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(guò)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(guò)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(yǔ)，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(guò)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(kāi)來(lái)。 
 
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(guò)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(kāi)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(kāi)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)共析
鋼，若加熱溫度過(guò)高，先共析滲碳體溶解過(guò)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(kāi)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(guò)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(guò)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(kāi)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(guò)程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 
五、目的 
淬火的目的是使過(guò)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(guò)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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