NO160147B - PROCEDURE FOR BRAKE COOLING OF ALWAYS ON IRON BASE IN A DIFFICULT MEDIUM. - Google Patents
PROCEDURE FOR BRAKE COOLING OF ALWAYS ON IRON BASE IN A DIFFICULT MEDIUM. Download PDFInfo
- Publication number
- NO160147B NO160147B NO834628A NO834628A NO160147B NO 160147 B NO160147 B NO 160147B NO 834628 A NO834628 A NO 834628A NO 834628 A NO834628 A NO 834628A NO 160147 B NO160147 B NO 160147B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- quenching
- water
- grams
- polyvinylpyrrolidone
- additive
- Prior art date
Links
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 11
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims description 6
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 40
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 35
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims description 22
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims description 22
- 239000002609 medium Substances 0.000 claims description 21
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 15
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 14
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 claims description 9
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims description 9
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 7
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 6
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 238000013019 agitation Methods 0.000 claims description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 3
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 claims description 3
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 claims description 3
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 2
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 14
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 7
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 6
- 238000003490 calendering Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 3
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 2
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007832 Na2SO4 Substances 0.000 description 1
- 229920002166 Pluracol® V 10 Polymers 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000003139 biocide Substances 0.000 description 1
- 150000001642 boronic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 239000001177 diphosphate Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M perchlorate Inorganic materials [O-]Cl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 229920001515 polyalkylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000035943 smell Effects 0.000 description 1
- -1 sodium chloride Chemical class 0.000 description 1
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/56—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering characterised by the quenching agents
- C21D1/60—Aqueous agents
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Lubricants (AREA)
- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse angår en bråkjølingsprosess i et vandig medium for legeringer på jernbasis og mere spesielt for karbonstål og legerte og lavlegerte stål. The present invention relates to a quenching process in an aqueous medium for iron-based alloys and more particularly for carbon steel and alloyed and low-alloyed steels.
Det er kjent at optimale mekaniske egenskaper for stål kun oppnås efter oppvarming til en forhøyet temperatur med efterfølgende bråkjøling. Hastigheten og betingelsene for avkjølingen av stålet under denne bråkjøling har en avgjørende virkning på de mekaniske egenskaper. Hvis disse betingelser ikke respekteres kan dette føre til deforma-sjoner og sogar avkjølingssprekker i de bråkjølte gjenstander . It is known that optimum mechanical properties for steel are only achieved after heating to an elevated temperature with subsequent quenching. The speed and conditions for the cooling of the steel during this quenching have a decisive effect on the mechanical properties. If these conditions are not respected, this can lead to deformations and even cooling cracks in the quenched objects.
Bråkjølingen gjennomføres generelt i en væske eller et fluid medium. Avhengig av den ønskede avkjølingshastighet kan det flytende medium være av vandig eller oljeaktig type eller av typen smeltede salter. The quenching is generally carried out in a liquid or a fluid medium. Depending on the desired cooling rate, the liquid medium can be of the aqueous or oily type or of the molten salts type.
Teorien og gjennomføringen, av bråkjølingen av stål angis f.eks. i kapittelet "Quenching of Steel", sidene 15 til 36 i vol. 2 i "Metals Handbook", 8. utgave, utgitt av American Society of Metals. The theory and implementation of the quenching of steel is stated e.g. in the chapter "Quenching of Steel", pages 15 to 36 of vol. 2 of the "Metals Handbook", 8th edition, published by the American Society of Metals.
Når en stålgjenstand som på forhånd er bragt til en forhøyet temperatur på f.eks. 850°C bråkjøles i en væske med en vesentlig lavere temperatur skjer avkjølingen i tre When a steel object that has previously been brought to an elevated temperature of e.g. 850°C is quenched in a liquid with a significantly lower temperature, the cooling takes place in three
. meget distingte trinn: . very distinct steps:
Det første trinn som tilsvarer temperaturområdet fra ca. 850"C til ca. 500°C medfører en oppvarming av væsken mens gjenstanden omgis av en hylse av damp som isolerer den fra væsken og som reduserer avkjølingen. The first step corresponding to the temperature range from approx. 850°C to about 500°C results in a heating of the liquid while the object is surrounded by a sleeve of steam which isolates it from the liquid and which reduces cooling.
