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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。
淬火介质冷却特性测试标准及现存问题修订方法聂晓霖;左永平;王涛;赵晓博【摘要】介绍了淬火介质冷却特性测试的方法及相关标准.目前国内已广泛执行IS0 9950测试标准,实现了与国际接轨,但该标准在执行过程中存在诸多问题,导致国内不同实验室的测量结果不能进行对比,同时测试结果的重复性和再现性较差.本文对IS0 9950测试标准的部分问题进行了汇总,并针对性提出了标准修订的建议和方法.【期刊名称】《热处理技术与装备》【年(卷),期】2013(034)004【总页数】6页(P41-46)【关键词】淬火介质;冷却特性;JB/T 7951;IS0 9950;标准修订【作者】聂晓霖;左永平;王涛;赵晓博【作者单位】南京科润工业介质股份有限公司,江苏南京211100;南京科润工业介质股份有限公司,江苏南京211100;南京科润工业介质股份有限公司,江苏南京211100;南京科润工业介质股份有限公司,江苏南京211100【正文语种】中文【中图分类】TG154.4根据目前热处理行业的发展状况，淬火介质主要采用淬火油和水溶性淬火介质，它们在使用过程中与高温工件直接接触，不可避免会发生理化性能的变化，因此在使用过程中冷却性能均会发生一定程度的变化，需要进行有效地监控。
这就对热处理行业提出了两个要求:一是要提高淬火介质的稳定性，保证淬火工件的性能和变形在可控的范围内;二是提供有效的冷却性能监控方式，同时根据工况条件“量身定做”淬火介质优化方法，以保证淬火介质长期稳定的使用。
淬火介质冷却性能测试的方法有很多种，如端淬试验法、硬度U曲线法、淬火烈度法、磁性试验法、热丝法、5 秒间隔试验法、冷却曲线法等［1－2］，其中冷却曲线法被公认为是最佳的实验室测定方法，因此应用也最为广泛。
1 国内外冷却特性测试标准概述冷却特性曲线法是一种最为直观有效的反映淬火介质冷却能力的一种测试手段，从上世纪60年代开始，世界范围内开始进行冷却特性曲线法的试验，并致力于形成相关的标准。
40Cr钢淬火冷却方式对其性能的影响张洪美案例一：材料的性能并不单纯取决于材料的种类和成分，通过热处理改变材料内部的组织，将大幅度改变材料的性能。
这不，今天我参与了整个淬火的工艺操作，将直径是¢100的40Cr钢加工的销轴装炉加热，加热到850ºC±10ºC，保温180—200分钟，然后出炉。
先放在空气中冷却大约2-3分钟，眼见工件开始由红变黑，然后迅速放入二硝水溶液中快速冷却，直到冷却均匀为止。
如下图：然后取出喷水继续冷却。
如下图：改变了以前水淬油冷的方式，这样才能满足工件经过淬火回火后具有高的弹性极限、屈服点、和适当的韧性及抗疲劳能力，特别是硬度要求达到42-47HRC。
案例分析：1、为了提高硬度采取的方法，主要形式是通过加热、保温、冷却。
而冷却起着决定性的作用；2、淬火最理想的冷却曲线应该是：3、最常用的淬火冷却介质是水和油、盐水。
工人师傅没有按照教材中所述用水和油作淬火介质，虽然水是应用最为广泛的淬火介质，它不仅廉价易得，而且具有较强的冷却能力。
但它的冷却特性并不理想。
在需要快冷的650～500℃范围内，它的冷却速度较小；而在Ms点附近要慢冷时，它的冷速又太快，易使零件产生变形，甚至开裂。
因此只能用做尺寸较小、形状简单的碳钢零件的淬火介质。
油只适用于过冷奥氏体的稳定性比较大的一些合金钢或小尺寸的碳钢工件的淬火。
对于40Cr制造的销轴水淬，硬度达不到要求。
