Quenching of Disk-Shaped Components in Aqueous Polymer Solutions

Abstract: In addition to various advantages over oil quenching, quenching in aqueous polymer solutions can also have disadvantages. Under certain conditions, “explosive” phenomena can occur when quenching steel components in such solutions, leading to pressure waves and vibrations in the quenching tank, which can even destroy the weld seams of the tank in the long term. After these processes were analyzed in the past when quenching cylindrical shafts, the processes occurring with horizontally charged disks have now been investigated. The main difference between these two geometries lies in the size of the lower disk end face, which significantly impedes the outflow of evaporated portions of the aqueous polymer solutions and thus has a pronounced influence on the cooling behavior of disk-shaped components. The investigations to be presented here were carried out in a laboratory quenching tank. The type and concentration of the polymer, the flow type and the diameter of the inner bore of the disks were varied. Temperature and conductivity were measured and audio and video recordings were made to characterize the resulting cooling processes. Selected quenching variants are presented in detail in the article. Furthermore, key figures for characterizing the various cooling variants are compared and discussed.
Die Abschreckung in wässrigen Polymerlösungen kann neben diversen Vorteilen gegenüber der Ölabschreckung auch Nachteile aufweisen. Unter bestimmten Bedingungen kann es beim Abschrecken von Stahlbauteilen in derartigen Lösungen zu „explosionsartigen“ Erscheinungen kommen, die zu Druckwellen und Vibrationen im Abschrecktank führen, die auf Dauer sogar Schweißnähte des Tanks zerstören können. Nachdem in der Vergangenheit diese Vorgänge beim Abschrecken von Zylinderwellen analysiert wurden, sind jetzt die ablaufenden Prozesse bei horizontal chargierten Scheiben untersucht worden. Der wesentliche Unterschied zwischen diesen beiden Geometrien liegt in der Größe der unteren Scheibenstirnfläche, die das Abströmen von verdampften Anteilen der wässrigen Polymerlösungen deutlich stärker behindert und damit einen ausgeprägten Einfluss auf das Abkühlverhalten von scheibenförmigen Bauteilen hat. Die hier vorzustellenden Untersuchungen wurden in einem Laborabschrecktank durchgeführt. Variiert wurden die Art und Konzentration des Polymers, die Anströmart und der Durchmesser der Innenbohrung der Scheiben. Zur Charakterisierung der resultierenden Abkühlverläufe wurden Temperatur und Leitfähigkeit gemessen sowie Audio- und Videoaufzeichnungen vorgenommen. Im Beitrag werden ausgewählte Abschreckvarianten im Detail vorgestellt. Ferner werden Kennzahlen zur Charakterisierung der diversen Abkühlvarianten vergleichend gegenübergestellt und diskutiert.

Object Details

• Alternative title: Abschrecken von scheibenförmigen Bauteilen in wässrigen Polymerlösungen
• Location: Deutsche Nationalbibliothek Frankfurt am Main
• Extent: Online-Ressource
• Language: Englisch

References and Relationships

• Bibliographic citation: Quenching of Disk-Shaped Components in Aqueous Polymer Solutions ; volume:79 ; number:2 ; year:2024 ; pages:53-80 ; extent:28 ; HTM - journal of heat treatment and materials ; 79, Heft 2 (2024), 53-80 (gesamt 28)

Contributors, Places and Time

• Creator: Lübben, T. ; Frerichs, F. ; Barbieri, M. ; Buss, L. ; Riefler, N. ; Fritsching, U.

Further information

• DOI: 10.1515/htm-2024-0006
• URN: urn:nbn:de:101:1-2404301549022.655091495671
• Rights: Open Access; Der Zugriff auf das Objekt ist unbeschränkt möglich.
• Last update: 14.08.2025, 11:00 AM CEST