Det andre trinn tilsvarer omtrent temperaturområdet fra 500°C til 350°C, når det gjelder bråkjølingsoljer tilsvarer dette kjernedannende koking, dvs. opptreden av bobler av damp i et større antall seter på gjenstanden. The second stage corresponds approximately to the temperature range from 500°C to 350°C, in the case of quench oils this corresponds to nucleating boiling, i.e. the appearance of bubbles of steam in a larger number of seats on the object.
Det tredje trinn tilsvarer avsluttende avkjøling ved konduksjon og konveksjon som et resultat av direkte kontakt med bråkjølingsvæsken. Dette trinn kan starte ved ca. 350°C når det gjelder en olje eller fra ca. 100 C når det gjelder et vandig medium. The third stage corresponds to final cooling by conduction and convection as a result of direct contact with the quench liquid. This step can start at approx. 350°C in the case of an oil or from approx. 100 C in the case of an aqueous medium.
Generelt sagt gir anvendelsen av bråkjølingsoljer tilfreds-stillende resultater hva angår egenskapene i bråkjølte gjenstander. I industriell praksis er imidlertid bruken av bråkjølingsoljer kjent for å føre til mangler og belastnin-ger slik som: Skitne arbeidsplasser; Generally speaking, the use of quenching oils gives satisfactory results with regard to the properties of quenched objects. In industrial practice, however, the use of quench oils is known to lead to deficiencies and burdens such as: Dirty workplaces;
omgivelsesforurensning; environmental pollution;
noen ganger ubehagelige lukter; sometimes unpleasant smells;
brannfare; fire hazard;
behovet for forvarming av oljetankene og avfetting av de bråkjølte væsker, dette nevnt som eksempler. the need for preheating of the oil tanks and degreasing of the subcooled liquids, these mentioned as examples.
Av disse grunner har det i mange år vært gjort forsøk på å perfeksjonere vandige bråkjølingsmedier som ikke ville lide under disse mangler og som ville gi de bråkjølte gjenstander mekaniske egenskaper som i det vesentlige er identiske med de som oppnåes ved oljebråkjøling. Økningen i prisen på petroleumprodukter har øket forskningsinnsatsen. For these reasons, attempts have been made for many years to perfect aqueous quenching media which would not suffer from these shortcomings and which would give the quenched objects mechanical properties which are essentially identical to those obtained by oil quenching. The increase in the price of petroleum products has increased the research effort.
Fra 1960 har WYANDOTTE CHEMICAL CO. i en kommersiell rapport anbefalt bruken av polyoksyalkylenglykoler som additiver Since 1960, WYANDOTTE CHEMICAL CO. in a commercial report recommended the use of polyoxyalkylene glycols as additives
til vandige bråkjølingsmedia. Produktet, kommersielt tilgjengelig under betegnelsen "Pluracol V 10", har en molekylvekt på fra 25.000 til 35.000. for aqueous quench media. The product, commercially available under the name "Pluracol V 10", has a molecular weight of from 25,000 to 35,000.
Det påpekes i den ovenfor angitte "Metals Handbook" at til-setningen av 0,01 N polyvinylalkohol til påkjølingsvann vesentlig øker avkjølingshastigheten under kalefakterings-fasen. It is pointed out in the above-mentioned "Metals Handbook" that the addition of 0.01 N polyvinyl alcohol to cooling water significantly increases the cooling rate during the calendering phase.
FR-A 1 384 244 (tilsvarende US-PS 3 220 893) beskriver vandige medier basert på polyalkylenglykoler med antikorrosive midler slik som nitrider eller borater som tilsetninger. FR-A 1 384 244 (corresponding to US-PS 3 220 893) describes aqueous media based on polyalkylene glycols with anticorrosive agents such as nitrides or borates as additives.
FR-PS 1 525 603 anbefaler tilsetning av en vannoppløselig polymer inneholdende -CO-NH-grupper i en mengde av 0,1 til 1 vekt-#. FR-PS 1 525 603 recommends the addition of a water-soluble polymer containing -CO-NH groups in an amount of 0.1 to 1 wt-#.