4、而工厂用自己配制的盐水（亚硝酸钠、硝酸钠和水按2：3：5的比例配成的二硝水溶液）淬火，容易得到高的硬度和光洁的表面，不容易产生淬不硬的软点，但快冷势必要造成很大的内应力，易使工件变形严重，甚至发生开裂。
为了防止工件开裂，工人师傅采取了慢—快—慢的冷却方式，就是案例中的空气—盐水—水。
这是根据上图中钢的理想淬火冷却曲线自我设计的方案。
只能说此法比以前改进了很多，能够满足该钢的使用要求。
5、存在的问题是：（1）操作中时间的严格控制是很难做到的，只是凭经验；（2）盐水的使用也只是处于摸索和经验阶段，在实际中，直到目前为止，还没有找到一种淬火冷却介质能符合这一理想淬火冷却速度。
常见淬火介质冷却速率一、引言淬火是金属热处理过程中至关重要的步骤，它涉及将金属加热至某一温度后迅速冷却，以获得所需的物理和机械性能。
在这一过程中，淬火介质的冷却速率对最终的金属性能具有决定性的影响。
本文将探讨常见淬火介质及其冷却速率，以及影响淬火介质冷却速率的因素。
二、常见淬火介质及其冷却速率淬火介质主要分为气体、液体和固体三类。
不同种类的淬火介质具有不同的冷却速率。
1.气体淬火介质：主要包括空气、惰性气体等。
它们的冷却速率相对较低，因为气体的热传导率较低。
2.液体淬火介质：包括水、油、熔盐等。
水具有高比热容和高汽化热，因此具有较高的冷却速率；油的冷却速率相对较慢；熔盐则具有较高的冷却速率，适用于需要快速冷却的金属。
3.固体淬火介质：主要包括金属板、砂子等。
金属板的冷却速率较高，但与金属的热导率有关；砂子的导热性能较差，因此冷却速率较低。
三、影响淬火介质冷却速率的因素影响淬火介质冷却速率的因素有很多，包括介质的物理属性、操作条件和环境因素等。
1.介质的物理属性：如介质的密度、比热容、热导率等都会影响其冷却速率。
一般来说，密度高、比热容大、热导率高的介质具有较高的冷却速率。
2.操作条件：如淬火温度、加热和冷却时间、淬火介质的温度等都会影响其冷却速率。
提高淬火温度或降低淬火介质的温度通常会增加冷却速率。
3.环境因素：如环境温度、空气流动等也会影响淬火介质的冷却速率。
低温环境和强风可以提高冷却速率。
四、淬火介质冷却速率的测试与评估淬火介质冷却速率的测试与评估对于理解和控制其性能至关重要。
常用的测试方法包括：1.热电偶法：通过在试样上放置热电偶来测量温度变化，从而计算出冷却速率。
这种方法可以直接获得试样的温度变化数据，但可能受到热电偶位置和测温精度的影响。
2.DSC（差示扫描量热法）：通过测量试样在不同温度下的热量变化来计算出冷却速率。
这种方法可以在较宽的温度范围内进行测量，但对于低冷却速率的测量可能会受到热历史的影响。
淬火介质、淬火加热温度及冷却方法介绍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AC3+（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。
此时奥氏体晶粒细小，且其碳的质量分数已稍高与共析成分。
如果继续升高温度，则二次渗碳体不断溶入奥氏体，致使奥氏体晶粒不断长大，其碳浓度不断升高，会导致淬火变形倾向增大、淬火组织显微裂纹增多及脆性增大。
同时由于奥氏体含碳量过高，使淬火后残余奥氏体数量增多，降低工件的硬度和耐磨性。
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。
冷却曲线冷却方式
冷却曲线是金属热处理工艺中，工件加热后冷却温度与时间关系的曲线。
可用等距、单对数或双对数坐标绘制。
