如何从冷却特性选用淬火介质

淬火冷却介质及其应用技术漫谈1 前言十几年来，本文作者一直工作在淬火介质及其应用技术领域。

下面介绍的是作者多年工作的一些体会、经验和部分工作成果。

首先谈谈冷却介质在淬火冷却技术领域中的地位和作用。

接着，介绍淬火介质主要品种的特点、用途和根据情况和需要选择淬火介质的原则方法，以及介质的使用维护知识和经验。

最后介绍分析和解决淬火变形问题的三要素和硬度差异法。

2 冷却介质是冷却技术的龙头和中心冷却是热处理生产的重要组成部分。

热处理的冷却包括要求缓慢冷却的退火，以空冷为主的正火，以及通过快冷来获得马氏体组织的淬火等。

其中，淬火冷却要求高、技术难度大，一直是热处理生产关注的重点。

当前，绝大多数工件的淬火都是在水性淬火介质或油中进行的，因此本文重点讨论通用型的水性和油性介质。

众所周知，如果钢件淬火冷却速度过慢，就不能获得要求的淬火硬度和淬硬层深度；而冷却速度过快，又可能引起淬裂和过深的淬硬层。

同时，淬火冷却速度过快或冷却速度不足，都可能引起工件的超差变形。

不仅如此，冷却过程中，工件的形状越复杂，不同部位温度差就越大，要得到不淬裂和没有超差变形就越难。

淬火冷却技术的第一步是选择适合的淬火介质。

一般说，合适的标准首先是在单件淬火条件下能满足热处理要求。

仅仅作单件淬火时，淬火冷却的不均匀性主要表现在同一个工件上。

通常采取选择合适的淬火介质，加上适当的淬火操作方式，特别是手工操作方式，来解决单件淬火的均匀性问题。

现1代的热处理生产则以大量、连续，以及长期不断生产为特点。

相应地，淬火冷却的不均匀性也就增加到四个方面。

第一，同一工件不同部位在淬火冷却上的差异，这是单件淬火就存在的问题。

第二，同批淬火的工件，因放置的部位不同，冷却环境不尽相同所引起的不均匀性。

第三，不同批次淬火的工件，因淬火介质的温度和相对流速变化等原因引起的不均匀性。

第四，长期生产中，因介质受污染，加上淬火介质本身的变化，所引起的不同时期的淬火效果上的差异。

先进的淬火介质及冷却技术I 淬火介质一、石油基淬火油根据冷速分为常规淬火油、中速淬火油、快速淬火油，常规淬火油用于高淬透性钢的淬火冷却，而中等冷速的淬火油用于中高淬透性的钢淬火冷却，而快淬火油用于低淬透性钢。

钢中的Me 含量不仅影响到钢的淬透性，同时也因增加了相当的C 的当量，而改变了其Ms 。

/5/5/10/10eq C C Mn Mo Cr Ni =++++当C%变化时，Ms 也将发生变化：0.2%～430℃；0.4%～360℃；1.0%～250℃另一类主要的石油基淬火油是分级淬火油，它可以被加热到（100～200℃）接近Ms 点的热油中均温以减少温差应力。

