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金属材料及热处理下载的
金属材料与热处理
大安顺建石油机械有限公司
一碳和杂质对钢性能的影响
碳是决定钢性能的最主要元对钢的性能也有一定的影响。
而且影响钢的工艺性能。
含碳量对钢机械性能的影响？
在含碳量小于0.9%的碳钢中，随着含碳量的增加，钢的强度硬度不断提高，而塑性、韧性不断下降。
在含碳量大于0.9%的钢中，随着含碳量的增加，钢的硬度继续上升，塑性、韧性进一步降低，但强度明显下降。
钢中常存杂质Si、Mn、S、P对钢性能的影响，随含碳量的增加，其焊接性能不断下降。
硫、磷都是钢中的有害杂质元素，硫易与钢中的铁生成低熔点的共晶体，常分布在晶界上，当钢在锻压等热加工时，容易沿晶界开裂引起所谓的热脆性。
溶解于钢中铁的晶格中，随温度降低以磷化铁析出于晶界上引起脆性，温度愈低愈严重，称为冷晚性。
但适当加入一些硫、磷可以改善钢的切削加工性。
硅、锰是有益元素，都具有脱氧能力，可以清除钢中的氧化铁（FeO），硅的脱氧能力比锰强，它们都能提高钢的强度和硬度，另外，锰还可以抵消硫的有害影响。
二、钢、铸铁的区分？
组成钢铁材料的主要元素是铁（Fe）和碳（C），称铁碳合金。
含碳量低于2.11%的称钢，含碳量大于2.11%的称铸铁或生铁。
钢的分类:
1、碳素钢
根据含碳量的不同分：
低碳钢﹤0.25%C
中碳钢0.25~0.60%C
高碳钢﹥0.60%C
按用途碳素钢可分为碳素结构钢、碳素工具钢、铸造碳钢。
碳素结构钢（含碳量用万分之几表示，采用2位数字表示较高含锰量在牌号后加元素符号Mn）又分为：
（1）普通碳素结构钢
GB700-79标准
①甲类钢：
A1、A2……A7，除S、P外不保证化学成分，只保证机械性能δs、δb、δ，A1—A4近似低碳钢，A5—A7近似中碳钢；
②乙类钢：
B1、A2……B7，保证化学成分，不保证机械性能，B1—B3极软类钢，B4—B5软类钢。
③特类钢：
C2、C3……C5，既保证化学成分，又保证机械性能。
新标准：
GB700-88
牌号表示示例：
Q235—A·F
表示脱氧方法（沸腾钢）
表示质量登记符号（A级）
表示最低屈服点数值
表示屈服点字母
Q195不分等级，化学成分、机械性能均须保证，对应GB700-79，化学成分与B1相同，机械性能与A1相同。
Q215AA2
Q215B做常温下冲击试验，V型缺口；C2。
Q235A不做冲击试验；A3附加保证常温冲击试验U型缺口。
B做常温下冲击试验，V型缺口；C3附加保证常温或-20℃冲击试验，U型缺口。
C
D作为重要焊接结构用
Q255AA4
B做常温下冲击试验V型缺口；C4附加保证冲击试验U型缺口。
Q275不分等级，化学成分、机械性能均须保证；C5。
普通碳素结构钢按脱氧方法分：
①沸腾钢F—在熔炼末期，钢液仅用弱脱氧剂锰铁进行脱氧，脱氧不完全，在钢液中残留有FeO,在浇注过程中，由于C和FeO发生反应不断析出CO而沸腾。
②镇静钢—钢液在浇注前用锰铁、硅铁和铝进行充分脱氧，凝固时不沸腾。
成材率低，气泡少，组织致密，质量较高。
③半镇静钢b—成分偏析大，组织不致密，性能不均匀，冲击韧性差，不易用于机械性能要求高的零件，成材率较高，成本较低。
④特殊镇静钢TZ
