
【機】 critical cooling velocity
critical
【醫】 crisis
【機】 cooling velocity
臨界冷卻速度(Critical Cooling Rate)是材料科學與熱處理領域的重要概念,指材料在特定溫度區間内冷卻時,能夠完全抑制非期望相變(如珠光體或貝氏體形成)所需的最小冷卻速率。該參數直接影響金屬材料的微觀組織和力學性能,例如在鋼的淬火工藝中,臨界冷卻速度決定了能否獲得全馬氏體組織。
從漢英詞典角度解析,該術語對應的英文表述為"Critical Cooling Rate (CCR)",部分文獻中也使用"Critical Quenching Rate"。其核心定義包含兩要素:(1)冷卻速率阈值;(2)相變抑制目标。根據ASM International發布的《金屬手冊》,臨界冷卻速度可通過連續冷卻轉變(CCT)曲線測定,數學表達式為: $$ frac{dT}{dt} geq left( frac{partial T}{partial t} right)_{crit} $$ 其中$T$代表溫度,$t$為時間。
中國機械工程學會熱處理分會的實驗數據顯示,該參數受三大因素影響:
在工業應用中,美國麻省理工學院材料系的研究表明,控制臨界冷卻速度對航空航天用高強度鋼(如300M鋼)的疲勞強度提升具有決定性作用。典型參考值範圍為30-200°C/秒,具體取決于材料成分和熱處理目标。
臨界冷卻速度是材料科學中的重要概念,指合金或鋼在冷卻過程中避免發生非期望相變所需的最小冷卻速度,通常與獲得特定組織(如馬氏體或非晶态)相關。以下從定義、應用、影響因素及與淬透性關系等方面展開說明:
臨界冷卻速度與鋼的淬透性呈負相關,即臨界冷卻速度越小,淬透性越好(材料更易在較慢冷卻時形成馬氏體)。
通過連續冷卻轉變(CCT)曲線和等溫轉變(TTT)曲線分析相變過程,确定臨界冷卻速度的數值範圍。
如需更完整的實驗數據或具體材料案例,可參考搜狗百科及材料熱處理專業文獻。
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