它具有优异的热稳定性，（精制加高效的组合氧化剂），使用温度一般要低于其闪点50℃。

二、植物油基淬火油石油基淬火油性能稳定，但它是不可再生的一次性资源，更是地下水的主要污染源。

而植物油淬火油基可以克服这些缺点，它有如下优点和不足。

1、优点：①容易生物降解；②低无毒性；③良好润滑性；④资源能再生；⑤供应充足；⑥闪点和燃点高。

2、缺点：①水解稳定性差；②氧化稳定性差；③表面粘附；④粘度范围窄；⑤有不同的气味；⑥价格偏高。

和矿物油的比较，植物油的稳定性差，但可利用现代添加剂技术可改善它的水解稳定性和氧化稳定性。

比如好富顿公司开发的以Canola 植物油为基础油添加抗氧化剂的植物基淬火油①具有良好的抗氧化稳定性。

②其降解性比石油基淬火油高5倍。

③而且几乎没有蒸位膜阶段，在1300～110F 温度范围为V 冷↑（这对大多数钢而言正是要求快冷区）。

④900～250F 温度范围内具有较慢的V 冷从而可减少淬火的变形。

⑤闪点高达332℃（630F ）而一般石油基淬火油的闪点为177～232℃（350～450F ）燃点也比石油基的高约160℃。

三、聚合物淬火介质它是有机聚合物和防锈添加剂，杀菌剂、消泡剂等组成水溶液，淬火时在热工件周围会形成一层聚合物的高集层（膜），它的优点是：1、环保：无油淬的烟雾，不但环保而且消除火灾隐患，无毒性。

冷却特性曲线的说明淬火介质的冷却过程分三个阶段：蒸汽膜阶段、沸腾冷却阶段、对流冷却阶段（见下图所示）。

用符合ISO9950标准的ivf冷却特性测试仪测出的冷却特性曲线（如下图）有几个特征值对淬火油的淬硬能力有重要影响。

第一个是油蒸汽膜冷却阶段向沸腾冷却阶段转变的温度，即图中A点对应的温度，叫做（上）特征温度;第二个是出现最高冷却速度的温度，即图中B点对应的温度;第三个是最高冷却速度值，即B点对应的冷却速度值;第四个是对流开始温度，即C点对应的温度。

如何从冷却特性选用淬火介质热处理淬火介质，用的首先是它的冷却性能。

因此，在确定介质的类别后，我们主张按介质的冷却特性来选择介质的品种。

比如，当我们确定应当选用快速淬火油后，具体的品种就应当根据工件特点和热处理要求从油的冷却速度分布上去选。

不管选用何种淬火介质，大致都可以按以下五条原则进行选择。

一看钢的含碳量多少── 含碳量低的钢有可能在冷却的高温阶段析出先共析铁素体，其过冷奥氏体最易发生珠光体转变的温度（即所谓"鼻尖"位置的温度）较高，马氏体起点（Ms）也较高。

因此，为了使这类钢制的工件充分淬硬，所用的淬火介质应当有较短的蒸汽膜阶段，且其出现最高冷却速度的温度应当较高。

相反，对含碳量较高的钢，淬火介质的蒸汽膜阶段可以更长些，出现最高冷却速度的温度也应当低些。

二看钢的淬透性高低——淬透性差的钢要求用冷却速度快的淬火介质，淬透性好的钢则可以用冷却速度慢一些的介质。

通常，随着钢的淬透性提高，过冷奥氏体分解转变的“C”曲线会向右下方移动。

所以，对淬透性差的钢，选用的淬火介质出现最高冷却速度的温度应当高些；而淬透性好的钢则低些。

有些淬透性好的钢过冷奥氏体容易发生贝氏体转变，要避开其贝氏体转变，也要求有足够快的低温冷却速度。

三看工件的有效厚度大小——如果工件的表面一冷到Ms点，就立即大大减慢介质的冷却速度，则工件内部的热量向淬火介质散失的速度也就立即放慢，这必然使工件表面一定深度以内的过冷奥氏体冷不到Ms点就发生非马氏体转变，其结果，淬火后工件只有很薄的马氏体层。

淬火介质相关知识汇总一、主要技术参数1、冷却特性1.1、冷却速度曲线当前，国内外多以国际标准方法（ISO9950）测定，并用冷却速度曲线来表征淬火介质的冷却特性。

但是，对特定工件（即在钢种、形状大小和热处理要求一定）的情况下，如何从冷却特性上去选择合适的淬火介质？在生产现场，一个淬火槽中往往要淬多种不同钢种、形状、大小和热处理要求的工件。

在这种情况下，如何选定它们共同适用的一种淬火液？从普通机油和自来水的冷却速度分布（如图1）可以看出，普通机油的冷却速度慢，因而不少工件在其中淬不硬；而自来水的冷却速度又太快，以致于多数钢种不能在其中淬火。