DE-PS 2 349 225 fortsetter med å tilsette fra 0,4 til 10 vekt-# av et polyakrylsyresaltivann. DE-PS 2 349 225 goes on to add from 0.4 to 10 wt-# of a polyacrylic acid salt water.
I FR-PS 2 316 336 tilsvarende US-PS 4 087 290 er additivet igjen et vannoppløselig salt av polyakrylsyre. In FR-PS 2 316 336 corresponding to US-PS 4 087 290, the additive is again a water-soluble salt of polyacrylic acid.
Til slutt anbefaler US-PS 3 902 929 bruken av polyvinylpyrrolidon med en gjenomsnittelig molekylvekt av 5.000 til 400.000 med tilsatt nitrid og/eller boraks, NagB^O^, som antikorrosjonsmiddel. Finally, US-PS 3,902,929 recommends the use of polyvinylpyrrolidone with an average molecular weight of 5,000 to 400,000 with added nitride and/or borax, NagB₂O₂, as an anti-corrosion agent.
I industriell praksis synes imidlertid ikke de forskjellige formuleringer som er beskrevet i den kjente teknikk å ha gitt resultater som er identiske med eller i det minste sammen-lignbare med de som oppnåes ved bråkjøling med olje. In industrial practice, however, the various formulations described in the prior art do not seem to have produced results that are identical to, or at least comparable to, those obtained by quenching with oil.
I vandige media er det tre hovedvanskeligheter som dukker opp: mangel på stabilitet og reprodukserbarhet for oppvarmings-trinnet og overgangen til kjernedannende koking; In aqueous media, three main difficulties arise: lack of stability and reproducibility of the heating step and the transition to nucleating boiling;
posisjonen i nærheten av 100 C (koketemperaturen for vann) for overgangen mellom det kjernedannende koketrinn og konveksjonstrinnet; the position near 100 C (the boiling temperature of water) of the transition between the nucleating boiling stage and the convection stage;
o o
den relativt lave konveksjonshastighet under 100 C. the relatively low convection speed below 100 C.
Det ideelle vandige bråkjølingsmedium for legeringer på jernbasis skulle gjere det mulig å stabilisere varmetrinnet og eventuelt å eliminere det helt og holdent samt å bringe overgangspunktet, beskrevet som QQ, mellom det kjernedannende koketrinn og konveksjonstrinnet, til området 330 til 350'C, idet temperaturen 350°C i gjennomsnitt tilsvarer det punkt som er kjent som M ssom angir begynnelsen av martensittransformasjonen. Hva angår det punkt som er beskrevet som 0^ tilsvarende overgangstemperaturen mellom kalefakteringstrinnet, hvis dette foreligger, og det kjernedannende koketrinn, kan dette være mellom 450 og 750°C alt efter den angjeldende olje. The ideal aqueous quenching medium for iron-based alloys should make it possible to stabilize the heat step and possibly eliminate it altogether and to bring the transition point, described as QQ, between the nucleating boiling step and the convection step, to the range 330 to 350'C, the temperature 350 °C on average corresponds to the point known as M which indicates the beginning of the martensite transformation. As regards the point described as 0^ corresponding to the transition temperature between the calefaction step, if present, and the core-forming boiling step, this can be between 450 and 750°C depending on the oil in question.
Gjenstanden for foreliggende oppfinnelse er en fremgangsmåte for bråkjøling i et vandig medium som muliggjør at de resultater som oppnåes ved oljebråkjøling kan reproduseres og sogar overgåes, fordi man unngår kalefakteringstrinnet og hever temperaturen Øg til 350°C. The object of the present invention is a method for quenching in an aqueous medium which enables the results obtained by oil quenching to be reproduced and even surpassed, because the calendering step is avoided and the temperature is raised to 350°C.
