淬（cuì）火工藝是將（jiāng）鋼加熱到AC3或AC1點以上某一（yī）溫度，保（bǎo）持一定時間，然後以（yǐ）適當速（sù）度冷卻獲得馬氏體（tǐ）和（或）貝氏體（tǐ）組織的熱處理工藝。

淬火的目的是（shì）提高硬度、強度、耐磨性以滿足零件的使用性能。淬火工藝應用最為廣泛，如工具、量具、模具、軸承、彈簧和汽車、拖拉（lā）機（jī）、柴油機、切削加工機床、氣動工具、鑽探機械（xiè）、農機具、石（shí）油機械、化工機械、紡織機械、飛機等（děng）零件都在使用淬火工藝。

（1）加熱溫度

淬（cuì）火加熱溫度根據鋼的成分、組織和不同的性能要求來確（què）定。亞共析鋼是AC3+（30～50℃）；共析鋼和過共析鋼（gāng）是AC1+（30～50℃）。

亞共析鋼淬火加熱溫（wēn）度若選（xuǎn）用低於（yú）AC3的溫度，則（zé）此時鋼尚未（wèi）完全（quán）奧氏體化，存在有部分未轉變的鐵素體，淬火後（hòu）鐵（tiě）素體仍保留在淬火組織中。鐵素體的硬度較低，從而使淬火後的（de）硬度達不到要求，同時也會影響其他力學性能。若將亞共析鋼加（jiā）熱到遠高（gāo）於AC3溫度淬火，則奧氏體（tǐ）晶粒回顯著粗大，而破壞淬火後的性能。所以亞共析鋼淬火加熱溫（wēn）度選用AC3+（30～50℃），這樣既保證充分奧氏體化，又保持奧氏（shì）體（tǐ）晶粒的細小。

過共析（xī）鋼的淬火加熱溫度一般（bān）推薦為AC1+（30～50℃）。在實際（jì）生產中還根據情況適當提高20℃左右。在此溫度範圍內加（jiā）熱，其組織為細小晶粒的奧氏體和部分細小均勻分布的未溶碳化（huà）物。淬火後除極少數殘餘奧氏（shì）體外，其組織為片（piàn）狀馬氏體基體上均（jun1）勻分布（bù）的細小的碳化物質點。這樣的組織（zhī）硬度高、耐磨性號，並且脆性相對（duì）較少。

過共析鋼的淬火加（jiā）熱溫（wēn）度不能低於AC1，因為此時鋼材尚未奧氏體化（huà）。若加熱到略高於AC1溫度時，珠光體（tǐ）完全轉變承奧氏體（tǐ），並又少量的滲碳體溶入奧氏體。此時奧氏體晶粒細（xì）小，且其碳的質量分數（shù）已稍（shāo）高與共析成分。如果繼續升高溫度，則二次（cì）滲碳（tàn）體不（bú）斷溶入奧（ào）氏體，致使奧氏體晶粒不斷長大，其碳濃度不斷升高，會導致淬火變形傾向增大、淬火組織顯微裂紋增多及脆性增大。同（tóng）時由於奧氏體含碳量過高，使淬（cuì）火後殘餘奧氏（shì）體數量（liàng）增多，降低（dī）工件的硬度和耐磨性。因此過共析鋼的淬火加熱溫度（dù）高於AC1太多（duō）是不合適（shì）的，加熱到完（wán）全奧氏體化的ACm或以上溫（wēn）度就更不合（hé）適。

在生產實（shí）踐中（zhōng）選擇工（gōng）件的淬火加熱溫度時（shí），除了遵守上述一般原則外，還要考慮工件的化學成分、技術要（yào）求、尺（chǐ）寸形狀、原始組織以及加熱設（shè）備、冷卻介（jiè）質等諸多因素的影響，對加熱溫度予以適（shì）當（dāng）調整。如合金鋼（gāng）零件，通常取（qǔ）上限（xiàn），對於形狀（zhuàng）複（fù）雜（zá）零件取下限。

強韌化新工藝選用的（de）淬火加熱溫度與常用淬火溫度有所區別（bié）。如（rú）亞溫淬火是亞共析鋼在略低（dī）於（yú）AC3的溫度奧氏體化後淬火，這樣可提高韌性，降低脆性轉（zhuǎn）折溫度，並可消除回火脆（cuì）性。如45、40Cr、60Si2等材料製成的工（gōng）件亞溫淬火加（jiā）熱溫度為AC3－（5～10℃）。

采用（yòng）高溫淬（cuì）火可獲得較多的板條狀馬氏體或使全部板條馬氏體提高強度和韌性。如16Mn鋼在940℃淬火，5CrMnMo鋼在890℃淬火，20CrMnMo鋼在920℃淬火，效果較好。

高碳鋼低（dī）溫、快速、短時加熱淬火，適當降低高碳鋼（gāng）的淬火加熱溫度，或采用快速加熱及縮短保溫時間的辦法，可減少奧氏（shì）體的碳含（hán）量，提高鋼的韌性。

