淬火硬度不足、畸變及開(kāi)裂是常見(jiàn)的弊病，至今人們也未找到理想的淬火介質(zhì)。從冷卻特性角度講，希望淬火介質(zhì)在冷卻初期，冷卻速度慢一些，避免處于奧氏體和過(guò)冷奧氏體狀態(tài)的工件因冷卻速度快，收縮急劇而發(fā)生彎曲畸變;在過(guò)冷奧氏體最不穩(wěn)定的區(qū)間(珠光體轉(zhuǎn)變曲線“鼻子”處，600～400℃)，希望快冷，避免發(fā)生珠光體類(lèi)轉(zhuǎn)變;又希望進(jìn)入馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)(M s點(diǎn)以下)，冷卻速度愈慢愈好，緩解馬氏體轉(zhuǎn)變體積膨脹而產(chǎn)生的應(yīng)力，防止開(kāi)裂和減少畸變。圖1為理想淬火介質(zhì)的冷卻曲線。但是，對(duì)于珠光體轉(zhuǎn)變滯后貝氏體轉(zhuǎn)變突出一類(lèi)過(guò)冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線(CCT曲線)的鋼種，如5CrNiMo錘鍛模具鋼(圖2)，為了避免在冷卻時(shí)產(chǎn)生上貝氏體而出現(xiàn)的脆性，要求淬火介質(zhì)在貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)(350～400℃)有較快的冷卻速度。因此，由于各種鋼過(guò)冷奧氏體穩(wěn)定性不同及實(shí)際工件尺寸、形狀的差異，要求同時(shí)適合各種鋼材的淬火介質(zhì)是不現(xiàn)實(shí)的，所以，理想淬火介質(zhì)是不存在的。

圖1　理想淬火介質(zhì)的冷卻曲線

Vc臨界淬火速度　Vi理想淬火介質(zhì)冷速

 

　　清水及無(wú)機(jī)物水溶液(鹽水、堿水)在馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)冷卻速度過(guò)快;有機(jī)物水溶液因淬火件帶走有機(jī)物，使?jié)舛茸兓瓒ㄆ跈z測(cè)與添加，另外，難以控制細(xì)菌繁殖，時(shí)間長(zhǎng)了發(fā)臭;油在過(guò)冷奧氏體最不穩(wěn)定區(qū)域冷卻速度慢，工件的淬火尺寸及鋼種受到限制，油易著火和老化;用于分級(jí)或等溫淬火的硝鹽浴和堿浴因冷卻能力低，同樣受到工件尺寸和鋼種的限制，而且硝鹽大于550℃時(shí)容易發(fā)生爆炸，且揮發(fā)性高，煙有腐蝕性，又易吸水，形成硝酸腐蝕工件。

圖2　5CrNiMo奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線

　　試驗(yàn)用鋼成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%): C 0.52，Si0.32，Mn 0.69，Cr 0.66，Ni1.63，Mo 0.23 P≤0.01，S0.08，V＜0.03;
　　原始狀態(tài):退火;奧氏體化溫度: 880℃，20min

　　因此，淬火介質(zhì)的研究方興未艾，人們一直在尋求資源豐富、無(wú)污染、冷卻性能優(yōu)良且可調(diào)的淬火介質(zhì)，發(fā)展的總趨勢(shì)是以水溶液代替油。