。因此，淬火油應該具有良好的熱氧化安定性，同時應監測淬火油的氧化程度，及時更換淬火油。

淬火油受到污染也會導致冷卻速度不均，包括水和其他油類、雜質等。以水為例，水進入淬火油后，由于油水不容，并且粘度、沸點等理化性質的差異，導致冷卻速度不均勻。因此，淬火油在使用中，要預防油品受到污染。

通過上文對淬火過程的簡述，我們對淬火油的作用和重要性有了初步了解，為了保證良好的淬火效果，我們有必要監測淬火油的油質狀態，并對淬火油進行正確的維護。除了現場做好油的檢查和維護措施，還需要對油質進行檢測，幫助我們科學地了解淬火油的油質狀態，指導我們科學地維護、更換淬火油，避免淬火不良帶來的損失。

2.淬火油的主要物理性質指標：

要了解淬火油的油質，我們需要檢測一些主要物理性能指標，包括粘度/黏度（viscosity）：ASTM D445、水分（water content）:ASTM D6304、總酸值（acid number）:ASTM D664/ASTM D974、沉淀值（precipitation number）:ASTM D91、閃點（flash point）：ASTM D92或ASTM D93，添加劑元素檢測（Elemental analysis）：ASTM D4951/ASTM D6595，淬火速度（GM Quenchometer）:ASTM D3520，具體的檢測項目和檢測標準如下表：

注：除了檢測淬火油的物理性質，有些時候還需要對照冷卻特性曲線進行分析，行業內推薦用瑞典IVF冷卻特性測試儀比較多一些，數據穩定，重復性好。

四.淬火油性能指標的應用意義：

1.粘度：前面提到過，淬火油的粘度對淬火效果具有重要影響，為了便于監測淬火油的粘度和解決淬火油的問題，應根據歷史數據，繪制一張淬火油的粘度變化隨著時間推移的變化趨勢圖，實際使用中，定期檢測淬火油的粘度，通過參考圖表便于我們發現油的粘度變化趨勢。

2.水分：淬火油里的過量水分會影響淬火效果，造成金屬上出現局部軟點，硬度不均、變形、瑕疵、甚至開裂，也可能造成淬火油飛濺，發生火災。油里含有水分，受熱汽化后造成體積激增，出現突沸，增加了火災危險。油里有水，會聽到爆裂聲，這是一種現場定性監測的方法。準確檢測水分的方法有兩種：ASTM D6304（卡爾費休水分檢測）或者ASTM D95。使用水分檢測儀自己在現場檢測要注意一點：很多水分檢測儀的檢測精度不夠，一般只有當水分含量達到0.5%才能測出來，而根據ASTM D6710，淬火油里的含水量應控制在0.1%以內。

3.閃點：閃點主要關乎安全問題，閃點是在規定的試驗條件下，油表面揮發出來的油氣發生閃燃的最低溫度。

閃點的檢測有兩種方法：開口閃點（open-cup flash point）和閉口閃點（closed-cup）檢測。油在受到高溫時會逐漸發生裂解，產生一些易燃的輕質油分，揮發出來，因此，熱裂解是油閃點降低的原因之一。閉口閃點對應的檢測標準是ASTM D93，檢測中，油是處于一個封閉的空間內進行檢測，受熱過程中產生的易燃輕質油分不能逃逸，因此更易閃燃，測量出來的閃點就比較低。開口閃點則在非封閉空間進行檢測，易燃的輕質油分容易逃逸，因此測定出來的閃點要高。開口閃點常用的檢測標準是ASTM D92，即克利夫蘭開口閃點檢測（Cleveland Open-Cup）。檢測時，應根據使用工況，選擇條件相似的檢測標準。在使用中，閃點應高于油溫90攝氏度以上。

4.酸值：油類在氧化的過程中，會產生一些酸性副產物，通過油液檢測，這些酸性物質可以檢測出來，酸值（AN）檢測是監控氧化常見的方法，另一種方法是紅外光譜，也能監測油的氧化。

油泥：油泥是淬火油使用中較大的問題之一，主要的危害是造成冷卻不均，引起工件形變、開裂。油泥是淬火油氧化產生的副產物，與淬火油的油質有很大關系，另外保持淬火油的干凈也可以減少油泥問題。油泥除了影響工件質量，還影響淬火油本身，少量的油泥就可以大加劇油的氧化，反過來產生更多油泥。另外，油泥還會降低冷卻器的冷卻效果，對濾芯造成堵塞。而冷卻器工作不良會引起一系列后果：溫度過高、引起火災隱患，淬火油泡沫增加、進一步影響淬火效果、造成淬火油溢出等不良后果。

前面提到過，油泥可以通過ASTM D91方法進行監測。

5.添加劑元素檢測：淬火油里有一些添加劑，添加劑對淬火油的性能有著重要影響，如果添加劑耗盡，需要及時更換淬火油，對淬火油里剩下的金屬元素濃度進行檢測，可以測定添加劑的消耗情況，常見的檢測方法是ASTM D4951或者ASTM D6595。

6.淬火油冷卻性能檢測：鎳合金探頭試驗方法（Nickle Ball/GM Quenchometer Test）是一種測定淬火油冷卻性能的傳統方法（ASTM D3520），雖然這種方法沿用已久，可以檢測出淬火速度，但是本身存在一些不足，例如不能反映出淬火油的冷卻路徑，目前已被ISO 9950或者ASTM D6200取代，這兩種方法對淬火油的冷卻曲線進行分析，能體現出冷卻路徑，讓我們可以了解淬火油對鋼鐵的冷卻淬硬作用。在實際運用中，很多時候我們需要把冷卻曲線分析和淬火油的物理性質檢測結合起來解決問題。

如果在熱處理淬火油的維護和檢測中，遇到什么問題，歡迎聯系我們！

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