（2）保溫時間

為（wéi）了使（shǐ）工件內外各（gè）部分（fèn）均完成組織轉變、碳化物溶解及奧氏體的成分均勻化，就必須在淬火加熱溫度保溫一（yī）定時間，既保溫時間。

（3）淬火介（jiè）質

工（gōng）件進行淬火冷卻所使用的介質稱為淬火冷卻介質（或淬火介（jiè）質）。理想（xiǎng）的淬火介質應具備的條件是使工件（jiàn）既能淬成馬氏（shì）體，又不致引起太大的淬火應力。這就要求在C曲線的“鼻子”以上溫度緩冷，以減小急冷所產生的熱應力；在“鼻子”處冷卻速度要大於（yú）臨界冷卻速度，以保證過冷奧氏（shì）體不發生非（fēi）馬氏體轉變；在“鼻子”下方，特別使Ms點一（yī）下溫度時，冷卻速度應盡（jìn）量小，以減小組織轉變的應力。

常用的淬火介質有水、水（shuǐ）溶液、礦物油、熔（róng）鹽（yán）、熔堿等。

● 水

水是冷卻能力較強的淬火介質。來源廣、價格（gé）低（dī）、成分穩定（dìng）不易變質。缺點是在C曲線的“鼻子”區（500～600℃左右），水處於蒸汽膜階段，冷卻（què）不夠快，會形成“軟點”；而在馬氏體轉變溫（wēn）度（dù）區（300～100℃），水（shuǐ）處（chù）於沸騰階段，冷卻（què）太快，易使馬（mǎ）氏體轉變速度過快而產（chǎn）生很大的內應力（lì），致使工件變形甚至開裂。當水溫升高，水中含有較多氣體或水中混入不溶雜質（如油、肥皂（zào）、泥漿等），均會顯著降低其冷卻能力。因此水（shuǐ）適用於（yú）截麵尺寸不大、形狀簡（jiǎn）單的碳素鋼工件的淬（cuì）火冷卻。

● 鹽（yán）水和堿水

在水中加入適量的食鹽和堿，使高溫工件浸入該冷卻介質後，在蒸汽膜階（jiē）段析出鹽和堿的晶體並立即爆（bào）裂，將蒸汽（qì）膜破壞，工件表麵的氧化皮也被炸碎，這樣可以提（tí）高介質在高溫區（qū）的冷卻能力。其缺點是介質的腐蝕性（xìng）大。

一般情況下，鹽水的濃度為10％，苛性鈉水溶液的濃度為10％～15％。可用作（zuò）碳鋼及低合金（jīn）結構鋼工件的淬火介質，使用溫度不應超過60℃，淬火（huǒ）後應及時（shí）清（qīng）洗並進行防鏽處理。

● 油

冷卻介質一般采（cǎi）用礦物質油（礦物油）。如機油（yóu）、變壓器（qì）油和柴油等（děng）。機油一般采用10號、20號、30號機油，油的號越大，黏度越大，閃點越高，冷卻能力越低，使用溫度（dù）相應提高。

目前使用的（de）新型淬火油主要有高速淬火油、光（guāng）亮淬火油和真空淬火油（yóu）三種（zhǒng）。

高速淬火油是在高溫區冷卻（què）速度得到提（tí）高的淬火油。獲得高速淬火油（yóu）的基本途徑有兩種，一種（zhǒng）是選取不同類（lèi）型和（hé）不同黏度的礦物油，以適當的配（pèi）比相互混合（hé），通過提高特性溫度來提高高溫區冷卻能力；另一種是在普通淬火油中加入添加劑，在（zài）油中（zhōng）形成粉灰狀浮遊物。添加劑遊磺酸的鋇鹽、鈉（nà）鹽、鈣鹽以及磷酸鹽、硬脂酸鹽等。生產（chǎn）實踐表明，高速淬火油在過冷（lěng）奧氏體不穩定區冷卻速度明顯（xiǎn）高於普通淬火油，而在低（dī）溫馬氏體轉變區冷速（sù）與普通淬（cuì）火油相接近（jìn）。這樣既可得到較高的淬透性（xìng）和淬硬性，又大大減少了變形，適用於形狀複雜的合金鋼工件的（de）淬火。

光亮淬火油能使工件在淬火後保持光亮表麵。在礦物油中（zhōng）加（jiā）入不同性質的高分子（zǐ）添加物（wù），可獲得（dé）不同冷卻速度的光亮淬火油。這些添加物的主要成分（fèn）是光亮劑，其作用是將不溶解於油的老化產物懸浮起來，防止在工件上積聚和（hé）沉澱。另外，光亮淬火油添加劑中還含有抗氧化劑（jì）、表麵活性劑和催（cuī）冷劑等。