如果将机油的冷却速度提高，该工件淬火硬度也会相应提高，当机油的冷却速度提高到图2中带齿线水平时，该工件刚好可以得到要求的淬火硬度，我们把它叫做允许的最低冷速分布线。

同时，研究表明，自来水引起淬裂和变形，是自来水冷却太快，尤其是钢件冷到其过冷奥氏体发生马氏体转变的温度范围时受到的冷却太快的缘故。

于是又可以推知，如果能降低自来水的冷却速度，尤其是在工件冷到较低的温度以后的淬火冷却速度，就可以减小工件淬裂的危险。

假定自来水冷却速度降到图3中带齿线所示的水平时，该类工件便不会再淬裂了，我们把这条线叫做此工件已确定条件下允许的最高冷速分布线。

把图2和图3合在一起，可以得到该工件能同时获得前述三项淬火效果的淬火介质的冷却速度分布范围，如图4所示。

图中，只要所选的淬火介质的冷却速度分布曲线能全部落入这两条曲线之间的区域内，不管是快速淬火油还是水溶性淬火液，也不管这些淬火介质的冷却速度分布有何不同，上述工件在其中淬火都可以同时获得所希望的淬硬而又不裂的效果。

1.2淬火介质的冷却过程分三个阶段：蒸汽膜阶段、沸腾冷却阶段、对流冷却阶段（见下图所示）用符合ISO9950标准的ivf冷却特性测试仪测出的冷却特性曲线（如下图）有几个特征值对淬火油的淬硬能力有重要影响。

第一个是油蒸汽膜冷却阶段向沸腾冷却阶段转变的温度，即图中A点对应的温度，叫做（上）特征温度;第二个是出现最高冷却速度的温度，即图中B点对应的温度;第三个是最高冷却速度值，即B点对应的冷却速度值;第四个是对流开始温度，即C点对应的温度。

冷却特性曲线的说明淬火介质的冷却过程分三个阶段：蒸汽膜阶段、沸腾冷却阶段、对流冷却阶段（见下图所示）。

用符合ISO9950标准的ivf冷却特性测试仪测出的冷却特性曲线（如下图）有几个特征值对淬火油的淬硬能力有重要影响。

第一个是油蒸汽膜冷却阶段向沸腾冷却阶段转变的温度，即图中A点对应的温度，叫做（上）特征温度;第二个是出现最高冷却速度的温度，即图中B点对应的温度;第三个是最高冷却速度值，即B点对应的冷却速度值;第四个是对流开始温度，即C点对应的温度。

如何从冷却特性选用淬火介质热处理淬火介质，用的首先是它的冷却性能。

因此，在确定介质的类别后，我们主张按介质的冷却特性来选择介质的品种。

比如，当我们确定应当选用快速淬火油后，具体的品种就应当根据工件特点和热处理要求从油的冷却速度分布上去选。

不管选用何种淬火介质，大致都可以按以下五条原则进行选择。

一看钢的含碳量多少── 含碳量低的钢有可能在冷却的高温阶段析出先共析铁素体，其过冷奥氏体最易发生珠光体转变的温度（即所谓"鼻尖"位置的温度）较高，马氏体起点（Ms）也较高。

因此，为了使这类钢制的工件充分淬硬，所用的淬火介质应当有较短的蒸汽膜阶段，且其出现最高冷却速度的温度应当较高。

相反，对含碳量较高的钢，淬火介质的蒸汽膜阶段可以更长些，出现最高冷却速度的温度也应当低些。

二看钢的淬透性高低——淬透性差的钢要求用冷却速度快的淬火介质，淬透性好的钢则可以用冷却速度慢一些的介质。

通常，随着钢的淬透性提高，过冷奥氏体分解转变的“C”曲线会向右下方移动。

所以，对淬透性差的钢，选用的淬火介质出现最高冷却速度的温度应当高些；而淬透性好的钢则低些。

有些淬透性好的钢过冷奥氏体容易发生贝氏体转变，要避开其贝氏体转变，也要求有足够快的低温冷却速度。

三看工件的有效厚度大小——如果工件的表面一冷到Ms点，就立即大大减慢介质的冷却速度，则工件内部的热量向淬火介质散失的速度也就立即放慢，这必然使工件表面一定深度以内的过冷奥氏体冷不到Ms点就发生非马氏体转变，其结果，淬火后工件只有很薄的马氏体层。