I henhold til dette omfatter oppfinnelsen en fremgangsmåte for i et vandig medium av polyvinylpyrrolidon å bråkjøle gjenstander av jernholdige legeringer på jernbasis og spesielt karbonstål og legerte og lavlegerte stål, sorn på forhånd er bragt til en forhøyet temperatur av over 750 C og generelt fra 800 til 900 C, og denne karakteriseres ved at gjenstandene anbringes i et bråkjølingsmedium omfattende en vandig oppløsning av polyvinylpyrrolidon inneholdende et additiv som forårsaker reversibel utfelling av polyvinylpyrrolidon på overflaten av gjenstanden på det tidspunkt de anbringes i bråkjølingsmediet, og at dette bråkjølingsmediet underkastes omrøring. According to this, the invention includes a method for quenching in an aqueous medium of polyvinylpyrrolidone objects made of ferrous alloys on an iron base and in particular carbon steel and alloyed and low-alloyed steels, which have previously been brought to an elevated temperature of over 750 C and generally from 800 to 900 C, and this is characterized by the objects being placed in a quenching medium comprising an aqueous solution of polyvinylpyrrolidone containing an additive which causes reversible precipitation of polyvinylpyrrolidone on the surface of the object at the time they are placed in the quenching medium, and that this quenching medium is subjected to agitation.
Ben optimale konsentrasjon av PVP er fra 5 til 50 gram, fortrinnsvis fra 10 til 35 gram, pr. liter vann. Ut fellingsadditivet kan velges Innen et vidt område stoffer som, når de kommer i kontakt med gjenstanden som bråkjøles, på det tidspunkt de anbringes i bråkjølingsmediet, forårsaker "reversibel" utfelling av PVP idet uttrykket "reversibel" betyr at når gjenstanden som bråkjøles er bragt i termisk likevekt med bråkjølingsmediet er sjiktet av PVP som ble utfelt varm helt og holdent oppløst igjen. Det skal bemerkes at dette fenomen er spesielt for PVP og Ikke av den samme art som den reverse oppløselighet man finner når det gjelder vannoppløselige polymerer som har oksygenbroer i molekylstrukturen, på hvilke broer et molekylvann rever-sibelt kan fikseres som en funksjon av temperaturen. Additiver som fører til utfelling av PVP er studert teo-retisk, spesielt i artikler av B. Jirginsons: "Solubility and fractionation of PVP", Journal of Polymers Science, 1952, nr. 5, side 519-527 og J. Elissaf, S. Ericksson and F.R.Eirich, "Journal of Polymers Science", 1969, 17, side 193-202 (gjensidig påvirkning mellom PVP og med oppløsningsmidler). Disse reversible utfellingsadditiver kan enten være vannoppløselige organiske oppløsningsmid-ler slik som ecetonr (sic) eller alkoholer, eller uor-ganiske salter og spesielt natriumsalter slik som natriumklorid, -sulfat, -perklorat, -tiocyanat, -boraks, -difosfat, -hydroksyd, eller ammoniumsalter slik som sulfat. Av disse additiver har natriumklorid og natriumsulfat, Na2S04, vist seg å være spesielt godt egnet for bruk Ifølge oppfinnelsen, ved en konsentrasjon fra 50 til 150 gram pr. liter når det gjelder NaCl og ved en konsentrasjon fra 5 til 50 og fortrinnsvis 5 til 10 gram pr. liter vann når det gjelder en atom SO^. Den omrøring som er nødvendig for å oppnå de optimale egenskaper av bråkjølingsmediet kan tilveiebringes ved et resirkuleringsarrangement, f.eks. der væsken tas ut og sprøytes inn igjen på to motsatt anordnede punkter i beholderen. Mere heftig omrøring, f.eks. ved å sprøyte Inn bråkjølingsfluidet ved et trykk på noen bar, er også en egnet mulighet. Ben's optimal concentration of PVP is from 5 to 50 grams, preferably from 10 to 35 grams, per liters of water. The precipitating additive can be selected Within a wide range of substances which, when they come into contact with the object being quenched, at the time they are placed in the quenching medium, cause "reversible" precipitation of PVP, the term "reversible" meaning that when the object being quenched is placed in thermal equilibrium with the quenching medium is the layer of PVP that was precipitated hot completely dissolved again. It should be noted that this phenomenon is specific to PVP and not of the same nature as the reverse solubility found in the case of water-soluble polymers that have oxygen bridges