熱處理特輯-淬火 
一、 定義 
 
淬火，金屬和玻璃的一種熱處理工藝。鋼的淬火是將鋼加熱到臨界溫度
Ac3（亞共析鋼）或 Ac1（過共析鋼）以上溫度，保溫一段時(shí)間，使之全部或部
分奧氏體 1 化，然后以大于臨界冷卻速度的冷速快冷到 Ms 以下（或 Ms 附近等
溫）進(jìn)行馬氏體（或貝氏體）轉(zhuǎn)變的熱處理工藝。通常也將鋁合金、銅合金、
鈦合金、鋼化玻璃等材料的固溶處理或帶有快速冷卻過程的熱處理工藝稱為淬
火。 
詞音：淬火（cuìhuǒ），(英文名稱：quenching) 
在金屬材料加工、金屬熱處理等學(xué)術(shù)領(lǐng)域和行業(yè)內(nèi)均讀音：zhàn。淬火應(yīng)
該讀（zhànhuǒ）“蘸火”是淬火工藝的行業(yè)術(shù)語，起源于工藝處理的方法，因
為淬火就是把加熱到一定程度的熱工件蘸一下介質(zhì)，以達(dá)到要求，過去工匠們
形象的稱謂淬火為蘸火，淬火工藝應(yīng)用很廣，讀法也隨之流傳開來。 
 
二、工藝 
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zui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。 

三、分類 
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。 
 
 
常用淬火方法示意圖 
1、單液（單介質(zhì)）淬火 
將奧氏體華的鋼件放入一種淬火介質(zhì)中連續(xù)冷卻的淬火方法。如碳鋼水
冷，合金鋼油冷，大型碳鋼件鹽水冷等。這種方法缺點(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。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。 
2、雙介質(zhì)淬火 
雙介質(zhì)淬火：把加熱到淬火溫度的工件，先在冷卻能力強(qiáng)的淬火介質(zhì)中冷
卻至接近 Ms 點(diǎn)，然后轉(zhuǎn)入慢冷的淬火介質(zhì)中冷卻至室溫，以達(dá)到不同淬火冷卻
溫度區(qū)間，并有比較理想的淬火冷卻速度。用于形狀復(fù)雜件或高碳鋼、合金鋼
制作的大型工件，碳素工具鋼也多采用此法。常用冷卻介質(zhì)有水-油、水-硝

 
鹽、水-空氣、油-空氣，一般用水作快冷淬火介質(zhì)，用油或空氣作慢冷淬火介
質(zhì)，較少采用空氣。 
3、（馬氏體）分級(jí)淬火 
馬氏體分級(jí)淬火：鋼材奧氏體化，隨之浸入溫度稍高或稍低于鋼的上馬氏
點(diǎn)的液態(tài)介質(zhì)(鹽浴或堿浴)中，保持適當(dāng)時(shí)間，待鋼件的內(nèi)、外層都達(dá)到介質(zhì)
溫度后取出空冷，過冷奧氏體緩慢轉(zhuǎn)變成馬氏體的淬火工藝。一般用于形狀復(fù)
雜和變形要求嚴(yán)的小型工件，高速鋼和高合金鋼工模具也常用此法淬火。 
低于 Ms 點(diǎn)的馬氏體分級(jí)淬火法：浴槽溫度低于工件用鋼的 Ms 而高于 Mf
時(shí)，工件在該浴槽中冷卻較快，尺寸較大時(shí)仍可獲得和分級(jí)淬火相同的結(jié)果。
常用于尺寸較大的低淬透性鋼工件。 
4、（貝氏體）等溫淬火 
貝氏體等溫淬火法：將工件淬入該鋼下貝氏體溫度的浴槽中等溫，使其發(fā)
生下貝氏體轉(zhuǎn)變，一般在浴槽中保溫 30~60min。貝氏體等溫淬火工藝主要三個(gè)
步驟：①奧氏體化處理；②奧氏體化后冷卻處理；③貝氏體等溫處理；常用于
合金鋼、高碳鋼小尺寸零件及球墨鑄鐵件。 
 
