熱處理就是把金屬材料加熱到預定的溫度，并在此溫度下保持一定的時間，然后以預定的速度冷卻下來的一種綜合性工藝過程，它包括鋼的奧氏體化、淬火和回火3個主要步驟。鋼熱處理的目的是強化鋼材、使其發(fā)揮出潛在的能力，是提高機械產品質量、延長使用壽命的關鍵之一。

一、主要淬火工藝簡介

在生產中應根據鋼的化學成分、工件的形狀和尺寸，以及技術要求等來選擇淬火方法。選擇合適的淬火方法可以在獲得所要求的淬火組織和性能條件下，盡量減小淬火應力，從而減小工件變形和開裂的傾向。目前常用且成熟的淬火方法有如下幾種：

1、單液淬火

單液淬火法是將加熱至奧氏體狀態(tài)的工件，淬入某種淬火介質中，連續(xù)冷卻至介質溫度的淬火方法。這是簡單的淬火方法。一般情況是將碳鋼在水中淬火、合金鋼在油中淬火，尺寸小于3—5mm的碳鋼工件也可以在油中淬火。

為了減小單液淬火時的淬火應力，常采用預冷淬火曲法，即將奧氏體化的工件，在淬入淬火介質之前，先在空氣中或預冷爐中冷卻一段時間，待工件冷至臨界點附近的溫度時，再淬入淬火介質中冷卻，以減小工件與淬火介質間的溫差，減小熱應力，從而減小工件變形和開裂的傾向。

單液淬火方法操作簡單，容易實現機械化、自動化。但是，工件在馬氏體轉變區(qū)冷卻速度較快，容易產生較大地組織應力，從而增大工件變形、開裂的傾向。因此，只適用于形狀簡單、尺寸小的工件。

2、雙介質淬火

雙介質淬火是將加熱至奧氏體狀態(tài)的工件先在冷卻能力較強的淬火介質中快速冷卻，在鋼件還未達到該淬火介質溫度之前某一溫度取出，然后再轉入冷卻能力較弱的淬火介質中繼續(xù)冷卻，使過冷奧氏體在緩慢冷卻條件下轉變成馬氏體。這種方法既可以保證工件得到馬氏體組織，又可以降低工件在馬氏體區(qū)的冷卻速度，減小組織應力，從而減小工件變形、開裂的傾向。

一般采用水-油雙介質淬火方法，即用水作為快冷淬火介質，用油作為慢冷淬火介質;也可以先水后空氣、先油后空氣等。但由于水淬油冷時不可避免的會將水帶入油中，嚴重影響淬火油的實用性能所以并不提倡。

3、分級淬火法

分級淬火是將加熱至奧氏體狀態(tài)的工件先淬入高于該鋼點的熱浴中停留一定時間，待工件各部分與熱浴的溫度一致后，取出空冷至室溫，在緩慢冷卻條件下完成馬氏體轉變的淬火方法。這種淬火方法由于在馬氏體轉變前工件各部分溫度已趨均勻，并在緩慢冷卻條件下完成馬氏體轉變，這樣不僅減小了淬火熱應力，而且顯著降低組織應力，因而有效地減小或防止工件淬火變形和開裂。

分級淬火方法由于冷卻介質溫度較高，工件在熱浴中的冷卻速度較慢，對于截面尺寸較大的工件很難達到其臨界淬火速度。因此，只適用于尺寸較小的工件，如刀具、量具和要求變形小的精密工件。在分級淬火時，為提高奧氏體的穩(wěn)定性，應適當提高淬火加熱溫度，一般比正常淬火加熱溫度約高出30-80。

分級淬火介質的溫度也可略低于點.此時由于溫度比較低，冷卻較劇烈，故可應用于較大工件的淬火。

4、等溫淬火法

等溫淬火是將加熱至奧氏體狀態(tài)的工件淬入溫度稍高于此點的鹽浴中等溫.保持足夠長時間，使之轉變?yōu)橄仑愂象w組織，然后取出在空氣中冷卻的淬火方法。

等溫淬火與分級淬火的區(qū)別在于前者獲得下貝氏體組織，由于下貝氏體的強度、硬度較高，而且韌性良好，同時由于下貝氏體的比容比馬氏體的比容小，而且組織轉變時工件內外溫度一致，故淬火組織應力也較小。因此等溫淬火可以顯著減小工件變形和開裂的傾向。適用于處理用中碳鋼、高碳鋼或低合金鋼制造的形狀復雜、尺寸要求精密的工具和重要機器零件，如模具、刀具、齒輪等。同分級淬火一樣，等溫淬火也只能適用于尺寸較小

5、延時淬火

這種方法是將奧氏體化后的工件，出爐后先放置一段時間，使工件的溫度降低一些，特別是薄壁處與尖角處的溫度降低一些(但仍應高于組織轉變溫度)，然后再浸入各種淬火介質中冷卻到室溫的處理，稱為延時淬火。采用這種方法必須考慮到鋼的化學成分，只有淬透性好、奧氏體化比較穩(wěn)定、臨界冷卻速度較低的鋼種才適宜采用這種方法。二、熱處理油的性能要求

熱處理工藝中使用到的冷卻介質分兩大類：水溶液和油。水溶液主要含高分子聚合物、醇類;油主要是指礦物油。熱處理油被列入1997年通過的“中華人民共和國標準潤滑劑和有關產品(l類)的分類第x部分：u組(熱處理)”，石油化工行業(yè)標準熱處理油(sh 0564)詳細規(guī)范了各種熱處理油的技術要求。根據熱處理工藝和材料的不同，采用不同類型的熱處理油。以礦物油為基礎油的產品有：普通淬火油、快速淬火油、光亮淬火油、快速光亮淬火油、真空淬火油、等溫分級淬火油和回火油等。