在金属热处理过程中，冷却曲线可以用来表示淬火时的冷却方式，淬火介质的冷却能力，钢在连续或等温冷却时的组织转变，焊接件焊后空冷时的脆性敏感以及高温合金高温淬火后冷却时强化相的析出情况等。
而根据冷却曲线的不同，可以判断出不同的冷却方式，常见的冷却方式有：
1. 自然冷却：这种冷却方式是通过自然对流将热量传递给周围环境。
冷却速度相对较慢，适用于小型工件或小型热处理过程。
2. 强制冷却：通过强制对流将热量快速带走。
可以通过风扇、冷风道等手段实现。
适用于大型工件或需要快速冷却的场合。
3. 淬火冷却：淬火是将金属加热到高温后迅速冷却，以获得所需的机械性能和物理性能。
淬火冷却曲线取决于淬火介质的冷却能力，淬火速度和温度变化等因素。
4. 随炉冷却：工件在加热炉中缓慢冷却至室温。
适用于小型工件或需要保持一定温度的场合。
5. 油淬冷却：将工件加热到高温后迅速放入淬火油中，通过淬火油将热量带走并迅速冷却。
适用于钢铁等材料的淬火处理。
6. 空冷：将工件加热到高温后自然冷却，通过空气对流将热量带走。
适用于小型工件或需要节省能源的场合。
以上信息仅供参考，如有需要，建议咨询金属材料专家或查阅相关文献资料。
金属热处理原理及工艺复习题一、金属固态相变有哪些主要特征？哪些因素构成相变阻力？哪些构成相变驱动力？1．相变特征：（1）新相和母相间存在不同的界面（相界面特殊），按结构特点可分为三种：共格界面、半共格界面、非共格界面。
（2）新相晶核与母相间有一定的位向关系、存在惯习面（3）产生应变能，相变阻力大（4）易出现过渡相：在有些情况下，固态相变不能直接形成自由能最低的稳定相，而是经过一系列的中间阶段，先形成一系列自由能较低的过渡相（又称中间亚稳相），然后在条件允许时才形成自由能最低的稳定相．相变过程可以写成：母相―→较不稳定过渡相―→较稳定过渡相―→稳定（5）母相晶体缺陷的促进作用：固态相变时，母相中晶体缺陷起促进作用。
新相优先在晶体缺陷处形核。
（6）原子的扩散速度对固态相变有显著的影响。
固态相变必须通过某些组元的扩散才能进行，扩散成为相变的主要控制因素。
2．相变阻力：相界面的存在，产生应变能，原子的扩散3．相变驱动力：存在位相关系和惯习面，过渡相的形成，晶体缺陷二、奥氏体晶核优先在什么地方形成？为什么？奥氏体晶核优先在铁素体和渗碳体的两相界面上形成，原因是：(1)两相界面处碳原子的浓度差较大，有利于获得奥氏体晶核形成所需的碳浓度；(2)两相界面处原子排列不规则，铁原子可通过短程扩散由母相点阵向新相点阵转移，形核所需结构起伏小(3)两相界面处杂质和晶体缺陷多，畸变能高，新相形核可能消除部分缺陷使系统自由能降低，新相形成的应变能也容易释放；三、简述珠光体转变为奥氏体的基本过程。
奥氏体转变（由α到γ的点阵重构、渗碳体的溶解、以及C在奥氏体中的扩散重新分布的过程）：奥氏体形核→奥氏体晶核向α和Fe3C两个方向长大→剩余碳化物溶解→奥氏体均匀化四、什么是奥氏体的本质晶粒度、起始晶粒度和实际晶粒度，说明晶粒大小对钢的性能的影响。
本质晶粒度：根据标准试验方法，在930＋ 10℃保温足够时间（3～8小时）后测得的奥氏体晶粒大小。
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。
无疑，冷速更高，淬火硬度还将进一步提高。
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。
从另一角度说，有两种不同的淬火介质，它们的冷却速度分布有较大的差别。
比如一种冷却速度快，快到接近允许的最高冷却速度线的水平，而另一种冷却速度慢，慢到接近图中最低冷却速度线的水平。
但由于二者的冷却速度的分布都在允许的区域内，因而，二者都可以选用。
