那些剛接觸熱處理工藝的人都具有以下知識(shí)：淬火劑的冷卻速度越快，工件的淬火變形就越大。實(shí)際上，淬火介質(zhì)的選擇不是那么簡(jiǎn)單。過(guò)度的淬火變形成為問(wèn)題，必須在不對(duì)工件進(jìn)行淬火的前提下提出，并且能夠滿足淬火硬度和硬化層的深度。因此，在任何特定條件下淬火的工件具有最合適的淬火介質(zhì)冷卻速率等級(jí)。冷卻速度太快會(huì)導(dǎo)致淬火裂紋和過(guò)度的淬火變形。太慢的冷卻速度不僅不能使工件硬化，而且由它引起的淬火變形問(wèn)題通常更加嚴(yán)重。

一般而言，油性介質(zhì)的冷卻速度較慢，而水性介質(zhì)的冷卻速度可能非?？臁３俗⒁饨橘|(zhì)的冷卻速度之外，施加條件和施加方法對(duì)冷卻速度的影響是另一個(gè)必須注意的問(wèn)題。與油性介質(zhì)相比，水溫變化對(duì)水性介質(zhì)的冷卻特性影響更大。因此，水性介質(zhì)特別適用于單件式淬火以及工件可以分散和淬火的地方，例如網(wǎng)帶爐。油性介質(zhì)不僅適用于單件式應(yīng)用，還適用于將多件一起淬火。大量的消費(fèi)者理論表明，在可以滿足淬火要求的條件下，油中淬火后工件的淬火變形通常小于水性介質(zhì)中的淬火變形。熱油淬火變形較小。與油性介質(zhì)相比，通過(guò)高壓氣體淬火或在低溫鹽浴中淬火淬火的工件的變形程度更小。油中的淬火變形大，主要表現(xiàn)為變形的分散程度大。

研究原因，我們認(rèn)為主要原因是當(dāng)工件在水性和油性介質(zhì)中淬火時(shí)，總是經(jīng)歷從汽相膜階段到沸騰冷卻階段的過(guò)渡過(guò)程。該缺點(diǎn)也稱(chēng)為水基和油性介質(zhì)的“特征溫度問(wèn)題”。高壓氣體淬火或在低溫鹽浴中淬火不存在這種問(wèn)題。當(dāng)然，水性油性介質(zhì)已經(jīng)使用了很長(zhǎng)時(shí)間，但是我們?nèi)匀徊涣私馑鼈兊睦鋮s機(jī)理。最近的研究發(fā)現(xiàn)，在水和油性介質(zhì)中進(jìn)行淬火和冷卻時(shí)，工件表面上的小面積區(qū)域具有相等的厚度（稱(chēng)為“表面點(diǎn)”），蒸汽膜階段的完成和溫度的升高。表面點(diǎn)它們之間沒(méi)有單一和正向的對(duì)應(yīng)關(guān)系。實(shí)驗(yàn)觀察到的是，在一定溫度范圍內(nèi)，同一工件上具有相同等效厚度的多個(gè)表面點(diǎn)中，該點(diǎn)在什么溫度下從汽化膜隱藏狀態(tài)變?yōu)榉序v冷卻狀態(tài)，但沒(méi)有。準(zhǔn)確，即具有相當(dāng)大的隨機(jī)性。由于有關(guān)液體介質(zhì)淬火和冷卻的三階段區(qū)分的一般理論不能解釋這種現(xiàn)象，因此我們提出了“液體介質(zhì)淬火和冷卻的四階段理論”。

與當(dāng)今一般的三階段區(qū)分相比，四階段理論增加了“中心階段”。正是由于中央臺(tái)的存在，才引起所謂的特征溫度問(wèn)題。使用四階段理論已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一些技巧方法。選擇這些技能不僅可以控制中央臺(tái)上顯示的溫度范圍，還可以使工件的任何特定部分在設(shè)定的時(shí)間范圍內(nèi)完成其中央臺(tái)過(guò)程?；谒碾A段理論知識(shí)了解工件的淬火和冷卻過(guò)程，并在工件冷卻的中心階段使用相關(guān)技能控制淬火和冷卻技能被稱(chēng)為“精細(xì)淬火和冷卻技能”。我們希望通過(guò)熱處理行業(yè)的多方面參與以及從易到難的推廣和使用，精細(xì)的淬火和冷卻技術(shù)能夠逐漸變得更加完善。

將來(lái)，使用精細(xì)淬火和冷卻技術(shù)可能會(huì)抑制水基和油基淬火介質(zhì)的特征溫度問(wèn)題。在不久的將來(lái)，選擇油性或什至水基的工件淬火，淬火變形水平很可能會(huì)降低到高壓氣體淬火和低溫鹽浴淬火的水平。 （有關(guān)四階段理論和精細(xì)淬火和冷卻技巧的詳細(xì)內(nèi)容，請(qǐng)參閱：《熱處理技巧和設(shè)備》雜志2006年第6期，并不斷發(fā)表10篇文章）。當(dāng)時(shí)，已經(jīng)在國(guó)內(nèi)熱處理行業(yè)中推廣并使用了鍛件的等溫正火。與普通風(fēng)冷正火相比，等溫正火可以獲得更優(yōu)異，更均勻的制備組織。等待具有忽略它的效果。等溫正火的等效方法也可以用來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。做好這項(xiàng)工作的關(guān)鍵還在于選擇合適的早期快速冷卻介質(zhì)。