in the molecular structure, on which bridges a molecular water can be reversibly fixed as a function of temperature. Additives leading to precipitation of PVP have been studied theoretically, especially in articles by B. Yirginsons: "Solubility and fractionation of PVP", Journal of Polymers Science, 1952, No. 5, pages 519-527 and J. Elissaf, S .Ericksson and F.R.Eirich, "Journal of Polymers Science", 1969, 17, pages 193-202 (interaction between PVP and with solvents). These reversible precipitation additives can either be water-soluble organic solvents such as acetone (sic) or alcohols, or inorganic salts and especially sodium salts such as sodium chloride, -sulphate, -perchlorate, -thiocyanate, -borax, -diphosphate, -hydroxide, or ammonium salts such as sulfate. Of these additives, sodium chloride and sodium sulfate, Na2S04, have proven to be particularly well suited for use according to the invention, at a concentration of from 50 to 150 grams per liter in the case of NaCl and at a concentration of from 5 to 50 and preferably 5 to 10 grams per liter of water in terms of an atom of SO^. The agitation necessary to achieve the optimum properties of the quenching medium can be provided by a recirculation arrangement, e.g. where the liquid is taken out and injected again at two oppositely arranged points in the container. More vigorous stirring, e.g. by injecting the quenching fluid at a pressure of a few bar, is also a suitable possibility.
Oppfinnelsen benyttes under følgende betingelser: The invention is used under the following conditions:
Stålprøver med diameter 20 og 35 mm og med høyde på 60 henholdsvis 105 mm, på forhånd oppvarmet til 850°C i 20 min., slippes i en tank inneholdende 15 liter vandig bråkjølingsmedium ifølge oppfinnelsen, omrørt ved resirkulering. Prøvene gjennomføres på stål med følgende kjemiske sammensetning: Steel samples with a diameter of 20 and 35 mm and with a height of 60 and 105 mm respectively, previously heated to 850°C for 20 min., are dropped into a tank containing 15 liters of aqueous quenching medium according to the invention, stirred by recirculation. The tests are carried out on steel with the following chemical composition:
Bråkjølingsmediet er "PVP-K 90" fra BASF, i henhold til leverandører har dette PVP en gjennomsnittlig molekylvekt på ca. 700.000. The quenching medium is "PVP-K 90" from BASF, according to suppliers this PVP has an average molecular weight of approx. 700,000.
Konsentrasjonen av PVP varieres fra 5 til 50 gram pr. liter, konsentrasjonen av NagSO^ fra 5 til 30 gram pr. liter og konsentrasjoen av NaCl fra 50 til 200 gram pr. liter. The concentration of PVP varies from 5 to 50 grams per litre, the concentration of NagSO^ from 5 to 30 grams per liter and the concentration range of NaCl from 50 to 200 grams per litres.
For hver prøve blir forandringen i temperatur som en funksjon av tiden notert ved hjelp av et termopar anordnet i prøven og temperaturen for punktene 0^ og Øg skrives ned idet 0^ er overganspunktet mellom kalefaktering og kjernedannende koking og Øg er overgangspuktet mellom kjernedannende koking og konveksjon. Når 01 er ved 850°C viser dette at det ikke er noen kalefaktering. Tabellene 1 og 2 gir resultatene for disse prøver idet tabell 1 er et sammenligningsoppsett og tabell 2 er ifølge oppfinnelsen. Figurene 1 til 5 viser resultatene av måling av Vickers hårdheten, HV3Q, på tverrsnittet av prøver skåret opp uten oppvarming halvveis opp høyden I et plan loddrett på aksen. For each sample, the change in temperature as a function of time is noted using a thermocouple arranged in the sample and the temperature for the points 0^ and Øg is written down, with 0^ being the transition point between calendering and nucleating boiling and Øg being the transition point between nucleating boiling and convection . When 01 is at 850°C this shows that there is no calefaction. Tables 1 and 2 give the results for these samples, Table 1 being a comparison set-up and Table 2 being according to the invention. Figures 1 to 5 show the results of measuring the Vickers hardness, HV3Q, on the cross-section of samples cut without heating halfway up the height in a plane perpendicular to the axis.