真空淬火油是用於真空熱（rè）處理淬火的冷卻介質。真空（kōng）淬（cuì）火油必須具備低的飽（bǎo）和蒸汽壓（yā），較高而穩定（dìng）的冷卻能力以及良好的光亮性和熱穩定性（xìng），否則會影響真空熱處理的效果。

鹽（yán）浴和堿浴淬火介質一般用在分（fèn）級淬火和等溫淬火中。

● 新型淬火劑

有聚（jù）乙烯醇水溶液和三硝水（shuǐ）溶液等。

聚（jù）乙烯醇常（cháng）用質量分數為0.1％～0.3％之間的水溶液，共冷卻（què）能力介於水和油（yóu）之（zhī）間。當工件淬入該溶液時，工件表麵形成一層蒸汽膜和一層凝膠薄膜，兩（liǎng）層膜（mó）使加熱（rè）工件冷卻。進入沸騰階段後（hòu），薄膜破裂，工件（jiàn）冷卻加快，當（dāng）達到低溫時，聚乙烯醇凝（níng）膠膜複又形成，工件冷卻速度又下降（jiàng），所以這種溶液在高（gāo）、低溫區冷卻能力低（dī），在中溫區冷卻能（néng）力高，有（yǒu）良好的冷卻特性。

三硝水溶液由25％硝酸鈉+20％亞（yà）硝酸鈉+20％硝酸鉀+35％水組成。在高（gāo）溫（650～500℃）時由於鹽（yán）晶體析出，破還蒸汽膜形成，冷卻能力接（jiē）近於（yú）水。在（zài）低溫（300～200℃）時由於（yú）濃度極高，流動性差，冷卻（què）能力接近於油，故其可代替水－油雙介質淬火。

（4）冷（lěng）卻方法

生產實踐中應用最廣泛（fàn）的淬火分（fèn）類（lèi）是以冷卻方式的不同劃分（fèn）的。主要有單液淬火、雙液淬火、分級淬火和等溫淬（cuì）火等。

● 單液（yè）淬火

是將奧氏體化工件浸入某一種淬火介質種，一直冷卻到室溫的淬火操作方法。單（dān）液淬火介質有水、鹽水、堿水、油及專門配製（zhì）的淬火劑等。一（yī）般情況下碳素鋼淬火，合（hé）金鋼淬油。

單液淬火操作簡（jiǎn）單，有利於實現（xiàn）機械化（huà）和自動化。其缺點是冷速受介質冷卻特性的限製而影響淬火質（zhì）量。單液淬（cuì）火對碳素鋼而言隻適用於形狀較（jiào）簡單的工件。

● 雙液淬火（huǒ）

是將奧氏體化工件先浸入一種冷卻能力強的介質，在（zài）鋼件還未（wèi）達（dá）到該淬火介質溫度之間即取出，馬上浸入另一（yī）種冷卻能力弱的（de）介質中冷卻，如先水後（hòu）油、先水（shuǐ）後空氣等。雙液淬火減少變形和開裂傾向（xiàng），操作不好掌握，在應用方麵有一定的局限性。

● 馬氏體分（fèn）級淬火

是將奧（ào）氏體化工件先浸（jìn）入溫度稍（shāo）高或（huò）稍低（dī）於鋼的馬氏體點的液態介質（鹽（yán）浴或堿浴）中，保持適當的時間，待鋼件（jiàn）的內、外層都達到介質溫度後取出空冷，以獲得馬氏（shì）體組（zǔ）織的淬火工藝，也（yě）稱分（fèn）級淬火（huǒ）。

分級淬火由於在分級溫度停留（liú）到工件內（nèi）外溫度一致後空冷，所以能有效地減少（shǎo）相變應力和（hé）熱應力，減少淬火變形（xíng）和開裂傾向。分級淬火適（shì）用於對於變形要求高的合金鋼和高合金（jīn）鋼工件，也可用於截麵尺寸不（bú）大、形狀複雜地碳素鋼工件（jiàn）。

● 貝氏體等溫淬火

是將鋼件奧氏體化（huà），使之快冷到貝氏體轉變溫度區間（260～400℃）等溫（wēn）保持，使奧氏體（tǐ）轉變為（wéi）貝氏（shì）體的淬（cuì）火工藝（yì），有（yǒu）時也叫（jiào）等溫淬火。一般保（bǎo）溫時間為30～60min。

● 複合淬火（huǒ）

將工件急冷至Ms以下獲得10％～20％馬氏體，然後（hòu）在下（xià）貝（bèi）氏體（tǐ）溫度區等溫。這種（zhǒng）冷卻方法可使較大截麵地工件獲得組織M+B組織。預淬時（shí）形成的馬氏體可促進貝氏體轉變，在等溫時又使馬氏（shì）體回火。複合淬火（huǒ）用於合金工具鋼（gāng）工件，可避免第一（yī）類回火脆性，減少殘餘奧氏體量即（jí）變形開（kāi）裂傾向。

特殊工件也采用壓縮空氣淬火、噴霧淬火（huǒ）、噴流淬火。