或者说，对上述工件淬火冷却而言，二者能同样获得满意的淬火效果。
事实上，淬火冷却过程在使钢淬硬的同时，还会使工件发生一定程度的淬火变形。
传统的观念认为，淬火冷却越快，工件的淬火硬度越高，淬火变形也越大；淬火冷却慢，淬火态硬度不高，工件的淬火变形就越小。
但是，实际的情况是大多数和比较大的淬火变形是由淬火冷却偏慢，工件淬火硬度不足引起的。
只有少数和较小的淬火变形是淬火冷却偏快，淬火硬度偏高引起的。
由于这样的原因，本文把淬火硬度高低和淬火变形大小结合起来加以考虑。
本文作者在《解决淬火变形问题的新方法》[5]一文中，把钢的顶端淬火曲线改成钢的硬度-冷速曲线，如图5所示。
由钢件的淬火硬度，可以从图上确定一个冷却速度值（指能获得该淬火态硬度的效果冷却速度）。
根据特定工件淬火后的开裂、变形和硬度情况，图5中把冷却速度四个区，分别为过快冷速区，适度冷速区，不足冷速区和过慢冷速区，表中列出了工件获得的冷速在这些区域内的淬火效果。
可以看出，只有在第II，即适度冷速区冷却，工件淬火后才能获得希望的淬火三效果。
分区名称区内淬火效果I区过快冷速区硬度高、淬裂、变形II区适度冷速区硬度高而均匀、无淬裂、变形小III区不足冷速区硬度不足且高低不均，变形大IV区过慢冷速区完全未淬硬，变形小图5 按淬火冷却速度大小将端淬曲线分成四个区接着，该文又将已发生淬火变形，开裂以及硬度不足的工件参与淬火变形部位中冷却速度的最高值和最低值所划定的范围叫做该工件淬火时的"冷却速度带"。
根据实际工件的情况和淬火方法之不同，这种冷却速度带有宽有窄。
工件上各部位获得的冷却比较均匀时，其冷却速度带就比较窄；当工件上各部位获得的冷却很不均匀时，其冷却速度带就比较宽。
在工件的硬度-冷速曲线上，宽的冷却速度带容易跨越不同的冷却速度区，而窄的冷却速度带则往往落入某一冷速区之内。
由于冷却速度带进入第I冷速区会发生淬裂和变形，而进入第III冷速区会硬度不足且变形严重，因此，只有使工件的冷却速度带完全落入其第II冷速区，才能获得希望的淬火三效果。
根据这样的道理，该文提出的解决淬火变形的方法和措施，都是使冷却速度带伸出第II区的部分完全移入第II冷速区。
用上述分析和解决淬火变形问题的方法来认识图4中划定的区域，容易看出，淬火时，进入最低冷速分布曲线以左的区域，就会出现硬度不足并发生较大的淬火变形；而若进入最大冷速分布曲线以右的区域，又会发生淬裂。
于是，可以按工件的淬火效果，把图4中两条曲线分割成三个区域，从左到右分别定为第III（即不足）冷速分布区；第II（即适度）冷速分布区以及第I（即过快）冷速分布区，如图6所示。
本文把这样的图线叫作工件淬火效果-冷却速度分布图线。
分区名称区内淬火效果I区过快冷速区硬度高、淬裂、变形II区适度冷速区硬度高而均匀、无淬裂、变形小III区不足冷速区硬度不足且高低不均，变形大图6 工件的淬火效果-冷却速度分布分区图2 两例分析及选择冷速分布的五原则例一、某厂在进口的多用炉中对该厂生产的汽车齿轮进行渗碳淬火，开始选用的是美国某公司的一种分级淬火油。
一年多以后，开始发现渗碳淬火态齿轮的淬火硬度有明显降低，同时淬火变形也增大。
在排除其它因素的影响之后，发现所用的分级淬火油的冷却速度分布与该种新油有较大区别，如图7所示。
和未经使用的新油相比，使用一年多（中间做正常补充）后的旧油，蒸气膜阶段变短、最高冷速增大、且出现最高冷速的温度大有提高。
如果按过去较普遍的说法，图7中的旧油是符合"高温冷得快，低温冷得慢"的更理想的淬火油。
但在这样的旧油中淬火效果却是变形更大，硬度偏低，不如比它"不理想"的新油。
