淬火

火，俗称蘸（ㄓㄢˋ）（zhàn）火（英語: Quenching），金属和玻璃的一种热处理工艺。把合金制品或玻璃加热到一定温度，随即在含有矿物质的水、油或空气中急速冷却，一般用以提高合金的硬度和强度。

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被推進淬火車床的焦炭（Coke）。攝於1942年11月，位於美國密歇根州底特律的大湖區鋼鐵公司（Great Lakes Steel Corporation）。

淬火硬化

淬火可增強钢与铸铁的強度和硬度。急速冷卻的速率也會影響物質表面硬度和心部硬度。淬火後物質會變脆，所以通常會再進行回火處理，目的是降低物質的脆度。螺絲、齒輪、轉動軸、金屬塊等物品常使用淬火處理。

作用

钢与铸铁在硬化处理前通常为片层状珠光体结构。这种结构是钢或铸铁于较低冷却速率下制造所获得的铁素体与渗碳体的混合物。珠光体结构较为柔软，无法胜任诸多日常应用。将珠光体加热至起共晶转变温度（727°C）之上后快速冷却部分晶体发生相变，获得较为坚硬的马氏体结构。含有马氏体结构的钢材通常用于刀刃等需要较强抗变形能力的工件上。

淬火常用於碳鋼

  • 亞共析鋼需加熱到ac3點以上30-50度
  • 過共析鋼需加熱到ac1點以上30-50度

加熱後使用大量的清水急速降溫，可得到高硬度的鋼材。


在淬火步驟中，材料大致經歷三個層次的降溫 / 熱移除:

第一層: 蒸氣膜冷卻狀態（Vapor-blanket Cooling State）
第二層: 蒸氣傳輸冷卻狀態（Vapor-transport Cooling stage）
第三層: 液冷卻狀態（Liquid Cooling Stage）


參見
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