如何从淬火冷却特性选择淬火介质选择淬火介质，应当同时兼顾到对淬火介质冷却特性、稳定性、可操作性、经济性和环保等方面的要求。

在这些要求中，最重要的是淬火介质的冷却特性。

本文将以推理方式入手，通过分析讨论，提出一套从冷却特性选择淬火介质的可实用的原则方法。

钢件淬火冷却，希望的效果有三：1.获得高而且均匀的表面硬度和足够的淬硬深度；2.不淬裂；3.淬火变形小。

选好用好淬火介质是同时获得这三项效果的基本保证。

当前，国内外多以国际标准方法（ISO9950）测定，并用冷却速度曲线来表征淬火介质的冷却特性。

但是，对特定工件（即在钢种、形状大小和热处理要求一定）的情况下，如何从冷却特性上去选择合适的淬火介质？在生产现场，一个淬火槽中往往要淬多种不同钢种、形状、大小和热处理要求的工件。

在这种情况下，如何选定它们共同适用的一种淬火液？一般的热处理车间，为满足所有工件的热处理要求，应当配备几种淬火液？──关于这类实际生产需要解决的问题，至今研究很少。

有人[1、2]做过一些工作，但都提不出系统实用的原则方法。

本文以过去工作为[4、6]基础，从讨论实际生产中一些工件"油淬不硬而水淬又裂"入手，通过推理和实例分析，提出了对特定工件按冷却速度分布选择淬火介质的方法，并进而确定了能供多种工件淬火的一种淬火液的选择原则。

1 特定工件淬火的最低和最高冷却速度分布线从普通机油和自来水的冷却速度分布（如图1）可以看出，普通机油的冷却速度慢，因而不少工件在其中淬不硬；而自来水的冷却速度又太快，以致于多数钢种不能在其中淬火。

在图中，自来水和普通机油之间有一个宽广的"中间地带"，只有普通机油和自来水的工厂，时常会遇到一些工件"油淬不硬而水淬又裂"的麻烦，原因就在这里。

可以推知，对于一种这样的工件，如果将机油的冷却速度提高，该工件淬火硬度也会相应提高。

我们假定，当机油的冷却速度提高到图2中带齿线水平时，该工件刚好可以得到要求的淬火硬度。

铸锻件冷却介质的选择作者：刘鹏李世超刘秉承刘艺坛姜涌泉高禄爽来源：《科学导报·学术》2020年第46期摘; 要：通过分析大型铸锻件热处理材料成分、结构特征、一般技术要求等，针对热处理行业常用淬火介质水、油、新型有机淬火介质等各自优缺点，结合生产实际提出了型铸锻件热处理淬火冷却介质的选择原则，以供制定工艺参考。

关键词：大型铸锻件;热处理;淬火介质1概述大型铸锻件是发展电力、船舶、冶金、石化、重型机械和国防等工业的基础和保证，是国家工业制造水平的重要标志之一，通常安全性要求较高，制造技术难度大。

众所周知，合理、科学的热处理是零件获得良好性能的前提，冷却作为热处理工艺和生产的重要控制环节，其重要性更不言而喻了，它关乎工件相转变时间、组织状态、晶粒度等能否按照工艺预期顺利实现，直接影响材料微观组织和宏观性能，因此一直是热处理生产关注的重点。