▲普通碳素结构钢的主要性能及范围：
甲类钢：
可直接按机械性能要求来选用。
A1、A2属于软类钢，强度、硬度低，塑性韧性好，轧制钢板及型材，制造受载荷不大的普通零件，如：
垫铁、垫圈、开口销、铆钉及冲压件、焊接件等。
A3应用广泛的钢种，具有一定的强度、塑性和韧性，硬度适中，良好的切削性能及焊接性能。
轧制成钢板、型钢、钢筋，应用于建筑、机械、船舶等工业部门，制造螺栓、螺母、凸轮、轮轴、齿轮及焊接件。
A5—A7属中等强度钢，耐磨性好，塑性韧性较差，工艺性能较差，不易制作冷变形及焊接件，只能制造强度要求较高、耐磨性好的零件，如：
心轴、链环片、刹车钢带和键条。
B1—B3属于极软类钢，含碳量低，强度硬度低，塑性韧性好，要教好的冲压性能，常轧成钢板或拉成圆钢、铁丝、制作铆钉、铁钉、铁罐等。
B4—B5属软类钢，含碳量略高（C=0.18—0.38%）具有一定的强度，塑性韧性尚好，有一定压力加工性能，常轧成角、槽、工、钢筋等型材。
B6—B7属半硬类钢，含碳量较高，强度、耐磨性较好，塑性韧性差，常制造车轮、钢轨、摩擦轮等。
特类钢宜制作比较重要的机械零件，可代替优质结构钢使用。
（2）优质碳素结构钢。
硫、磷≤0.04%
按含碳量分：
①普通含锰量：
C＜0.25%，Mn=0.35—0.65%；C＞0。
25%，Mn=0.50—0.80%。
②较高含锰量：
C＜0.60%，Mn=0.70—1.0%；C＞0.60%，Mn=0.9—1.2%。
▲优质碳素结构钢的主要性能及应用范围：
低碳类﹙C＜0.25%﹚：
含碳量低，除部分热、冷轧制板材外，主要用于制造渗碳零件。
强度、硬度低，塑性韧性好，适用于进行压力加工。
中碳类﹙C=0.25—0.60%﹚：
含碳量适中，强度、硬度、塑性韧性都较好，经热处理后达到良好的综合机械性能，具有良好的切削加工性能，是制造要求具有综合机械性能零件的理想钢种。
高碳类﹙C=0.60—0.85%﹚：
由于含碳量高，所以强度、硬度高，塑性韧性差，经适当热处理或冷变形后，具有较高的强度，弹性和韧性，宜制作弹簧及弹性零件，属弹簧钢系列，同时也可制作某些工具。
▲碳素工具钢分（含碳量用千分之几表示，采用“T”符号加数字表示，C=0.65—1.35%，含Mn达到0.40—0.60%时应在牌号后加“Mn”，高级优质在牌号后加“A”）：
1优质碳素工具钢
2高级优质碳素工具钢：
T7A、T8A……T13A。
▲碳素工具钢的主要性能及应用范围
经热处理后使用，性能分热处理前的性能及热处理后的性能。
便于切削加工，应进行球级退火降低硬度。
经热处理后增加硬度、耐磨性，使用广泛，制造形状复杂，精度较高，能承受轻微冲击的工具。
T7、T8含碳量较低，硬度、耐磨性较低、韧性较好，宜制作承受冲击和震动的工具，如凿子、锤子、冲头等。
T8Mn锰的含量提高，强度提高，适合制造要求强度较高的刃具、横具，如剪金属的剪刀片、压型模等。
T10、T10A含碳量较高，热处理后，硬度、耐磨性好，强度也较高，韧性差些，常用于只在丝锥、铰刀、车刀、手锯条、板牙及凿弹工具。
T12、T13A含碳量高，热处理后有极高的硬度，良好的耐磨性、韧性极差，宜制作要求硬度高、耐磨性好，不受大的冲击的刃具，如碳钢车刀、刨刀、铣刀、钻头、锉刀、刮刀、刻刀、剃刀等。
▲铸造碳钢C=0.15—0.6%
