常用钢热探头淬火试验

一、常用钢热探头淬火试验

图2－133　热探头的基本构造示意图

1．常用钢热探头

图2－133为常用钢热探头基本构造，其尺寸为φ50mm×100mm。在常用钢热探头连接热电偶的多孔端一侧可以安装夹持装置，方便操作和使用。热探头装有3支外径为φ1.0mm的K型镍铬－镍硅热电偶，偶丝直径φ0.18mm，响应时间0.01s。热电偶通过直径φ1.1mm的加工孔将测温端固定在热探头中央横截面上，测温点分别距热探头表面2mm、12.5mm和25mm。热电偶及安装方式的选择直接影响热探头的性能。常用钢热探头中热电偶的布置方式，不仅能全面表征淬火冷却过程中热探头近表面、内部和心部的冷却行为，而且还可以进一步为冷却介质的换热系数和工件边界处热流的计算提供数据。

热探头在使用前需保证表面光滑且无氧化层，因为预留氧化层的存在将改变冷却过程中冷却曲线的形态和淬火处理的最终结果。热探头的使用温度和保温时间均参照标准的热处理工艺，以保证结果的适用性和可靠性。

2．淬火处理试验设备

淬火液能否在淬火槽中充分流动，对工件淬火后的质量有很大影响。试验使用φ400mm×500mm的圆筒形淬火槽，装液量为φ400mm×350mm，其容积远大于探头体积。淬火过程中，探头静止悬垂于淬火介质中，其轴线与淬火槽轴线重合，上端面位于液面下50mm。依照ISO 9950标准，淬火介质无强制流动。使用UGU AI 708T工业控制仪和热辐射加热管作为淬火介质温度控制装置，淬火介质使用温度高于120℃时，槽体外敷以石棉保温。试验环境温度为16～24℃。采集系统记录下探头中三个测温点的温度变化并绘制出冷却特性曲线。测量环境中电磁干扰引起的信号背底噪声可以通过限幅滤波、均值滤波及二阶数字滤波予以去除。

3．淬火效果的评价

为评价淬火效果，截取了探头部分组织。选取测温点所在横截面，于半径0mm、9mm、17mm和25mm处拍摄金相照片。使用HR－150型洛氏硬度计沿截面径向测量硬度分布。对试验中因冷速过大在应力下发生淬裂的热探头，采集它们的实物图片。