热处理生产中使用全损耗系统用油淬火冷却存在两个主要问题：①尺寸较大的工件，油冷处理时出现硬度偏低，力学性能不能满足技术条件的现象。②油冷处理劳动条件差、易引起火灾和污染环境。为了克服油冷处理的缺点和弊端，出现了许多新型的淬火冷却介质，其中以水基聚合物淬火冷却介质的应用最为广泛。从可持续发展和技术发展的角度看，水基聚合物淬火冷却介质取代油也是一个必然趋势。

本文以40CrNiMo合金钢锻件为载体，开展水基聚合物淬火冷却介质取代油冷的可行性研究。研究水基聚合物淬火冷却介质对锻件组织和性能的影响，从而为其在热处理生产中的应用提供重要的技术参考。

1.试验材料

（1） 40CrNiMo合金钢锻件

40CrNiMo合金钢的主要成分见表1，采用模锻成形，锻件最厚处为30mm。

（2）KR6480淬火冷却介质

KR6480淬火冷却介质是由聚烷撑乙二醇类有机聚合物（主要成分）、抗腐蚀剂、杀菌剂和其他添加剂组成的高浓度溶液，使用时稀释至合适的浓度，KR6480逆溶点为75℃±3℃。原液的特性数据，如表2所示。

2.试验设备

中温箱式电阻炉、KR智能型淬火介质冷却特性测试仪、手持式折光仪、50kN电子拉力试验机、持久试验机、金相显微镜等。

3.试验方法

40CrNiMo锻件采用相同的正火和调质工艺，只是淬火后采用不同淬火冷却介质冷却。测试各种状态锻件的组织和性能，考察应用不同淬火冷却介质，对锻件组织和性能的影响。

二、试验结果

1.不同浓度KR6480的冷却特性试验结果

不同浓度淬火冷却介质的冷却特性数据，如表3所示。

2.KR6480淬火冷却介质在不同液温下的冷却特性试验结果

测试8%、15%、30%、40%四种浓度的淬火冷却介质在20℃、30℃和50℃三种液温下的冷却特性数据，如表4所示，不同温度冷却曲线如图l所示。

3.锻件组织和性能测试结果

（1）锻件组织测试结果

不同热处理状态锻件的金相组织如图2~图6所示。各组锻件的组织均为典型的素氏体。

（2）锻件性能测试结果

热处理后检测试件硬度和送检冲击和拉伸性能。检测结果如表5所示。

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