工程铸钢
ZG15——ZG200-400
ZG25——ZG230-450
ZG35——ZG270-500
ZG45——ZG310-570
ZG55——ZG340-640
新标准：
ZG200—400
最低抗拉强度N/mm2
最低屈服强度N/mm2
铸钢
▲工程用铸造碳钢的主要性能及应用范围？
由于是钢液浇注成的，常带来许多冶金缺陷，如晶粒粗大，成分不均匀，组织疏松，并夹有气孔、杂质、裂纹等。
机械性能比锻钢差，给大型铸件的热处理和切削加工带来一些影响。
ZG200-400（ZG15）和ZG230-450（ZG25）塑性韧性比较好，有一定的焊接性，常用于制造机座，减速器箱外壳、轴承盖、阀体等。
ZG310-570（ZG45）和ZG270-500（ZG35）强度和切削性能比较好，常用于制造轧钢机机架、轴承座、连杆、箱体、缸体、大齿轮、制动轮等。
ZG340-640（ZG55）强度、硬度比较高，耐磨性好，焊接性能较差，裂纹倾向大，常用作齿轮、叉头、棘轮等耐磨零件。
2、合金钢
在碳钢的基础上，为了改善钢
的某些性能，在冶炼时，有意加入一些元素的钢。
所加入的元素称合金元素。
合金钢的特点：
1机械性能好。
2具有较好淬透性。
3具有更高的热硬性。
4某些合金具有高温机械性能。
5某些合金钢还具有特殊的物理化学性能。
合金钢按用途可分为：
⑴合金结构钢（含碳量用万分之几表示，＞1%时不标合金元素，用百分之几表示，小于1.5%不标数字。
）
1普通低合金结构钢
C＜0.2%，合金元素＜3.0%，以加Mn为主，提高强度和淬透性。
16Mn、15MnTi、15MnV、09Mn2
特点：
ⅰ具有较高的强度（屈服强度）
ⅱ具有良好的塑性和韧性
ⅲ具备抗时效能力
ⅳ具有良好的焊接性能
2机械制造用钢
ⅰ合金渗碳钢：
15Cr、20Cr、20CrMnTi、20MnV等。
ⅱ合金调质钢：
40Cr、35CrMo、35SiMn、40CrMnMo等。
ⅲ合金弹簧钢：
65Mn、60Si2Mn、50CrVA、55Si2Mn
ⅳ滚动轴承钢：
GCr15、GCr15SiMn
▲合金结构钢的主要性能及应用范围：
普通低合金结构钢（普低钢）：
普低钢是在普通碳素钢基础上加入少量合金元素的钢，大多数是在热轧空冷状态下使用，焊接成构件后不再进行热处理。
该类钢具有高的屈服强度，良好的塑性、韧性、焊接性和较好的耐磨性。
用于工程结构如桥梁、建筑、船舶、车辆、高压容器等。
合金渗碳钢：
是典型的表面说化钢，主要用于制造表面硬而耐磨，心部有足够韧性的能承受冲击载荷的零件，如汽车、拖拉机的各种齿轮、活塞销、凸轮轴、轴套以及大型轴承和部分工具和量具等。
合金调质钢：
调质钢是用热处理的方法命名的，目的是使零件获得良好的综合机械性能，达到既有高的强度和硬度，又有足够的塑性和韧性相配合的机械性能。
用于制造承受较大载荷的机械零件，如齿轮、轴、曲轴、连杆、螺栓、连杆等。
合金弹簧钢：
该钢经热处理后具有高的屈服强度和抗拉强度，具有高的疲劳强度，良好的工艺性能及足够的韧性和塑性，特殊环境下使用的弹簧，还具有一定的耐热性和耐腐蚀性，具有较高的弹性极限，主要用于制造弹簧和弹性零件。
滚动轴承钢：
高而均匀的硬度和耐磨性，高的弹性极限和接触疲劳强度，足够的韧性和淬透性以及在的大气或润滑剂中具有一定的耐蚀能力。
2、合金工具钢
