什么是淬火？
淬火是把鋼加熱到臨界溫度以上，保溫一定時(shí)間，然后以大于臨界冷卻速度進(jìn)行冷卻，從而獲得以馬氏體為主的不平衡組織（也有根據(jù)需要獲得貝氏體或保持單相奧氏體）的一種熱處理工藝方法。淬火是鋼熱處理工藝中應(yīng)用最為廣泛的工種工藝方法。
鋼鐵熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。淬火的目的是使過冷奧氏體進(jìn)行馬氏體或貝氏體轉(zhuǎn)變，得到馬氏體或貝氏體組織，然后配合以不同溫度的回火，以大幅提高鋼的剛性、硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度以及韌性等，從而滿足各種機(jī)械零件和工具的不同使用要求。也可以通過淬火滿足某些特種鋼材的鐵磁性、耐蝕性等特殊的物理、化學(xué)性能。將金屬工件加熱到某一適當(dāng)溫度并保持一段時(shí)間，隨即浸入淬冷介質(zhì)中快速冷卻的金屬熱處理工藝。常用的淬冷介質(zhì)有鹽水、水、礦物油、空氣等。淬火可以提高金屬工件的硬度及耐磨性，因而廣泛用于各種工、模、量具及要求表面耐磨的零件（如齒輪、軋輥、滲碳零件等）。通過淬火與不同溫度的回火配合，可以大幅度提高金屬的強(qiáng)度、韌性下降及疲勞強(qiáng)度，并可獲得這些性能之間的配合（綜合機(jī)械性能）以滿足不同的使用要求。
另外淬火還可使一些特殊性能的鋼獲得一定的物理化學(xué)性能，如淬火使永磁鋼增強(qiáng)其鐵磁性、不銹鋼提高其耐蝕性等。淬火工藝主要用于鋼件。常用的鋼在加熱到臨界溫度以上時(shí)，原有在室溫下的組織將全部或大部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。隨后將鋼浸入水或油中快速冷卻，奧氏體即轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。與鋼中其他組織相比，馬氏體硬度最高。淬火時(shí)的快速冷卻會(huì)使工件內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，當(dāng)其大到一定程度時(shí)工件便會(huì)發(fā)生扭曲變形甚至開裂。為此必須選擇合適的冷卻方法。根據(jù)冷卻方法，淬火工藝分為單液淬火、雙介質(zhì)淬火、馬氏體分級(jí)淬火和貝氏體等溫淬火4類。
淬火方式
單介質(zhì)淬火工件在一種介質(zhì)中冷卻，如水淬、油淬。優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，應(yīng)用廣泛。缺點(diǎn)是在水中淬火應(yīng)力大，工件容易變形開裂；在油中淬火，冷卻速度小，淬透直徑小，大型工件不易淬透。雙介質(zhì)淬火工件先在較強(qiáng)冷卻能力介質(zhì)中冷卻到300℃左右，再在一種冷卻能力較弱的介質(zhì)中冷卻，如：先水淬后油淬，可有效減少馬氏體轉(zhuǎn)變的內(nèi)應(yīng)力，減小工件變形開裂的傾向，可用于形狀復(fù)雜、截面不均勻的工件淬火。雙液淬火的缺點(diǎn)是難以掌握雙液轉(zhuǎn)換的時(shí)刻，轉(zhuǎn)換過早容易淬不硬，轉(zhuǎn)換過遲又容易淬裂。為了克服這一缺點(diǎn)，發(fā)展了分級(jí)淬火法。分級(jí)淬火工件在低溫鹽浴或堿浴爐中淬火，鹽浴或堿浴的溫度在Ms點(diǎn)附近，工件在這一溫度停留2min～5min，然后取出空冷，這種冷卻方式叫分級(jí)淬火。分級(jí)冷卻的目的，是為了使工件內(nèi)外溫度較為均勻，同時(shí)進(jìn)行馬氏體轉(zhuǎn)變，可以大大減小淬火應(yīng)力，防止變形開裂。分級(jí)溫度以前都定在略高于Ms點(diǎn)，工件內(nèi)外溫度均勻以后進(jìn)入馬氏體區(qū)。改進(jìn)為在略低于Ms點(diǎn)的溫度分級(jí)。實(shí)踐表明，在Ms點(diǎn)以下分級(jí)的效果更好。例如，高碳鋼模具在160℃的堿浴中分級(jí)淬火，既能淬硬，變形又小，所以應(yīng)用很廣泛。
