大多數(shù)淬火是在液體中完成的,液體介質(zhì)根據(jù)物理特性可分為兩大類:①淬火時發(fā)生物態(tài)變化的介質(zhì)(水、油和聚合物類水溶性介質(zhì)等);②淬火時不發(fā)生物態(tài)變化的介質(zhì)(熔鹽或熔融金屬)。水、油和聚合物類水溶性介質(zhì)是最常用的介質(zhì),它們均為發(fā)生物態(tài)變化的介質(zhì)。

鋼的冷卻過程大致可分為三個階段:

1)膜沸騰階段高溫工件投入到淬火冷卻介質(zhì)中,一瞬間就會在工件表面產(chǎn)生大量過熱蒸汽,緊貼工件形成連續(xù)的蒸汽膜,將工件和液體分開。由于氣膜是熱的不良導(dǎo)體,這階段的冷卻主要靠輻射傳熱,因此,冷卻速度較慢。

2)核沸騰階段進一步冷卻時,工件表面溫度降低,工件放出熱量越來越少,蒸汽膜厚度減薄直到發(fā)生破裂,以致使液體在發(fā)生破裂區(qū)域和工件直接接觸,形成大量氣泡溢出液體,由于介質(zhì)的不斷更新,帶走大量熱量,所以這階段的冷卻速度較快。

3)自然對流階段 當(dāng)工件表面的溫度降低至介質(zhì)的沸點以下時,工件的冷卻主要靠介質(zhì)的對流形成,隨著工件與介質(zhì)的溫度降低,冷卻速度也逐漸降低。

對于一個工件,由于尺寸差異或不同部位液體流動狀態(tài)的不同,在同一時間段往往會出現(xiàn)三個階段共存。