金属热处理：淬火介质改变冷却速度

热处理通过受控加热和冷却改变材料组织。退火通常用于软化材料或改善组织状态。正火一般采用空气冷却以获得相应组织。淬火通过较快冷却形成所需的强化组织。回火通常安排在淬火之后调整性能平衡。钢的淬硬性反映淬火后可能获得的硬度。淬透性描述一定条件下形成硬化层的能力。

保护气氛能够减轻部分氧化和脱碳问题。真空热处理有利于控制表面反应和污染。淬火介质影响冷却速度和工件变形风险。水冷通常比油冷具有更强的冷却能力。聚合物淬火液的冷却特性受到浓度等因素影响。淬火开裂与组织应力和热应力共同有关。复杂零件热处理时可能发生不均匀尺寸变化。

感应淬火利用感应电流快速加热工件表层。火焰淬火通过火焰加热形成局部硬化区域。渗碳通过向表层引入碳元素提高硬化潜力。渗氮利用氮在表层形成固溶或化合物强化。碳氮共渗结合碳和氮对表层性能的影响。渗层深度需要与实际接触载荷条件匹配。脱碳会使钢材表面碳含量和硬化能力下降。氧化皮是高温下金属与氧反应形成的表层。

淬透性较高不意味着材料表面硬度一定更高。奥氏体是钢在相应条件下形成的固溶体组织。马氏体通常由奥氏体在快速冷却时转变形成。珠光体由铁素体与渗碳体交替组成。贝氏体的形态和性能受到转变温度影响。残余奥氏体可能影响淬火件的尺寸稳定性。等温淬火使组织在选定温度阶段发生转变。分级淬火有助于减小某些零件的热应力。