Охлаждение в водных растворах солей. Кислот и щелочей

ВОДА

ВОДНЫЕ ЗАКАЛОЧНЫЕ СРЕДЫ

Широко применяются с древнейших времен

Подразделяются на

1. вода,

2. вод­ные растворы солей, щелочей и кислот,

3. водные эмульсии масел,

4. водные растворы полимеров

достоинства

· Высокая охлаждающая способность

· Дешевизна

· Невозгораемость

· Безопасность для здоровья и окружающей среды

· Стабильность свойств

· Легкость растворения органических и неорганических соединений

Недостатки

· Не отвечающее кинетике фазовых превращений распределение скорости охлаждения. При закалке углеродистых сталей необходимо учиты­вать скорость охлаждения в двух интервалах температур — в интервале наименьшей устойчивости аустенита (650—550° С) и в интервале мартенситного превращения (300—200° С). В первом интервале необходимо иметь большую скорость охлажде­ния, чтобы подавить перлитное превращение. Во втором интервале необходимо охлаждение замедлить, чтобы уменьшить напряжения в стали и опасность появления закалочных тре­щин.

· Большая зависимость охлаждающей способности от температуры среды (рис3.2)

Сравнительная охлаждающая способность различных охладителей

Охладитель	Температура, °С	Относительная охлаж­дающая способность	Время охлаждения от 700 до 100° С, сек
Холодная вода.
Вода		0,77	7,75
Вода		0,37
Растительное масло		0,13
Минеральное масло		0,15

· Сильная зависимость охлаждающей способности от циркуляции среды, особенно в диапазоне температур 900-400 ^оС

· Паровая оболочка на 1 стадии очень нестабильна, поэтому велики термические напряжения и “пятнистость” стали

· Сильное влияние примесей на охлаждающую способность. Твердые примеси (сажа, окалина) увеличивают скорость охлаждения. Растворенные соли, кислоты, щелочи также уменьшают стойкость паровой рубашки и увеличивают скорость охлаждения. Жиры, мыла, масла, СМС повышают устойчивость паровой рубашки и уменьшают скорость охлаждения.

Достоинства

· Более высокая скорость охлаждения в диапазоне температур 800…600 °С (рис 3.4)

Относительная скорость охлаждения изделий в различных средах

Закалочная среда	Скорость град/сек, охлаждения интервалах, °С
650—550	300—200
Вода при 18° С
Вода при 50° С
Вода при 74° С
90% воды + 10% КаОН
90% воды + 10% NаОН
90% воды + 10% Nа2СО3
Дистиллированная вода при 20° С
Мыльная вода....
Эмульсия масла в воде
Трансформаторное масло

· Меньшее влияние температуры раствора на скорость охлаждения (до температур растворов 60-70 °С)

· Слабое влияние циркуляции среды на охлаждающую способность

· Снижение вероятности образования мягких пятен

· Уменьшение разброса показателей твердости в садке плотно расположенных деталей

Недостатки

· Большее коробление деталей вследствие более высокой скорости охлаждения в области мартенситного превращения

· Необходимость антикоррозионной защиты оборудования и защиты персонала

· Необходимость контроля за концентрацией растворов

· Нейтрализация сточных вод

NaС1, КС1, СаС1₂, Ка₂СО₃,, Nа₂SО₄, КОН