Figur 1 angår 37C4 stål med diameter 35 mm Figure 1 concerns 37C4 steel with a diameter of 35 mm
Figur 2 angår 37C4 stål med diameter 20 mm Figure 2 concerns 37C4 steel with a diameter of 20 mm
Figur 3 angår 42CD4 stål med diameter 40 mm Figure 3 concerns 42CD4 steel with a diameter of 40 mm
Figur 4 angår 35CD4 stål med diameter 20 mm Figure 4 concerns 35CD4 steel with a diameter of 20 mm
Figur 5 angår 35CD4 stål med diameter 35 mm Figure 5 concerns 35CD4 steel with a diameter of 35 mm
Man ser at bråkjølingsmediet ifølge oppfinnelsen gir termiske resultater som er ekvivalente med de til de beste til nu kjente oljer, spesielt når det gjelder å eliminere kalefaktering (noe man ikke oppnår med olje) og å heve punktet Øg til 350° C (og sogar noe derover i de beste tilfeller). De optimale konsentrasjoner er 15 g/l PVP, 50 til 100 g/l NaCl og 5 til 10 g/l Na2S04. De mekaniske prøver hvis resultater er gitt i figurene 1 til 5 oppnås i et It can be seen that the quenching medium according to the invention gives thermal results equivalent to those of the best currently known oils, especially when it comes to eliminating calendering (which is not achieved with oil) and raising the point Eg to 350° C (and even somewhat above that in the best cases). The optimum concentrations are 15 g/l PVP, 50 to 100 g/l NaCl and 5 to 10 g/l Na2SO4. The mechanical tests whose results are given in figures 1 to 5 are obtained in a
e e
bråkjølingsmedium ved 20 C som omrøres ved resirkulering og som omfatter: quenching medium at 20 C which is stirred during recirculation and which comprises:
- rent vann av 20 C, kurve nr. 1 - pure water of 20 C, curve no. 1
- olje ved 50°C, kurve nr. 2 - oil at 50°C, curve no. 2
disse to for sammenligningens skyld, these two for the sake of comparison,
- to vandige medier Ifølge oppfinnelsen med: - two aqueous media According to the invention with:
12,5 g/l PVP + 5 g/l Na2S04 ved 20 C, kurve nr. 3, og 35 g/l PVP + 5 g/l Na2S04 ved 20 C, kurve nr. 4. Man ser tydelig at: 1. Vann og olje gir såkalte "U-formede" hårdhetskurver over prøvens tverrsnitt fordi de viser en depresjon i kjernen på grunn av dårlig overføring av varmestrømmen mellom kjernen i prøven og bråkjølingsmediet. 2. Bråkjølingsmediet ifølge oppfinnelsen gir i det vesentlige flate hårdhetskurver, et resultat som Intet til nu kjent vandig bråkjølingsmedium kan oppvise eller sogar komme i nærheten av. 12.5 g/l PVP + 5 g/l Na2S04 at 20 C, curve no. 3, and 35 g/l PVP + 5 g/l Na2S04 at 20 C, curve no. 4. It is clearly seen that: 1. Water and oil give so-called "U-shaped" hardness curves across the cross-section of the sample because they show a depression in the core due to poor transfer of the heat flow between the core of the sample and the quenching medium. 2. The quenching medium according to the invention gives essentially flat hardness curves, a result that no aqueous quenching medium known to date can exhibit or even come close to.
Videre er det viktig å fremheve at den flate profil opp- Furthermore, it is important to emphasize that the flat profile up-
nås uten noen forringende virkning på den totale hårdhet som forblir ekvivalent med det som gis av rent vann (PVP ved 12,5 g/l) eller olje (VP 35 g/l) alt etter som. is reached without any detrimental effect on the total hardness which remains equivalent to that provided by pure water (PVP at 12.5 g/l) or oil (VP 35 g/l) as the case may be.