特别是对于大型铸锻件，因其淬火冷却要求高、技术难度大，就更显冷却的关键。

因此，针对大型铸锻件结构及技术要求等合理选择淬火介质对于提高其热处理质量有重要意义。

2介质冷却的特性大型铸件热处理大多使用具有物态变化的淬火介质，这类介质冷却在工件淬火时通常有3个阶段，蒸汽膜阶段、沸腾冷却阶段、对流冷却阶，每种淬火介质上述三个阶段的冷却速度、豁度等都不相同，同种介质也会随温度、介质流速、工件表面状态等因素变化而变化，这正是介质冷却特性差异的本质，也是选择和使用介质的依据。

2.1水水成本低廉、安全清洁、冷却速度快，是最古老的淬水介质，但通常它的蒸汽膜阶段较长，沸腾冷却阶段和对流阶段发生的温度较低，且对流阶段冷却速度过大，一般在在250350℃范围，对大多数钢而言，正是其马氏体转变温度区间，马氏体转变区冷却速度过大，较容易引起变形和开裂。

另外，水的冷却特性对水温变化太敏感，冷却效果随水温升高变化较为明显，对于大工件极容易出现冷却不均匀的情况，工件表层出现软点。

通过往水中加人各种无机盐、碱或其混合物，可以形成各种不同的无机物水溶液。

高中频热处理用淬火介质的选用为获得合格的高中频热处理产品，除必须的设备条件和合理的工艺方法外，选好用好淬火冷却介质也是必不可少的。

一高中频热处理用淬火冷却介质的过去和现状高中频加热后的淬火冷却，通常采用三种方式。

一是喷淋淬火，二是加热后的同时浸液淬火，三是埋油加热淬火。

喷淋淬火用得最多，既适用于表面连续加热淬火，也适用于同时淬火。

埋油加热淬火多用于淬透性好的合金结构钢件的连续淬火。

不管采用何种淬火冷却方式，所用淬火介质都应满足以下三方面的要求：1、能使工件获得要求的淬火态硬度和淬硬层深度、不淬裂和无超差的淬火变形；2、安全、清洁；3、介质的冷却特性稳定，以便获得长期稳定的淬火冷却效果。

自来水是清洁而又廉价的淬火介质。

它既适于喷淋淬火，也适于浸液淬火。

但是，工件冷却到较低温度时，自来水的冷却速度过快，使其只适于碳含量较低的碳素结构钢件的淬火冷却。

对于淬透性稍高的合金结构钢件和碳含量更高的碳素结构钢，如果使用自来水，淬裂危险会很大。

普通机械油的冷却速度不快，可用于淬透性较好的钢种。

专用快速淬火油具有远低于自来水，而又比普通机械油高得多的淬火冷却速度，适于大多数合金结构钢、碳素工具钢和截面小的碳素结构钢件的淬火冷却。

但是，淬火油易燃，不适于喷淋淬火之用，通常只用于高、中频同时加热后的浸液淬火冷却。

同时，为获得更深的淬火硬化层，淬火冷却介质应当具有更快的冷却速度。

即便是现代冷却速度最快的淬火油，做浸液淬火时，也达不到许多感应加热淬火件的冷却速度要求。

此外，在油中浸液淬火时也会有烟气，淬火后的工件还需要清洗。

在只有自来水和普通机油的年代，为了对一些碳含量较高和淬透性较好的钢种做感应加热连续淬火，人们开发了埋油加热淬火技术。

埋油加热淬火能解决一些工件的淬火开裂问题，但设备复杂、操作烦琐和生产效率低，致使其应用面一直很小。

为解决众多合金结构钢件的感应加热连续淬火以及整体浸液淬火冷却问题，人们想了多种办法。

早些年使用最成功，并得到较普遍应用的是聚乙烯醇水溶液。

淬火介质的冷却曲线、冷却性能及选用选择淬火介质，应当同时兼顾到对淬火介质冷却特性、稳定性、可操作性、经济性和环保等方面的要求。

在这些要求中，最重要的是淬火介质的冷却特性。

本文将以推理方式入手，通过分析讨论，提出一套从冷却特性选择淬火介质的可实用的原则方法。

钢件淬火冷却，希望的效果有三：1．获得高而且均匀的表面硬度和足够的淬硬深度；2．不淬裂；3．淬火变形小。

选好用好淬火介质是同时获得这三项效果的基本保证。

当前，国内外多以国际标准方法（ISO9950）测定，并用冷却速度曲线来表征淬火介质的冷却特性。

但是，对特定工件（即在钢种、形状大小和热处理要求一定）的情况下，如何从冷却特性上去选择合适的淬火介质？在生产现场，一个淬火槽中往往要淬多种不同钢种、形状、大小和热处理要求的工件。

