鋼從奧氏體狀態(tài)冷至Ms點(diǎn)以下所用的冷卻介質(zhì)叫做淬火冷卻介質(zhì)。淬火冷卻介質(zhì)冷卻能力越大，鋼的冷卻速度越快，越容易超過鋼的臨界冷卻速度，則工件越容易淬透，淬透層的深度越深。但是，冷卻速度過大將產(chǎn)生巨大的淬火應(yīng)力，易于使工件產(chǎn)生變形或開裂。650℃以上應(yīng)當(dāng)緩慢冷卻，以盡量降低淬火熱應(yīng)力。650~400℃之間應(yīng)當(dāng)快速冷卻，以通過過冷奧氏體最不穩(wěn)定的區(qū)域，避免發(fā)生珠光體或貝氏體轉(zhuǎn)變。在400℃以下Ms點(diǎn)附近的溫度區(qū)域，應(yīng)當(dāng)緩慢冷卻以盡量減小馬氏體轉(zhuǎn)變時產(chǎn)生的組織應(yīng)力。

常用淬火冷卻介質(zhì)有水、鹽水或堿水溶液及各種礦物油等，其冷卻特性見表。

常用淬火冷卻介質(zhì)的冷卻特性

水的冷卻特性很不理想，在需要快冷的650~400℃區(qū)間，其冷卻速度較小，不超過200℃/s，而在需要慢冷的馬氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)，其冷卻速度又太大，在340℃最大冷卻速度高達(dá)775℃/s，很容易造成淬火工件的變形或開裂。此外，水溫對水的冷卻特性影響很大，水溫升高，高溫區(qū)的冷卻速度顯著下降，而低溫區(qū)的冷卻速度仍然很高。因此淬火時水溫應(yīng)不超過30℃，加強(qiáng)水循環(huán)和工件的攪動可以加快工件在高溫區(qū)的冷卻速度。水雖然不是理想的淬火冷卻介質(zhì)，但其成本低，適用于尺寸不大、形狀簡單的碳素鋼工件淬火。

濃度為10%的NaCl或10%的NaOH的水溶液可使高溫區(qū)(500~650℃)的冷卻能力顯著提高，前者使純水的冷卻能力提高10倍以上，后者的冷卻能力更高。但這兩種水基淬火冷卻介質(zhì)在低溫區(qū)( 200～300℃)的冷卻速度也很快。

油也是一種常用的淬火冷卻介質(zhì)。目前工業(yè)上主要采用礦物油，如錠子油、全損耗系統(tǒng)用油、柴油等。油的主要優(yōu)點(diǎn)是低溫區(qū)的冷卻速度比水小得多，從而大大降低了淬火工件的組織應(yīng)力，減小變形和開裂傾向。油在高溫區(qū)間冷卻能力低是其主要缺點(diǎn)。但對于過冷奧氏體比較穩(wěn)定的合金鋼，油是合適的淬火冷卻介質(zhì)。與水相反，提高油溫可以降低粘度，增大流動性，故可提高高溫區(qū)間的冷卻能力。但是油溫過高，容易著火，一般應(yīng)控制在60~80℃。

上述幾種淬火冷卻介質(zhì)各有優(yōu)缺點(diǎn)，均不屬于理想的淬火冷卻介質(zhì)。水的冷卻能力很大，但冷卻特性不好；油冷卻特性較好，但其冷卻能力又低。因此，尋找冷卻能力介于油、水之間，冷卻特性近于理想淬火冷卻介質(zhì)的新型淬火冷卻介質(zhì)是人們努力的目標(biāo)。由于水是價廉、容易獲得、性能穩(wěn)定的淬火冷卻介質(zhì)，因此目前世界各國都在發(fā)展有機(jī)水溶液作為淬火冷卻介質(zhì)。