三硝水溶液

九、三硝水溶液

三硝水溶液，就是将硝酸钠、硝酸钾、亚硝酸钠三种硝酸盐溶于水中，形成过饱和水溶液的淬火介质，也可以将硝酸钠和亚硝酸钠两种硝酸盐溶入水中，形成过饱和的二硝水溶液。常用的三硝和二硝水溶液组成(配方)见表2－46。

1．三硝水溶液的物理化学特性

三种硝酸盐在水中的溶解度、水溶液密度、水溶液的沸点见表2－47～表2－49。

表2－46　二硝、三硝水溶液淬火介质的组成

2．三硝水溶液的冷却曲线

三硝水溶液的冷却曲线见图2－39，三硝水溶液与水、油的冷却速度曲线比较见图2－40，几种钢在三硝水溶液、水和碱水淬火，其淬透性比较见图2－41。

表2－47　硝酸钠、亚硝酸钠、硝酸钾在水中的溶解度

表2－48　硝酸钠、亚硝酸钠、硝酸钾水溶液的密度

表2－49　硝酸钠、硝酸钾水溶液的沸点

图2－39　饱和三硝水溶液的冷却曲线与液温的关系

从图2－40可以看出，过饱和的三硝水溶液在30～50℃的温度下，最大冷速可达410℃/s左右，对应的温度约为650℃，特性温度约为750℃，在300℃以下低温区域的冷速比水慢得多。它的特点是在高温区的冷速比水快，比油更快，在低温区的冷速介于水和油之间。显然，过饱和的三硝水溶液的冷却性能优良，是较为理想的淬火介质。

图2－40　过饱和硝盐水溶液在30℃及50℃时与水、油的冷却能力对比

(探头为φ20mm银球)

从图2－41可以看出，几种钢在三硝水溶液淬火，其硬化层深度和心部硬度均高于油和碱水淬火。

3．在三硝水溶液中淬火的注意事项

(1)制配三硝水溶液时一般要饱和溶液，否则仍然容易产生淬裂现象。对溶液浓度(或密度)要严格控制，对碳钢溶液密度控制在1.400～1.450g/cm³，对合金钢应控制在1.450～1.500g/cm³为宜。使用温度控制在20～60℃之间。

(2)三硝水溶液静置24h后不用就会沉淀，再用时应先搅拌，使溶液均匀。

(3)工件在三硝水溶液中淬火冷却至200～300℃(M s，点附近温度区)后，即取出工件空冷，使其在马氏体区的转变缓慢，防淬裂效果更好。

(4)三硝水溶液的冷却速度毕竟是较大的，对那些截面尺寸相差较大的工件(如弹簧夹头)，还必须采取适当的防淬裂措施，如厚端先淬入或采用石棉绳缠绕或堵塞等。

(5)用盐炉加热时，应注意防止工卡具及未加热的工件溅上硝盐后带入炉内而造成爆溅，还应注意硝盐产生火灾。

4．应用三硝水溶液淬火实例(表2－50)

表2－50　应用三硝水溶液淬火实例