在这种情况下，如何选定它们共同适用的一种淬火液？一般的热处理车间，为满足所有工件的热处理要求，应当配备几种淬火液？──关于这类实际生产需要解决的问题，至今研究很少。

有人[1、2]做过一些工作，但都提不出系统实用的原则方法。

本文以过去工作为[4、6]基础，从讨论实际生产中一些工件"油淬不硬而水淬又裂"入手，通过推理和实例分析，提出了对特定工件按冷却速度分布选择淬火介质的方法，并进而确定了能供多种工件淬火的一种淬火液的选择原则。

1 特定工件淬火的最低和最高冷却速度分布线从普通机油和自来水的冷却速度分布（如图1）可以看出，普通机油的冷却速度慢，因而不少工件在其中淬不硬；而自来水的冷却速度又太快，以致于多数钢种不能在其中淬火。

在图中，自来水和普通机油之间有一个宽广的"中间地带"，只有普通机油和自来水的工厂，时常会遇到一些工件"油淬不硬而水淬又裂"的麻烦，原因就在这里。

可以推知，对于一种这样的工件，如果将机油的冷却速度提高，该工件淬火硬度也会相应提高。

我们假定，当机油的冷却速度提高到图2中带齿线水平时，该工件刚好可以得到要求的淬火硬度。

淬火常用的冷却介质淬火是金属加工中一种重要的热处理方法，通过迅速冷却金属材料，使其结构发生变化，从而获得理想的硬度和组织结构。

在淬火过程中，冷却介质的选择对最终产品的性能起着关键作用。

不同的冷却介质具有不同的冷却速率和效果，下面介绍一些常用的淬火冷却介质。

1. 水水是最常用的淬火冷却介质之一，它具有良好的冷却效果和快速的冷却速度。

水的高热容量和导热性使其能够迅速从金属中吸收热量，并通过自然对流的方式将热量带走。

因此，水可以在短时间内使金属迅速冷却，达到良好的淬火效果。

然而，由于水的冷却速度非常快，容易导致金属产生应力和变形，因此需要注意控制淬火速度和避免过度冷却。

2. 油油是另一种常用的淬火冷却介质，它相比水具有较慢的冷却速度和较低的冷却效果。

油的导热性相对较差，因此在油中淬火时，金属的冷却速度比水慢一些，可以减缓金属的应力和变形。

同时，油对金属表面的冷却效果较好，能够产生较硬的表层和耐磨的特性。

然而，油的一些缺点是易燃和易产生烟雾，需要在使用时注意安全。

3. 盐水盐水是一种常用的淬火介质，它是将普通水中加入适量的盐来制备的。

盐水的冷却速度介于水和油之间，具有中等的淬火效果。

盐水的冷却速度相较于水较慢，可以减少金属的变形和应力，同时也比油具有较好的冷却效果。

然而，由于盐的腐蚀性，盐水在使用后需要及时清洗金属表面，以避免腐蚀的问题。

4. 空气空气是一种较为温和的淬火冷却介质，通常用于淬火较小尺寸、已处于高温状态的金属材料。

它的冷却速度相对较慢，可以有效减少金属的应力和变形。

但是，由于空气的导热性较差，淬火效果较弱，无法获得与水或油相比的高硬度。

总结：在金属淬火过程中，选择合适的冷却介质非常重要。

不同的冷却介质具有不同的冷却速度和效果。

水具有快速的冷却速度，但容易导致金属变形；油的冷却速度较慢，适用于减少金属应力和变形；盐水相对中等冷却速度，兼具较好的冷却效果；空气的冷却速度较慢，适用于较小尺寸、高温状态的金属材料。

