3、在线淬火过程的主要制约因素

　　3.1 合金的淬火敏感性

　　此因子可表达为单位时间△t 内的温降△Ts 。淬火必须达到一定的冷却速率才能阻止固溶的合金元素在冷却时的析出，获得常温下的过饱和固溶体，达到淬火效果；合金成分不同，所要求的冷却速率也不同。

　　3.2 对流导热系数

　　在线淬火的热传导可以看作是纯粹的对流导热过程，所以特定条件下的对流导热系数hc 为在线淬火过程的重要影响因素。hc 表征特定冷却条件下的对流热传导效率。

　　3.3 型材截面的热应力变形敏感度

　　型材截面的热应力变形敏感度可用型材的截面特征，即型材的单位长度质量w与单位长度散热面积P之比，w/P表征型材本身的散热能力。

　　对流导热系数与型材截面热应力变形敏感度及合金淬火敏感性三者的关系可以通过传热关系表达出来：

图2 淬火冷却曲线示意

　　淬火过程单位时间△t内型材的温降为△Ts =Tx-1－Tx则其释放的热量可表达为：

　　△Q = CP?w?v?△t ?(Tx-1－Tx)……………（1）

　　式中CP 为铝合金的定压比热，v为型材出料速度，Tx-1为单位时间△t起始的型材温度，Tx为单位时间△t终了的型材温度，淬火过程单位时间△t内冷却介质所交换的热量可表达为：

　　△Q＇= hc?P?v?△t ?((Tx-1+Tx)/2－Tl)……………（2）

　　Tl 为冷却流体介质的温度，v为型材出料速度，而P?v?△t为型材的散热面积，(Tx-1+Tx)/2为淬火材料在单位时间△t内的平均温度

　　由热平衡关系：△Q = △Q＇得：

　　CP?w?(Tx-1－Tx) = hc?P?((Tx-1+Tx)/2－Tl)

　　hc = CP?w/P?△Ts/（(Tx-1+Tx)/2－Tl〕……………（3）

　　式中：△Ts/（(Tx-1+Tx)/2－Tl〕为合金淬火敏感性以及型材断面热应力变形敏感性所决定的参数，w/P为型材本身的散热能力特征数，hc 为冷却介质流体的热传导效率。

　　从（3）式可知要达到淬火固溶效果：对于特定的型材断面（w/P为定值），合金淬火敏感性越高（△Ts/（(Tx-1+Tx)/2－Tl）越大），则要求对流导热效率越高（hc越大）。对于特定的合金和一定形状的截面（△Ts/（(Tx-1+Tx)/2－Tl为定值），型材断面散热能力越差（w/P值越大），则要求对流导热效率越高（hc越大），同时由于形状热应力变形敏感性的影响，要保证形状畸变可以接受，对流导热效率又不能过高（hc适度）。