用图6图线所示的方法来分析该厂出现的问题，又可以画出图8所示的图线：旧油在中低温阶段冷速低于新油，以至在这一阶段使其冷却速度曲线进入了第III （即不足）冷速区，所以淬火硬度偏低。
北京华立精细化工公司对该厂旧油进行了改性添加，使该厂旧油的冷却速度分布的中低温阶段冷速提高，达到稍高于原用油新油的水平。
生产应用表明，在经过这样改性的旧油中淬火后，齿轮的淬火硬度明显提高，变形量也小于或等于原用新油。
例二、辽宁某弹簧厂的一条生产线上发生过一次这样的问题：一向正常的生产线上，突然发生钢板淬火硬度偏低，变形增大事故。
在寻找原因的那些天里，板簧淬火硬度又有降低，变形也进一步增大。
当该厂意识到可能是淬火油有问题后，经检查，发现上述淬火硬度不足和变形过大的原因是淬火油冷却系统有一处管壁破裂，冷却水渗透进去并部分乳化在油中造成的。
乳化进油中的水量高达4%。
图9是该厂已进水的旧油和无水的新油之冷却速度对比。
含水旧油的GM时间远高于新机油，只因其蒸气膜阶段太长，在高温阶段进入了第Ⅲ冷速分布区，因而引起淬火硬度低、变形大。
对该油进行除水处理后，旧油中的水被分离和排除，油的冷却能力又得到了恢复。
从以上两个例子中可以看出，评价液体淬火介质的冷却能力高低，不能简单地看它的总的冷却烈度（H），也不能简单地看它使特定镍球从850℃冷到300℃所需的时间（GM），而应当看供选择的淬火介质的冷速分布与工件及其钢种的关系。
关于从淬火介质的冷速分布作选择的原则，本文作者曾做过探讨[4]，再归纳实际生产经验，总结出以下五项选择原则：一看钢的含碳量多少──先从允许的最低冷却速度分布曲线上看。
含碳量低的钢，因有可能析出先共析铁素体，且它的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，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气膜阶段且出现最高冷速的温度应当较高。
相反，对含碳量较高的钢，淬火介质的蒸气膜阶段可以更长些，出现最高冷速的温度也相应应当低些。
再从允许的最高冷速曲线上看：碳含量少的钢允许的冷速高，碳含量多的钢允许的冷速低。
二看钢的淬透性高低──先从允许的最低冷速曲线看，淬透性差的钢，要求的冷却速度快；淬透性好的钢，要求的冷却速度则慢些。
同时，因随着淬透性的提高，钢的"C"曲线会向右下方移动，所以对淬透性差的钢，要求介质出现最高冷却速度的温度高些；而对淬透性好的钢，要求介质出现最高冷却速度的温度低些。
有些淬透性好的钢，过冷奥氏体也容易发生贝氏体转变。
要避开贝氏体转变，也要求有足够快的低温冷却速度。
再从允许的最高冷却速度值上看：淬透性低的钢允许的冷速较高，而淬透性高的钢允许的冷速较低。
三看工件的有效厚度──工件表面一冷到Ms点，立即大大减慢介质的冷却速度，则工件内部的热量向淬火液散失速度也大大减慢，工件表面一定深度以内的过冷奥氏体就很难冷到Ms点以下。
其结果，淬火后工件只有很薄一层马氏体组织。
由于这样的原因，当工件比较厚大时，为得到足够厚的淬硬层深度，所用的淬火介质应当有较快的低温冷却速度。
相反，工件薄小时，则可用低温冷速较小的淬火介质。
再从允许的最高冷速分布曲线上看，厚大的工件允许的冷速高，薄小的工件允许的冷速低。
四看工件形状复杂程度──先从允许的最低冷却速度分布曲线上看，形状复杂的工件，尤其是有内孔或较深凹面的工件，为减小淬火变形或需要把内孔淬硬时，应当选用蒸气膜阶段较短的淬火介质。
一般说工件内孔或凹面内部散热较其它部位慢，工件其它部位冷得快，最先进入沸腾阶段而获得快冷，而内孔面尚处于蒸气膜阶段，冷却速度尚很慢。
这种冷却上的差异可能引起这类工件较大的淬火变形和内孔或凹面淬火硬度低下。