淬火冷却介质的选用■赵步青，胡会峰摘要：阐述了淬火冷却介质应具备的性能、影响冷却效果的因素；介绍了选择淬火冷却介质的基本原则及应用。

关键词：淬火冷却介质；冷却；选用淬火冷却技术自始至终伴随着热处理技术的发展而不断地进步。

但是，由于冷却过程的复杂性和瞬间完成的特点，加之观察和测量的局限性，使淬火冷却带有几分神秘感。

长期以来，我国机械行业普遍存在着“重冷轻热”（即重视冷加工、轻视热加工）的弊端，而在热处理行业又普遍存在着“重热轻冷”（即重视加热轻视冷却）现象，这是很不正常的。

笔者结合自己长期热处理工作的经验体会，谈谈对淬火冷却介质的认知和选用。

1. 淬火冷却介质应具备的基本性能（1）理想的冷却速度所谓理想的冷却速度，系指对一定的材质和具体的淬火件而言，希望它在冷却时C曲线鼻部的冷却速度大于临界冷却速度（保证工件能完成马氏体转变的最低冷却速度）。

而在其他温度范围，尤其在马氏体转变温度区间（Ms→Mf）则应缓冷，这就是人们常说的“高温要冷得快，低温要冷得慢”。

不同钢材和不同工件对上述“快”“慢”有不同的诉求，理论上存在着一个“理想淬火冷却介质”概念，如图1所示。

不同钢的“C”曲线是不一样的，要想得到能适合各种钢材及不同尺寸工件淬火的所谓“理想淬火冷却介质”是不可能的，我们只能根据具体情况，选择合适的淬火冷却介质，使淬火件淬得硬、畸变小、金相好。

（2）稳定性好淬火冷却介质在使用过程中应保持相对稳定，不易分解、变质和老化。

各种淬火油和有机溶剂等多存在着不同程度的老化现象，应适时调整、更新和维护。

（3）冷却的均匀性工件的不同部位及表面尽可能均匀冷却，避免出现淬火软点、软块。

（4）无腐蚀性淬火后要保持清洁，易清洗，不对工件有腐蚀作用。

（5）对环境友好淬火时不产生大量烟雾、不产生有毒和有刺激性气体，淬火件带出的废液对环境不造成污染。

（6）安全淬火冷却介质要不易燃、易爆，使用安全。

图1 理想淬火冷却介质曲线（7）经济性淬火冷却介质要物美价兼，太贵了热处理企业不欢迎。

淬火工艺、淬火介质及实例内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc 加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展.淬火工艺是将钢加热到 AC3 或 AC1 点以上某一温度，保持一定时间，然后以适当速度冷却获得马氏体和（或）贝氏体组织的热处理工艺。

淬火的目的是提高硬度、强度、耐磨性以满足零件的使用性能。

淬火工艺应用最为广泛，如工具、量具、模具、轴承、弹簧和汽车、拖拉机、柴油机、切削加工机床、气动工具、钻探机械、农机具、石油机械、化工机械、纺织机械、飞机等零件都在使用淬火工艺。

