淬火快速冷却的几种方法

淬火是一种金属热处理工艺，将金属工件加热到一定温度并保持一段时间，然后将其浸入淬火介质（水、油等）中进行快速冷却。淬火可以提高金属工件的硬度和耐磨性，因此被广泛用于刀具、工具、模具、测量工具和表面需要耐磨性能的部件。

淬火主要用于钢，当常用的钢被加热到临界温度以上时，它们在室温下的原始结构会完全或几乎完全变成奥氏体。然后将钢浸入淬火介质中快速冷却，奥氏体被转化为马氏体。从微结构来看，马氏体的硬度最高。

常见的淬火介质包括盐水、水、矿物油和空气。淬火过程中的快速冷却会造成工件的内应力，在一定程度上使工件变形或开裂。因此，必须选择一个适当的冷却方法。根据冷却方式，快速冷却过程可分为单液淬火、双液淬火、马氏体阶梯淬火和贝氏体等温淬火。

单液淬火

使用水或油作为淬火介质进行冷却。优点是操作简单，易于加工，应用广泛。缺点是水淬应力大，工件容易变形。 油淬冷却率低，淬火直径小，大型工件难以硬化。

双液淬火

用冷却能力强的介质将工件冷却到300℃左右，然后再用冷却能力弱的介质冷却。如先水淬后油淬，这样可以有效降低马氏体转变时的内应力和工件的变形和开裂趋势。可以用来对具有复杂几何形状和不均匀截面的工件进行淬火。双液淬火的缺点是很难掌握双液转换的时间。如果转换速度太快，工件往往会变硬，如果转换速度太慢，工件往往会开裂。

阶梯式淬火。

工件在低温盐浴或碱浴炉中进行淬火。盐浴或碱浴的温度接近于MS点。工件在此温度下保持2分钟至5分钟，然后被移出进行空气冷却。这种冷却方法被称为梯度淬火，可以使工件的内外温度更加均匀，并使马氏体转变同时发生，这样可以大大降低淬火应力，防止变形和开裂。在工件内外温度一致并进入马氏体区后，分级温度的预设要比MS略高。在略低于MS的温度下进行分级的做法表明，在MS点以下的分级效果会更好。例如，高碳钢的模具被广泛使用，因为它们可以在160℃的碱浴中淬火，而且变形很小。

等温淬火

工件在等温盐浴中淬火，盐浴温度低于贝氏体区（比MS略高）。工件要保持较长的时间，直到贝氏体转变完成，之后将其取出进行空气冷却。为了获得低贝氏体，中碳和高碳的钢采用了等温淬火，以提高强度、硬度、韧性和耐磨性。低碳钢一般不采用等温淬火。