热处理就是把金属材料加热到预定的温度，并在此温度下保持一定的时间，然后以预定的速度冷却下来的一种综合性工艺过程，它包括钢的奥氏体化、淬火和回火3个主要步骤。钢热处理的目的是强化钢材、使其发挥出潜在的能力，是提高机械产品质量、延长使用寿命的关键之一。

一、主要淬火工艺简介

在生产中应根据钢的化学成分、工件的形状和尺寸，以及技术要求等来选择淬火方法。选择合适的淬火方法可以在获得所要求的淬火组织和性能条件下，尽量减小淬火应力，从而减小工件变形和开裂的倾向。目前常用且成熟的淬火方法有如下几种：

1、单液淬火

单液淬火法是将加热至奥氏体状态的工件，淬入某种淬火介质中，连续冷却至介质温度的淬火方法。这是简单的淬火方法。一般情况是将碳钢在水中淬火、合金钢在油中淬火，尺寸小于3—5mm的碳钢工件也可以在油中淬火。

为了减小单液淬火时的淬火应力，常采用预冷淬火曲法，即将奥氏体化的工件，在淬入淬火介质之前，先在空气中或预冷炉中冷却一段时间，待工件冷至临界点附近的温度时，再淬入淬火介质中冷却，以减小工件与淬火介质间的温差，减小热应力，从而减小工件变形和开裂的倾向。

单液淬火方法操作简单，容易实现机械化、自动化。但是，工件在马氏体转变区冷却速度较快，容易产生较大地组织应力，从而增大工件变形、开裂的倾向。因此，只适用于形状简单、尺寸小的工件。

2、双介质淬火

双介质淬火是将加热至奥氏体状态的工件先在冷却能力较强的淬火介质中快速冷却，在钢件还未达到该淬火介质温度之前某一温度取出，然后再转入冷却能力较弱的淬火介质中继续冷却，使过冷奥氏体在缓慢冷却条件下转变成马氏体。这种方法既可以保证工件得到马氏体组织，又可以降低工件在马氏体区的冷却速度，减小组织应力，从而减小工件变形、开裂的倾向。

一般采用水-油双介质淬火方法，即用水作为快冷淬火介质，用油作为慢冷淬火介质;也可以先水后空气、先油后空气等。但由于水淬油冷时不可避免的会将水带入油中，严重影响淬火油的实用性能所以并不提倡。

3、分级淬火法

分级淬火是将加热至奥氏体状态的工件先淬入高于该钢点的热浴中停留一定时间，待工件各部分与热浴的温度一致后，取出空冷至室温，在缓慢冷却条件下完成马氏体转变的淬火方法。这种淬火方法由于在马氏体转变前工件各部分温度已趋均匀，并在缓慢冷却条件下完成马氏体转变，这样不仅减小了淬火热应力，而且显著降低组织应力，因而有效地减小或防止工件淬火变形和开裂。

分级淬火方法由于冷却介质温度较高，工件在热浴中的冷却速度较慢，对于截面尺寸较大的工件很难达到其临界淬火速度。因此，只适用于尺寸较小的工件，如刀具、量具和要求变形小的精密工件。在分级淬火时，为提高奥氏体的稳定性，应适当提高淬火加热温度，一般比正常淬火加热温度约高出30-80。

分级淬火介质的温度也可略低于点.此时由于温度比较低，冷却较剧烈，故可应用于较大工件的淬火。

4、等温淬火法

等温淬火是将加热至奥氏体状态的工件淬入温度稍高于此点的盐浴中等温.保持足够长时间，使之转变为下贝氏体组织，然后取出在空气中冷却的淬火方法。

等温淬火与分级淬火的区别在于前者获得下贝氏体组织，由于下贝氏体的强度、硬度较高，而且韧性良好，同时由于下贝氏体的比容比马氏体的比容小，而且组织转变时工件内外温度一致，故淬火组织应力也较小。因此等温淬火可以显著减小工件变形和开裂的倾向。适用于处理用中碳钢、高碳钢或低合金钢制造的形状复杂、尺寸要求精密的工具和重要机器零件，如模具、刀具、齿轮等。同分级淬火一样，等温淬火也只能适用于尺寸较小

5、延时淬火

这种方法是将奥氏体化后的工件，出炉后先放置一段时间，使工件的温度降低一些，特别是薄壁处与尖角处的温度降低一些(但仍应高于组织转变温度)，然后再浸入各种淬火介质中冷却到室温的处理，称为延时淬火。采用这种方法必须考虑到钢的化学成分，只有淬透性好、奥氏体化比较稳定、临界冷却速度较低的钢种才适宜采用这种方法。二、热处理油的性能要求

热处理工艺中使用到的冷却介质分两大类：水溶液和油。水溶液主要含高分子聚合物、醇类;油主要是指矿物油。热处理油被列入1997年通过的“中华人民共和国标准润滑剂和有关产品(l类)的分类第x部分：u组(热处理)”，石油化工行业标准热处理油(sh 0564)详细规范了各种热处理油的技术要求。根据热处理工艺和材料的不同，采用不同类型的热处理油。以矿物油为基础油的产品有：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、等温分级淬火油和回火油等。