等溫淬火
工件在等溫鹽浴中淬火，鹽浴溫度在貝氏體區(qū)的下部（稍高于Ms），工件等溫停留較長(zhǎng)時(shí)間，直到貝氏體轉(zhuǎn)變結(jié)束，取出空冷。等溫淬火用于中碳以上的鋼，目的是為了獲得下貝氏體，以提高強(qiáng)度、硬度、韌性和耐磨性。低碳鋼一般不采用等溫淬火。表面淬火表面淬火是將鋼件的表面層淬透到一定的深度，而心部分仍保持未淬火狀態(tài)的一種局部淬火的方法。表面淬火時(shí)通過快速加熱，使剛件表面很快到淬火的溫度，在熱量來不及穿到工件心部就立即冷卻，實(shí)現(xiàn)局部淬火。感應(yīng)淬火感應(yīng)加熱就是利用電磁感應(yīng)在工件內(nèi)產(chǎn)生渦流而將工件進(jìn)行加熱。寒粹以浸入冷卻能力強(qiáng)的寒冰水溶液，作為冷卻介質(zhì)的淬火冷卻。局部淬火僅對(duì)工件需要硬化的局部進(jìn)行的淬火。氣冷淬火專指在真空中加熱和在高速循環(huán)的負(fù)壓、常壓或高壓的中性和惰性氣體中進(jìn)行的淬火冷卻。表面淬火僅對(duì)工件表層進(jìn)行的淬火，其中包括感應(yīng)淬火、接觸電阻加熱淬火、火焰淬火、激光淬火、電子束淬火等。風(fēng)冷淬火以強(qiáng)迫流動(dòng)的空氣或壓縮空氣作為冷卻介質(zhì)的淬火冷卻。鹽水淬火以鹽類的水溶液作為冷卻介質(zhì)的淬火冷卻。有機(jī)溶液淬火以有機(jī)高分子聚合物的水溶液作為冷卻介質(zhì)的淬火冷卻。噴液淬火用噴射液流作為冷卻介質(zhì)的淬火冷卻。噴霧冷卻工件在水和空氣混合噴射的霧中進(jìn)行的淬火冷卻。熱浴冷卻工件在熔鹽、熔堿、熔融金屬或高溫油等熱浴中進(jìn)行的淬火冷卻，如鹽浴淬火、鉛浴淬火、堿浴淬火等。雙液淬火工件加熱奧氏體化后先浸入冷卻能力強(qiáng)的介質(zhì)，在組織即將發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)立即轉(zhuǎn)入冷卻能力弱的介質(zhì)中冷卻。加壓淬火工件加熱奧氏體化后再特定夾具夾持下進(jìn)行的淬火冷卻，其目的在于減少淬火冷卻畸變。透淬工件從表面至心部全部硬化的淬火。等溫淬火工件加熱奧氏體化后快冷卻到貝氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間等溫保持，使奧氏體變成貝氏體的淬火。分級(jí)淬火工件加熱奧氏體化后浸入溫度稍高或稍低于M1點(diǎn)的堿浴或鹽浴中保持適當(dāng)時(shí)間、在工件整體達(dá)到介質(zhì)溫度后取出空冷以獲得馬氏體的淬火。亞溫淬火亞共析鋼制工件在Ac1-Ac3溫度區(qū)間奧氏體化后淬火冷卻，獲得馬氏體及鐵素體組織的淬火。直接淬火工件滲入碳后直接淬火冷卻的工藝。兩次淬火工件滲碳冷卻后，先高于Ac3的溫度奧氏體化并淬冷以細(xì)化心部組織，隨即在略髙于Ac3的溫度奧氏體化以細(xì)化滲層組織的淬火。自冷淬火工件局部或表層快速加熱奧氏體化后，加熱區(qū)的熱量自行向未加熱區(qū)傳到，從而使奧氏體化區(qū)迅速冷卻的淬火。