（1）淬火加热温度淬火加热温度根据钢的成分、组织和不同的性能要求来确定。

亚共析钢是 A C3+（30～50℃）；共析钢和过共析钢是 AC1+（30～50℃）。

亚共析钢淬火加热温度若选用低于 AC3 的温度，则此时钢尚未完全奥氏体化，存在有部分未转变的铁素体，淬火后铁素体仍保留在淬火组织中。

铁素体的硬度较低，从而使淬火后的硬度达不到要求，同时也会影响其他力学性能。

若将亚共析钢加热到远高于 AC3 温度淬火，则奥氏体晶粒回显著粗大，而破坏淬火后的性能。

所以亚共析钢淬火加热温度选用 AC3+（30～50℃）这样既保证充分奥氏体化，又保持奥氏体晶粒的细小。

过共析钢的淬火加热温度一般推荐为 AC1+（30～50℃）。

在实际生产中还根据情况适当提高 20℃左右。

在此温度范围内加热，其组织为细小晶粒的奥氏体和部分细小均匀分布的未溶碳化物。

淬火后除极少数残余奥氏体外，其组织为片状马氏体基体上均匀分布的细小的碳化物质点。

这样的组织硬度高、耐磨性号，并且脆性相对较少。

过共析钢的淬火加热温度不能低于 AC1，因为此时钢材尚未奥氏体化。

若加热到略高于 AC1 温度时，珠光体完全转变承奥氏体，并又少量的渗碳体溶入奥氏体。

淬火时冷却方法的选择
淬火时冷却方法及选择：
1、水冷淬冷却火，水冷淬火的特点是以水为冷却介质的淬火冷却，适用于低、中碳钢及低碳、低合金钢工件的运用；
2、油冷淬火冷却，油冷淬火的特点是以油为冷却介质的淬火冷却，大多数用于合金结构钢及合金工具钢工件;
3、空冷淬火冷却，空冷淬火的特点是以空气作为冷却介质的淬火冷却，适用于高速钢、马氏体不锈钢工件;
4、风冷淬火冷却，风冷淬火的特点是以强迫流动的空气或压缩空气作为冷却介质的淬火冷却，适用于中碳合金钢大型工件;
5、气冷淬火冷却，气冷淬火的特点是以N2、H2、He 等气体为介质在负压、常压和高压下的淬火冷却，适用于在真空炉内的淬火冷却。

淬火介质在钢的热处理加工中经常会使用到，淬火介质其实是为了实现淬火目的所使用的冷却介质。

在热处理中，理想淬火介质的冷却能力应在过冷奥氏体最不稳定的区域——珠光体区域进行转变，具有较快的冷却速度。

本文就来具体介绍具有这种冷却特性的淬火介质。

淬火介质的冷却作用:按聚集状态不同，淬火介质可以分为固态、液态和气态三种。

对固态介质，若为静止接触则是二固态物质的热传导问题。

若为沸腾床冷却，则取决于沸腾床的工作特性。

关于这方面的问题，尚在深入研究中。

气体介质中的淬火冷却，是气体介质加热的逆过程。

最常用的淬火介质是液态介质，因为工件淬火时温度很高，高温工件放入低温液态介质中，不仅发生传热作用，还可能引起淬火介质的物态变化。

因此，工件淬火的冷却过程不仅是简单传热学的问题，尚应考虑淬火介质的物态变化。

根据工件淬火冷却过程中，淬火介质有否发生物态变化，可把液态淬火介质分成两类，即有物态变化的和无物态变化的。

如果淬火件的温度超过液态淬火介质的沸腾或分解、裂化温度，则淬火介质在淬火过程中就要发生物态变化，如普通所采用的水基淬火介质及各类淬火油等，这类淬火介质都属于有物态变化的淬火介质。

在有物态变化的淬火介质中淬火冷却时，钢件冷却过程分为三个阶段：1、蒸气膜阶段：灼热工件投入淬火介质后，一瞬间就在工件表面产生大量过热的蒸气，紧贴工件形成连续的蒸气膜，使工件与液体分开。

蒸气膜由液体汽化的未分解成分所组成，或又有机物体的蒸气和裂解成分所组成。

2、沸腾阶段：进一步冷却时，工件表面温度降低，工件所放出热量越来越少，蒸气膜厚度减薄并在越来越多的地点破裂，以致液体就在这些地方与工件直接接触，形成大量气泡逸出液体。

当工件的温度降至介质的沸点或分解温度时，沸腾停止。

3、对流阶段：当工件表面的温度降至介质的沸点或分解温度以下时，工件的冷却主要靠介质的对流进行。

对无物态变化的淬火介质，在淬火冷却中主要靠对流散热，相当于上述对流阶段。

当然在工件温度较高时，辐射散热也占很大比例。