Til slutt har bråkjølingsmediene ifølge oppfinnelsen de samme fordeler som alle vandige medier som til nu er kjent, beregnet på vannoppløselige polymerer: Fravær av lukt, tenningsfare og giftighet, videre den lette rensing av bråkjølte gjenstander og det faktum at avløpet er bio-nedbrytbart. På samme måte som andre kjente vandige bråkjølingsmedier kan de til slutt ha Innarbeidet forskjellige anti-korrosjonsadditiver eller biocider. Finally, the quenching media according to the invention have the same advantages as all aqueous media known to date, intended for water-soluble polymers: Absence of odor, ignition hazard and toxicity, further the easy cleaning of quenched objects and the fact that the effluent is biodegradable. In the same way as other known aqueous quench media, they may eventually have incorporated various anti-corrosion additives or biocides.
Claims (7)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8221495A FR2537997B1 (en) | 1982-12-16 | 1982-12-16 | PROCESS FOR HARDENING FERROUS ALLOYS IN AQUEOUS MEDIA |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO834628L NO834628L (en) | 1984-06-18 |
| NO160147B true NO160147B (en) | 1988-12-05 |
| NO160147C NO160147C (en) | 1989-03-15 |
Family
ID=9280362
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO834628A NO160147C (en) | 1982-12-16 | 1983-12-15 | PROCEDURE FOR BRAKE COOLING OF ALWAYS ON IRON BASE IN A DIFFICULT MEDIUM. |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| BE (1) | BE898467A (en) |
| CH (1) | CH655739A5 (en) |
| DD (1) | DD213692A5 (en) |
| DE (1) | DE3345253A1 (en) |
| ES (1) | ES528073A0 (en) |
| FI (1) | FI70928C (en) |
| FR (1) | FR2537997B1 (en) |
| GB (1) | GB2133048B (en) |
| GR (1) | GR79709B (en) |
| HU (1) | HUT37176A (en) |
| IT (1) | IT1170003B (en) |
| NO (1) | NO160147C (en) |
| PL (1) | PL138977B1 (en) |
| SE (1) | SE457088B (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2624875B1 (en) * | 1987-12-17 | 1992-06-26 | Servimetal | PROCESS FOR MODIFYING THE COOLING POWER OF AQUEOUS MEDIA FOR THE TEMPERING OF METAL ALLOYS |
| US20150000710A1 (en) * | 2012-03-02 | 2015-01-01 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Water-based coolant |
| CN114807522A (en) * | 2022-04-21 | 2022-07-29 | 通裕重工股份有限公司 | Hardening and tempering process of crusher forging head |
| CN115948015B (en) * | 2022-12-23 | 2023-12-08 | 南京科润工业介质股份有限公司 | Characterization method of film forming performance of water-soluble quenching medium |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1384244A (en) * | 1963-12-26 | 1965-01-04 | Union Carbide Corp | Quenching medium for a metal |
| US3475232A (en) * | 1966-11-23 | 1969-10-28 | Houghton & Co E F | Method of quenching |
| FR1525603A (en) * | 1967-06-02 | 1968-05-17 | Basf Ag | Rapid cooling baths for hardening metallic materials |
| JPS533725B2 (en) * | 1972-10-02 | 1978-02-09 | ||
| US3902929A (en) * | 1974-02-01 | 1975-09-02 | Park Chem Co | Water-based quenching composition comprising polyvinylpyrrolidone and method of quenching |
| US4087290A (en) * | 1975-07-03 | 1978-05-02 | E. F. Houghton & Co. | Process for the controlled cooling of ferrous metal |
-
1982
- 1982-12-16 FR FR8221495A patent/FR2537997B1/en not_active Expired
-
1983
- 1983-12-12 CH CH6657/83A patent/CH655739A5/en not_active IP Right Cessation
- 1983-12-13 GR GR73243A patent/GR79709B/el unknown
- 1983-12-14 SE SE8306925A patent/SE457088B/en not_active IP Right Cessation
- 1983-12-14 DE DE19833345253 patent/DE3345253A1/en active Granted
- 1983-12-15 FI FI834627A patent/FI70928C/en not_active IP Right Cessation
