合金钢零件熔炼零件表面微观裂纹研究显微镜
冷却的影响
用临界冷却速度冷却，加热时形成的奥氏体将在马氏体
区域产生相变，因而可实现理想的淬火。当然亦可避免在高
温范围内向铁素体、珠光体或贝氏体转变。钢的临
界冷却速度与化学成分、熔炼条件及完全的奥氏体化情况有
关。零件与冷却剂之问的热交换受很多因素影响，例如：
就结构件而言，受表面的性质及表面与体积的比率的
影响’
就冷却剂而言，在冷却剂流动的温度范围内，受零件与
冷却剂接触面的热传导系数、湿润能力、沸点、粘度及比热
的影响
为使心部亦能完全淬火(到心部皆为马氏体组织)，如果
是不含合金元素的碳钢，可通过水淬达到目的。但处理件尺
寸受到限制，一般直径在10毫米之内，若超过该尺寸，则表
面虽能硬化，但心部硬度却很低。如欲对尺寸大的零件进行
深层硬化或硬化到心部时，必须使用合金钢。因为钢中添加
合金元素后，临界冷却速度下降。如果硬化到心部，即使是
晶粒粗大的钢，晶粒也将获得细化。
关于淬透性的完整记述及淬火后形成的相变组织，绘制
了不同钢种连续冷却情况下的“时间一温度一相变状态图
(ZTU)。
与加热时完全相同，冷却也应注意尽量遵循均匀的冷却
过程。在选择冷却剂时(水、油、热浴或空气)，除钢的种类、
尺寸以及体积外，还必须考虑零件的形状，进而选择合适的
冷却剂。因为急速冷却产生淬裂(应力裂纹)的危险极大，
以，很多情况下不可进行过于迅速的冷却。
急速冷却只在马氏体转变区是必要的。250℃以下的冷却
速度对淬火所能达到的硬度影响甚微。零件投入冷却剂之后
的持续时间，必须保持到心部温度下降到马氏体转变温度以
下。热浴淬火时要在热浴中保温到表层与心部温度均匀一致。
空气、盐浴及金属浴可通过对流冷却，故使用此类冷却剂可
进行极均匀的冷却。其冷却能力除了受零件表面与冷却剂之
间的温差影响外，还受相当多的其它因素影响。淬火油和水
与之相反，具有完全不同的冷却特性。因为它们沸点低，所
以把加热好的零件投入冷却剂后，表面将形成蒸汽膜。出现
三种冷却相，即：
高温时：蒸汽膜
中温时：沸腾区
低温时：对流冷却
