剛接觸熱處理工藝的人很容易意識(shí)到，淬火劑的冷卻速度越快，工件的淬火變形越大。其實(shí)淬火介質(zhì)的選擇并沒有那么簡單。

過度淬火變形成為問題，必須在工件不淬火、淬火硬度和硬化層深度滿足要求的前提下提出。因此，在任何特定條件下淬火的工件都具有最合適的淬火介質(zhì)冷卻速率范圍。冷卻速度過快會(huì)導(dǎo)致淬火裂紋和過度淬火變形。冷卻速度太慢不僅會(huì)使工件硬化，而且由其引起的淬火變形通常更嚴(yán)重。

一般來說，油性介質(zhì)的冷卻速度較慢，而水性介質(zhì)的冷卻速度可能很快。除了要注意介質(zhì)的冷卻速度外，應(yīng)用條件和方法對冷卻速度的影響是另一個(gè)必須注意的問題。與油性介質(zhì)相比，水溫的變化對水性介質(zhì)的冷卻特性影響更大。

因此，水介質(zhì)特別適用于單件淬火和工件可以分散淬火的地方，如網(wǎng)帶爐。油性介質(zhì)不僅適合單件應(yīng)用，也適合同時(shí)淬火多件。大量的消費(fèi)者理論表明，在滿足淬火要求的情況下，工件在油中淬火的淬火變形通常小于在水介質(zhì)中淬火的變形。熱油淬火變形小。與油性介質(zhì)相比，高壓氣體淬火或低溫鹽浴淬火的工件變形程度較小。油中淬火變形大，主要表現(xiàn)為變形離散度大。我們認(rèn)為，主要原因是工件在水和油介質(zhì)中淬火時(shí)，總要經(jīng)歷從汽膜階段到沸騰冷卻階段的過渡過程。這種缺陷也被稱為水基和油性介質(zhì)的“特征溫度問題”。

高壓氣體淬火或低溫鹽浴淬火都沒有這個(gè)問題。(詳見2006年第一至第六期出版的《淬火變形問題冷卻速率帶法分析與控制》。)雖然水基和油基介質(zhì)得到了廣泛的應(yīng)用，但我們?nèi)匀徊涣私馑鼈兊睦鋮s機(jī)理。最近的研究發(fā)現(xiàn)，在水和油介質(zhì)中淬火和冷卻時(shí)，工件表面的小面積具有相等的厚度(稱為“表面點(diǎn)”)，而蒸汽膜階段的完成與工件溫度值的表面點(diǎn)之間沒有唯一的正對應(yīng)關(guān)系。實(shí)驗(yàn)中觀察到，在一定的溫度范圍內(nèi)，同一工件上多個(gè)等效厚度相同的表面點(diǎn)中，該點(diǎn)從覆蓋蒸汽膜的狀態(tài)變?yōu)槿魏螠囟认碌姆序v冷卻狀態(tài)，但意味著“不準(zhǔn)確”，即具有相當(dāng)大的隨機(jī)性。由于一般的液態(tài)介質(zhì)淬火冷卻三級劃分理論不能解釋這一現(xiàn)象，我們提出了“液態(tài)介質(zhì)淬火冷卻四級理論”。