属于高级优质钢不用标A，分为：
1合金刃具钢
ⅰ低合金刃具钢：
9SiCr、9Mn2V、CrMn、CrW5
ⅱ高速钢（锋钢、白钢），切削速度比碳工钢或低合金刃具钢增加1-3倍，耐用性增加7-14倍，强度比低合金刃具钢提高约30-50%，分为钨系，如W18Cr4V
钨钼系，如W6Mo、5Cr4V2。
当车削速度10-20m/min,刀刃温度为200-300℃；当车削速度50-80m/min,刀刃温度为500-600℃。
2合金模具钢
ⅰ冷变形模具钢（冷作模具钢）：
高的强度、硬度、耐磨性、足够的韧性，热处理变形小，淬透性好。
分为：
低合金模具钢9SiCr、CrWMn、9Mn2V；高中合金模具钢Cr12、Cr12MoV。
ⅱ热变形模具钢（热作模具钢）：
要求在室温和高温下都具有一定的强度、韧性、耐热疲劳性、耐磨性、导热性。
分为：
热锻模具、压铸模具。
3合金量具钢：
一般等级量具，可用碳素工具钢等级高的GCr15、CrMn、CrWMn。
热处理后满足的要求：
1高的硬度和耐磨性；
2高的尺寸稳定性；
3淬火变形小、磨削加工性能好；
4热膨胀系数要小，应具有一定的耐蚀性。
▲合金工具钢的主要性能及应用范围？
合金刃具钢
低合金刃具钢：
在碳工钢基础上加入少量的合金元素构成的目的是提高淬透性和生成少量的合金碳化物，提高耐磨性，用于制造低速或手动工具和刃具等，如丝锥、板牙、钻头、铰刀、刮刀、拉刀、剃刀等。
高速钢（锋钢、白钢）：
属高碳高合金钢，具有高的硬度、强度和耐磨性，红硬性较好，在600℃左右，其硬度仍然能保持在HRC60以上，适用于制造各种金属切削用的工具，有钨系和钨钼系两种。
钨系主要用于制造截面较小的刀具和普通钻头等，钨钼系适用于制造钻头、滚刀、铣刀、插齿刀等，更适合制造棱刃及大截面的刀具。
合金模具钢
（冷作模具钢）
低合金模具钢：
用于制造形状复杂、要求变形小的中、小型模具，如小型冷冲模、冲头等。
中、高合金钢：
用于制造承受压力大，生产批量多，耐磨性要求高，热处理变形小，形状复杂的模具，如螺丝、滚模、拉伸模等。
（热作模具钢）
热锻模具：
用来制造使金属在高温下成型的模具，如热锻模、热挤压模等。
压铸模具：
用于制造压铸铝合金、镁合金、铜合金及黑色金属的模具。
合金量具钢：
用于制造卡尺、千分尺、塞规、样板、块规等重要量具。
3、特殊用途钢（特殊性能钢、特殊合金钢）具有特殊物理、化学性能的钢。
分为：
1不锈耐酸钢（不锈钢）：
在腐蚀介质中具有高的抗腐蚀能力的钢。
分Cr13型铬不锈钢（铬不锈钢），如1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、1Cr17Ni2等，和铬镍不锈钢，如1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9等。
2耐热钢：
分为抗氧化钢（不起皮钢）、热强钢和耐磨钢（抗磨钢）。
▲特殊用途钢的主要性能及应用范围？
1不锈耐酸钢（不锈钢）：
ⅰ铬13型不锈钢：
常用于制作在弱腐蚀性介质和空气、水汽等场合工作的零件，能耐30℃以下的海水腐蚀。
如1Cr13、2Cr13宜制作汽轮机叶片、水压机阀以及在高温下工作的螺钉、螺母及日常生活用品等。
3Cr13、4Cr13宜制作高硬度和耐蚀零件和器件，如热油泵轴、栓塞、弹簧、滚动轴承配件、医疗器械等。