四、過程 
 
淬火包括加熱、保溫、冷卻 3 個(gè)階段。下面以鋼的淬火為例，介紹上述三
個(gè)階段工藝參數(shù)選擇的原則。 
 
淬火加熱溫度 以鋼的相變臨界點(diǎn)為依據(jù)，加熱時(shí)要形成細(xì)小、均勻奧氏體晶粒，淬火后

獲得細(xì)小馬氏體組織。碳素鋼的淬火加熱溫度范圍。 
淬火溫度選擇原則也適用于大多數(shù)合金鋼，尤其低合金鋼。亞共析鋼加熱
溫度為 Ac3 溫度以上 30～50℃。從圖上看，高溫下鋼的狀態(tài)處在單相奧氏體
(A)區(qū)內(nèi)，故稱為*淬火。如亞共析鋼加熱溫度高于 Ac1、低于 Ac3 溫度，則
高溫下部分先共析鐵素體未*轉(zhuǎn)變成奧氏體，即為不*(或亞臨界)淬火。
過共析鋼淬火溫度為 Ac1 溫度以上 30～50℃，這溫度范圍處于奧氏體與滲碳體
(A+C)雙相區(qū)。因而過共析鋼的正常的淬火仍屬不*淬火，淬火后得到馬氏體
基體上分布滲碳體的組織。這-組織狀態(tài)具有高硬度和高耐磨性。對(duì)于過共析
鋼，若加熱溫度過高，先共析滲碳體溶解過多，甚至*溶解，則奧氏體晶粒
將發(fā)生長(zhǎng)大，奧氏體碳含量也增加。淬火后，粗大馬氏體組織使鋼件淬火態(tài)微
區(qū)內(nèi)應(yīng)力增加，微裂紋增多，零件的變形和開裂傾向增加；由于奧氏體碳濃度
高，馬氏體點(diǎn)下降，殘留奧氏體量增加，使工件的硬度和耐磨性降低。常用鋼
種淬火的溫度。 
常用鋼種淬火的加熱溫度 
實(shí)際生產(chǎn)中，加熱溫度的選擇要根據(jù)具體情況加以調(diào)整。如亞共析鋼中碳
含量為下限，當(dāng)裝爐量較多，欲增加零件淬硬層深度等時(shí)可選用溫度上限；若
工件形狀復(fù)雜，變形要求嚴(yán)格等要采用溫度下限。 
淬火保溫 
淬火保溫時(shí)間 由設(shè)備加熱方式、零件尺寸、鋼的成分、裝爐量和設(shè)備功率
等多種因素確定。對(duì)整體淬火而言，保溫的目的是使工件內(nèi)部溫度均勻趨于一
致。對(duì)各類淬火，其保溫時(shí)間zui終取決于在要求淬火的區(qū)域獲得良好的淬火加
熱組織。 
加熱與保溫是影響淬火質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，奧氏體化獲得的組織狀態(tài)直接影
響淬火后的性能。-般鋼件奧氏體晶?？刂圃?5～8 級(jí)。 
淬火冷卻 
要使鋼中高溫相——奧氏體在冷卻過程中轉(zhuǎn)變成低溫亞穩(wěn)相——馬氏體，
冷卻速度必須大于鋼的臨界冷卻速度。工件在冷卻過程中，表面與心部的冷卻
速度有-定差異，如果這種差異足夠大，則可能造成大于臨界冷卻速度部分轉(zhuǎn)變

成馬氏體，而小于臨界冷卻速度的心部不能轉(zhuǎn)變成馬氏體的情況。為保證整個(gè)
截面上都轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體需要選用冷卻能力足夠強(qiáng)的淬火介質(zhì)，以保證工件心部
有足夠高的冷卻速度。但是冷卻速度大，工件內(nèi)部由于熱脹冷縮不均勻造成內(nèi)
應(yīng)力，可能使工件變形或開裂。因而要考慮上述兩種矛盾因素，合理選擇淬火
介質(zhì)和冷卻方式。 
 
冷卻階段不僅零件獲得合理的組織，達(dá)到所需要的性能，而且要保持零件
的尺寸和形狀精度，是淬火工藝過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 
五、目的 
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，以大幅提高鋼的強(qiáng)度、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。

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