熱處理生產中使用全損耗系統用油淬火冷卻存在兩個主要問題：①尺寸較大的工件，油冷處理時出現硬度偏低，力學性能不能滿足技術條件的現象。②油冷處理勞動條件差、易引起火災和污染環境。為了克服油冷處理的缺點和弊端，出現了許多新型的淬火冷卻介質，其中以水基聚合物淬火冷卻介質的應用最為廣泛。從可持續發展和技術發展的角度看，水基聚合物淬火冷卻介質取代油也是一個必然趨勢。

本文以40CrNiMo合金鋼鍛件為載體，開展水基聚合物淬火冷卻介質取代油冷的可行性研究。研究水基聚合物淬火冷卻介質對鍛件組織和性能的影響，從而為其在熱處理生產中的應用提供重要的技術參考。

1.試驗材料

（1） 40CrNiMo合金鋼鍛件

40CrNiMo合金鋼的主要成分見表1，采用模鍛成形，鍛件最厚處為30mm。

（2）KR6480淬火冷卻介質

KR6480淬火冷卻介質是由聚烷撐乙二醇類有機聚合物（主要成分）、抗腐蝕劑、殺菌劑和其他添加劑組成的高濃度溶液，使用時稀釋至合適的濃度，KR6480逆溶點為75℃±3℃。原液的特性數據，如表2所示。

2.試驗設備

中溫箱式電阻爐、KR智能型淬火介質冷卻特性測試儀、手持式折光儀、50kN電子拉力試驗機、持久試驗機、金相顯微鏡等。

3.試驗方法

40CrNiMo鍛件采用相同的正火和調質工藝，只是淬火后采用不同淬火冷卻介質冷卻。測試各種狀態鍛件的組織和性能，考察應用不同淬火冷卻介質，對鍛件組織和性能的影響。

二、試驗結果

1.不同濃度KR6480的冷卻特性試驗結果

不同濃度淬火冷卻介質的冷卻特性數據，如表3所示。

2.KR6480淬火冷卻介質在不同液溫下的冷卻特性試驗結果

測試8%、15%、30%、40%四種濃度的淬火冷卻介質在20℃、30℃和50℃三種液溫下的冷卻特性數據，如表4所示，不同溫度冷卻曲線如圖l所示。

3.鍛件組織和性能測試結果

（1）鍛件組織測試結果

不同熱處理狀態鍛件的金相組織如圖2~圖6所示。各組鍛件的組織均為典型的素氏體。

（2）鍛件性能測試結果

熱處理后檢測試件硬度和送檢沖擊和拉伸性能。檢測結果如表5所示。

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