ⅱ铬镍不锈钢：
用于制作耐酸、碱等溶液的零件，如化工容器、耐酸泵零件等。
2耐热钢：
ⅰ抗氧化钢：
用于制造石油裂化设备，加热炉炉底板、连续式作业炉的输送带链条等。
ⅱ热强钢：
用于制造高压蒸汽导管、汽轮机叶片、热机紧固螺栓等。
三、铸铁
铸铁应用广泛，是与其具有许多优良性能分不开的，铸铁的优良性能又决定于铸铁的组织。
1、铸铁的组织与性能
铸铁实质上是由各种不同状态的石墨分布在钢的基体上所构成的混合组织。
随着基体钢的组织不同以及石墨所具有的形态、大小、数量和分布的不同，其种类不同并具有各自不同的性能。
1按基体组织分铁素体基体、铁素体+珠光体、基体、珠光体基体。
2按石墨形状分：
片状、团絮状、球状。
石墨是由碳原子按游离状态构成的松软组织，其强度、硬度很低，塑性韧性几乎为零，所以，石墨在主贴中犹如裂纹和空洞，故常把铸铁看作是基体上布满了裂纹和空洞的钢。
由于石墨的存在，割裂了基体—钢，破坏了基体的连续性，削弱了基体的强度和韧性。
所以铸铁与钢相比，机械性能显然比钢差。
但是，正是由于石墨的存在，给铸铁带来了许多钢所不及的优良性能。
1良好的铸造性：
熔点低1100-1250℃，铁水流动性好，充填铸型能力强，冷却时收缩率小，内应力小。
2良好的减磨性能：
对偶件石墨是松软的固体润滑剂，石墨脱落后留下的凹坑有利于储存润滑油。
3较好的消震性：
石墨对震动能起到缓冲作用，石墨能吸收振动能，从而组织了晶粒之间震动能的传递。
4具有良好的切削加工性能：
硬度比较低、石墨类似空洞和裂纹，容易断，不易拉毛加工后的表面；石墨是润滑剂起到减磨作用，减少刀具磨损。
5低的缺口敏感性：
钢制件、常因表面常有缺口（刀痕、裂纹、油槽、键槽等）而引起应力集中，致使零件开裂，对缺口敏感，铸铁由于石墨本身犹如空洞和裂纹，所以对外加的缺口不敏感，而且圆整的石墨还能切断裂纹的扩展。
2、铸铁的分类
根据碳的存在形式和石墨的形状可分为：
1白口铸铁：
组织中碳几乎全部一渗碳体形式存在的铸铁。
断口呈亮白色。
碳与铁化合成渗碳体，碳以化合状态的形式存在。
性质：
硬而脆，加工困难不利于切削加工，不宜直接使用，除制作农用机具外，作为炼钢原料或生产可锻铸铁的坯料。
2灰口铸铁：
组织中碳全部或大部分以片状石墨形式存在的铸铁。
断口呈灰褐色。
碳不与铁呈化合状态而是呈游离状态的石墨形式存在。
性质脆而不硬。
3可锻铸铁（韧铁）：
组织中的碳几乎全部或极大部分以松软的困絮状石墨形式存在，断口呈外层白亮心部暗灰，通过热处理方法经高温，长时间的石墨化退火，使渗碳体在固态下分解而获得的具有困絮状石墨的铸铁。
性质与灰铁相比韧性较好。
4球墨铸铁：
碳大部或全部以球状石墨形式存在与铸铁中。
在灰铁基础上，液态时加入球化剂和墨化剂，良好的减磨性，消震性、低的缺口敏感性、铸造性、切削加工性、热处理性，使碳析出并呈游离状态的片状石墨球化。
性质强度、塑性、韧性较高。
3、铸铁的编号
灰口铸铁
HT15—33
表示最低抗弯强度kgf/mm2
最低抗拉强度kgf/mm2
表示灰口铸铁
HT100
表示最低抗拉强度N/mm2
表示灰口铸铁
可锻铸铁
KT30—6
表示最低延伸率%
表示最低抗拉强度kgf/mm2
表示可锻铸铁
KTZ
珠光体（白心）
KTH300—06
