合金鋼零件熔煉零件表面微觀裂紋研究顯微鏡
冷卻的影響
用臨界冷卻速度冷卻，加熱時形成的奧氏體將在馬氏體
區域產生相變，因而可實現理想的淬火。當然亦可避免在高
溫范圍內向鐵素體、珠光體或貝氏體轉變。鋼的臨
界冷卻速度與化學成分、熔煉條件及完全的奧氏體化情況有
關。零件與冷卻劑之問的熱交換受很多因素影響，例如：
就結構件而言，受表面的性質及表面與體積的比率的
影響’
就冷卻劑而言，在冷卻劑流動的溫度范圍內，受零件與
冷卻劑接觸面的熱傳導系數、濕潤能力、沸點、粘度及比熱
的影響
為使心部亦能完全淬火(到心部皆為馬氏體組織)，如果
是不含合金元素的碳鋼，可通過水淬達到目的。但處理件尺
寸受到限制，一般直徑在10毫米之內，若超過該尺寸，則表
面雖能硬化，但心部硬度卻很低。如欲對尺寸大的零件進行
深層硬化或硬化到心部時，必須使用合金鋼。因為鋼中添加
合金元素后，臨界冷卻速度下降。如果硬化到心部，即使是
晶粒粗大的鋼，晶粒也將獲得細化。
關于淬透性的完整記述及淬火后形成的相變組織，繪制
了不同鋼種連續冷卻情況下的“時間一溫度一相變狀態圖
(ZTU)。
與加熱時完全相同，冷卻也應注意盡量遵循均勻的冷卻
過程。在選擇冷卻劑時(水、油、熱浴或空氣)，除鋼的種類、
尺寸以及體積外，還必須考慮零件的形狀，進而選擇合適的
冷卻劑。因為急速冷卻產生淬裂(應力裂紋)的危險極大，
以，很多情況下不可進行過于迅速的冷卻。
急速冷卻只在馬氏體轉變區是必要的。250℃以下的冷卻
速度對淬火所能達到的硬度影響甚微。零件投入冷卻劑之后
的持續時間，必須保持到心部溫度下降到馬氏體轉變溫度以
下。熱浴淬火時要在熱浴中保溫到表層與心部溫度均勻一致。
空氣、鹽浴及金屬浴可通過對流冷卻，故使用此類冷卻劑可
進行極均勻的冷卻。其冷卻能力除了受零件表面與冷卻劑之
間的溫差影響外，還受相當多的其它因素影響。淬火油和水
與之相反，具有完全不同的冷卻特性。因為它們沸點低，所
以把加熱好的零件投入冷卻劑后，表面將形成蒸汽膜。出現
三種冷卻相，即：
高溫時：蒸汽膜
中溫時：沸騰區
低溫時：對流冷卻