- 1983-12-15 DD DD83258007A patent/DD213692A5/en not_active IP Right Cessation
- 1983-12-15 IT IT24186/83A patent/IT1170003B/en active
- 1983-12-15 GB GB08333468A patent/GB2133048B/en not_active Expired
- 1983-12-15 NO NO834628A patent/NO160147C/en unknown
- 1983-12-15 ES ES528073A patent/ES528073A0/en active Granted
- 1983-12-15 BE BE0/212052A patent/BE898467A/en not_active IP Right Cessation
- 1983-12-16 HU HU834314A patent/HUT37176A/en unknown
- 1983-12-16 PL PL1983245157A patent/PL138977B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| HUT37176A (en) | 1985-11-28 |
| FR2537997A1 (en) | 1984-06-22 |
| CH655739A5 (en) | 1986-05-15 |
| ES8406557A1 (en) | 1984-08-01 |
| IT8324186A0 (en) | 1983-12-15 |
| GB2133048A (en) | 1984-07-18 |
| GB8333468D0 (en) | 1984-01-25 |
| IT1170003B (en) | 1987-06-03 |
| FI70928B (en) | 1986-07-18 |
| DE3345253C2 (en) | 1987-12-10 |
| DE3345253A1 (en) | 1984-07-12 |
| PL245157A1 (en) | 1984-09-24 |
| NO834628L (en) | 1984-06-18 |
| SE8306925D0 (en) | 1983-12-14 |
| DD213692A5 (en) | 1984-09-19 |
| PL138977B1 (en) | 1986-11-29 |
| SE457088B (en) | 1988-11-28 |
| ES528073A0 (en) | 1984-08-01 |
| FI834627A (en) | 1984-06-17 |
| FI70928C (en) | 1986-10-27 |
| GB2133048B (en) | 1986-10-15 |
| NO160147C (en) | 1989-03-15 |
| FR2537997B1 (en) | 1988-05-20 |
| GR79709B (en) | 1984-10-31 |
| FI834627A0 (en) | 1983-12-15 |
| SE8306925L (en) | 1984-06-17 |
| BE898467A (en) | 1984-06-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1084822A (en) | Process for the controlled cooling of ferrous metal | |
| Kwok et al. | Effect of processing conditions on the corrosion performance of laser surface-melted AISI 440C martensitic stainless steel | |
| CN102417955B (en) | Water-soluble quenching medium for hot die steel | |
| CN103233102B (en) | Water-soluble quenching medium used in high-chromium cast iron quenching | |
| CN100529112C (en) | Water soluble environment protection hardening media | |
| CA1197444A (en) | Method of quenching | |
| NO160147B (en) | PROCEDURE FOR BRAKE COOLING OF ALWAYS ON IRON BASE IN A DIFFICULT MEDIUM. | |
| KR840008922A (en) | Aqueous quenching agent containing polyoxazoline | |
| US3224910A (en) | Quenching process | |
| CN107531895A (en) | Use polyamide polyamines and the composition and method of non-polymeric amide amine | |
| EP0224591A4 (en) | Process for producing high-strength seamless steel pipes excellent in sulfide stress corrosion cracking resistance. | |
| Raman | Uses of Rare Earth Metals and Alloys in Metallurgy: Part I. Applications in Ferrous Materials | |
| EP1277845B1 (en) | Quenching method | |
| SU1359313A1 (en) | Hardening medium | |
| Luty | Types of cooling media and their properties | |
| Simons et al. | The Structure of Steel Simply Explained | |
| RU2026421C1 (en) | Hardened medium for thermic working of steel articles | |
| Luo et al. | TEM observation of isothermal martensite and its influence on residual austenite in 1 C-1. 5 Cr steel | |
| Jain | High Temperature Microstructures and Their Properties in Some Mn--Cu--Cr Alloy White Cast Irons | |
| SU569648A1 (en) | Refractory chromium steel | |
| Blinov et al. | Effect of heat treatment on the structural transformations and properties of high-nitrogen chromium steels | |
| Coriolis et al. | Effect of Atmospheres on the Heat Treatment of Metals | |
| AU8904282A (en) | Method of quenching | |
| Loshkarev et al. | Use of commercial-grade lignosulfonate solution for quenched large steel articles | |
| Motoda | Process for Producing High-Strength Seamless Steel Pipes Excellent in Sulfide Stress Corrosion Cracking Resistance |