表示最低延伸率%
最低抗拉强度N/mm2
表示基体组织特征
球墨铸铁
QT45—5
表示最低延伸率%
表示最低抗拉强度kgf/mm2
表示此牌号的铸铁为球墨铸铁
QT400—18
表示最低延伸率%
表示最低抗拉强度N/mm2
表示球铁
耐热铸铁
RTSi—5.5
表示合金元素的平均含量%
表示该牌号中的主要合金元素
表示耐热铸铁
四、灰口铸铁
主要化学成分：
C=2.5-3.5%，Si=1.0-2.5%
4.0%3.0%
Mn=0.6-1.3%，
S＜0.15%
P＜0.30%
基体组织：
由于石墨化进行程度不同分类不同：
1铁素体基体：
组织铁素体+片状石墨。
2铁素体—珠光体基体：
组织铁素体+珠光体+片状石墨
3珠光体基体：
组织珠光体+片状石墨
4孕育铸铁HT300、HT350、HT400
性能：
1、易熔：
熔点低1100-1250℃，铸造性能好；
2、耐磨性好：
石墨片的存在有利于润滑及贮油，并有良好的吸震性；
3、抗压强度高：
抗压强度一般约为它的抗弯强度的二倍，抗拉强度的四倍；
4、良好的化学稳定性：
在浓硫酸中抗腐蚀性能很高；
5、由于石墨的存在，灰铁性脆、韧性差、冲击韧性小，不适宜作受控、受冲击载荷的零件；
6、无可锻性，焊接性；
7、使用温度不得高于250℃，铸铁在高温时，由于石墨的析出及受热后体积胀大，强度下降。
五、球墨铸铁
组织：
1铁素体基体组织:
铁素体+球状石墨
2铁素体—珠光体基体组织：
铁素体+珠光体+球状石墨
3珠光体基体组织：
珠光体+球状石墨
4下贝氏体基体组织：
下贝氏体+球状石墨。
特点：
1、强度高、韧性好，与普通碳钢相比，除韧性、延伸率、弹性较钢锰差，其余与钢非常接近，而屈服强度比钢要高；
2、成本较钢低；
3、耐磨性、吸震性和抗氧化性都比钢好；
4、铸造性能比铸钢好，熔点、流动性、收缩性与灰铁接近，可用铸造薄壁和形状复杂零件；
5、球墨铸铁经热处理后还可以提高强度，和钢一样，通过各种热处理方法，使其机械性能进一步的改善和提高。
六、钢的热处理
将钢在固态下,按固定的工艺规范进行加热、保温和冷却，以改变其组织构造，从而获得所需性能的一种工艺方法。
（将钢在故态下加热、保温和冷却，改变钢的内部组织，从而改变其性能的一种工艺方法。
）
第一阶段称加热，目的是使钢加热到工艺规定的温度，以获得冷却前所需要的组织。
第二阶段称保温，目的是使工件内外温度一致，成分和组织均匀。
第三阶段称冷却，目的是使保温后钢的组织发生转变，获得预期的组织和性能。
插图
按热处理的目的要求——普通热处理——退火
退火：
将钢加热到工艺预定的某一温度，经保温缓慢冷却下来的热处理方法。
退火按目的不同——一般退火
一般退火按方法不同：
（1）完全退火（重结晶退火）：
将钢加热到工艺预定的某一温度（AC3以上30—50℃），使钢中组织完全转变成奥氏体，经保温后，以极缓慢（一般随炉缓冷）的速度冷却的一种方法。
目的：
1）降低钢的硬度，便于切削加工；
2）消除不良组织和细化晶粒；
3）消除内应力：
使用范围：
碳素结构钢，大部分合金结构钢和工程铸钢。
（2）球化退火：
将钢加热到工艺预定的温度（AC1以上10—20℃），经长时间保温，使钢中片状渗碳体自发地转变为颗粒状（或称球状），渗碳体然后以缓慢的速度冷却到室温的工艺方法。
目的：
1）使钢中渗碳体呈片状分布，改善切削加工性能；
2）为最终热处理—淬火作好组织准备；
3）消除内应力，防止淬火加热过程中的变形和开裂；
适用范围：
碳素工具钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢和合金工具钢等。
（3）除应力退火（低温退火）：
将钢加热到低于A1以下的某一温度（500—600℃），经保温后缓慢冷却到室温的工艺方法。
目的：
消除铸件、锻件、焊接件、切削加工件等加工过程中所造成的内应力。
正火：
将钢加热到工艺规定的某一温度，将钢的组织完全转变为奥氏体，经保温后，在空气中或强制流动的空气中冷却到室温的工艺方法。
（将钢加热到AC3或ACm以上30—50℃，保温一定时间，随后在空气中冷却下来的热处理工艺，称为正火。
）
改变切削性能、消除网状渗碳体、改善机械性能、为以后热处理做组织准备。
45钢正火、退火的机械性能
状态
σb
（N/m㎡）
δ5（％）
ak（j/cm2）
HBS（w）
退火
650—700
15—20
40—60
—180
正火
700—800
15—20
50—80
—220
退火与正火的选择
一、从切削加工性能考虑
含碳量<0.50％低中碳钢、低合金结构钢以正火为宜。
共析钢、过析钢及中、高合金钢退火为宜。
二、从使用性能考虑
亚共析钢正火比退火机械性能好，可用正火作为最终热处理。
对杂质多、大型铸件防止开裂，退火为宜。
三、从最终热处理方面考虑
除有带状组织钢外，为减小淬火变形和开裂倾向，正火不如退火。
四、从经济上考虑
正火为宜。
淬火
淬火是将钢加热到工艺规定的某一温度（AC3或A1以上30—50℃），竟保温后，以极快的速度（即大于临界冷却速度）进行冷却，而获得马氏体组织的工艺方法。
目的：
1）提高钢的硬度和耐磨性；
2）提高零件的综合机械性；
3）改变某些特殊钢的物理性能或化学性能。
工艺过程：
淬火是热处理工艺过程中最重要，也是最复杂的一种方法，常常是决定着零件或工具最终性能和质量的关键。
1）淬火加热：
结构钢须加热到完全奥氏体化；工具钢须加热到绝大部分奥氏体+极少量为渗碳体的状态。
2）保温：
热透工件，使组织转变一致，化学成分均匀
3）冷却：
冷却是淬火的关键，冷却的好坏直接决定了钢淬火后的组织和性能。
冷却介质:
水、油、水溶液
淬火冷却方法（插图）
淬火方法的选择，主要以获得马氏体组织和减小内应力防止变形、开裂为依据。
1）单液淬火：
将加热到奥氏体化后的工件放入一种冷却介质中冷却下来。
2）双液淬火：
将加热到奥氏体化工件先放在一种冷却速度较大的淬火介质中冷却，使奥氏体躲过最不稳定的温度区间。
待其冷却到稍高于Ms温度时，立即转入另一种冷却能力较弱的淬火介质中，使钢在较缓慢的冷却条件下转变为马氏体。
3）分级淬火：
将加热到奥氏体化工件放入温度略高于（也可低于）Ms点的淬火介质（硝盐溶或碱溶）中停留一定时间，使工件表面与中心的温度基本均匀一致。
在奥氏体开始分解之前取出在空气（或油）中冷却，使奥氏体转化为马氏体。
4）等温淬火：
将加热到奥氏体的工件浸入温度稍高于Ms点的热溶（如熔盐）中，停留足够的时间，使过冷奥氏体在此温度
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