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淬火是指被加工工件的快速冷却。淬火的目的是通过所需的相变来获得所需的材料特性。淬火依赖于快速冷却，这减少了不必要的反应可用的时间。
淬火的另一个应用是在冶金领域，用于在钢中引入马氏体使其淬火。预硬化后，铸钢具有均匀的珠光体层状晶粒结构。这使得它们非常软，不适合大多数常见的应用程序。淬火后，珠光体晶体组织部分转变为一种不同的组织，称为马氏体。这让它变得更加困难。因此，淬火对于制造必须抵抗变形的工件(如切削刃)极其有用。
冷却速率是淬火的关键因素，因为这可以避免开裂和翘曲。
液体淬火
液体淬火采用两种工艺，即静浴淬火和冲洗淬火。对于静浴淬火，使用一个液体槽，金属浸在其中，液体单独循环。
在冲洗淬火中，整个表面包括所有不规则的(腔或凹槽)用淬火液以不同的速度喷射，以确保整个物体的冷却速度一致。
传统液体淬火剂的缺点
传统的液体淬火介质包括水、盐水、苛性钠和矿物油。
水
水对某些钢是很好的淬火剂。然而，当淬火热工具钢或其他钢合金时，水中吸收的气体往往会冒出来。这些气泡导致钢的软化，随后开裂或翘曲。
盐水
盐水由溶解岩盐的水组成，以减少气体吸收，从而防止起泡。这提高了表面润湿和冷却速度，促进均匀快速冷却。另一方面，高碳钢或低合金钢的横截面可能不均匀，这可能导致应力或开裂。
此外，卤水淬火也不适合于有色金属，因为它有潜在的腐蚀。
总的来说，水和盐水只用于淬火形状相对简单的工件和低硬度的钢，因为在其他情况下，它们会导致翘曲和开裂。
矿物油
油是第三种传统的淬火剂，适用于高速钢和油淬钢，事实上适用于任何可以达到所需硬度的钢。与水或盐水相比，油的冷却速度较慢，但比空气快，使其成为中间淬灭。
然而，水可能会在油箱底部积聚，如果水的数量足够大，工件就会延伸到里面，就会影响淬火过程。此外，有色金属通常用其他介质淬火。
矿物油在大多数合金钢中显示出最佳的冷却能力，但它们更昂贵，而且不可生物降解。此外，矿物油在高温下发生氧化，导致有毒的多环芳烃(PAH)积聚。吸入这些过程产生的油雾可能会对健康造成严重影响。这种降解产物在重复使用时的积累也会显著影响油的淬火性能。
与水相比，油的热容量更低，粘度更高，因此也降低了对流性能。在许多情况下，蒸汽包层延长，核沸腾阶段短，冷却速度显著降低，而对流阶段长。
烧碱
水中烧碱是一种比单独水冷却速度更快的淬火剂，适用于需要非常快冷却速度的某些类型的钢。它从不用于淬火有色金属。
由于传统淬火剂的缺点，需要寻找更好的介质，以产生所需的显微组织，同时避免因淬火而产生翘曲和开裂。
聚合物
用于淬火的聚合物冷却速度低，与常用的添加剂和抗氧化剂不相容。该聚合物需要连续监测，不能用于需要高温淬火的钢。
新型淬火剂的优点
植物油
用于烹饪的植物油相对便宜，完全可生物降解，无毒。它们也来自可再生资源。
这使得人们越来越重视它们作为淬火介质的使用。
用这种油(以水为标准)淬火的材料的抗拉强度、冲击强度、硬度、伸长率和屈服强度随所用油的类型而变化。
例如，橄榄油和棕榈仁油的硬度值较低。另一方面，韧性提高了，因为这些油有更好的冲击能量值。使用适当的抗氧化剂可以防止由于在这些高温下形成氧化产物而在淬火中使用后粘度的增加。
根据淬火温度的不同，可以选择不同的植物油，它们在给定的温度下表现出所需的机械特性。
Nanoquenchants
纳米流体是含有悬浮纳米颗粒的流体，即含有平均粒径小于50纳米的微晶材料。亚博网站下载yabo214这种纳米颗粒具有独特yabo214的特性，如:
- 随大小而变化的物理性质
- 大的表面积
- 高数密度
- 表面结构
常见的纳米颗粒包括氧化物yabo214陶瓷、金属碳化物(如碳化硅)、氮化物(如铝和氮化硅)、金属和非金属(如石墨和碳纳米管)。它们悬浮在水、乙烯或三乙二醇、油、聚合物溶液和生物液体中。
纳米淬火剂的优点包括:
- 热导率增加
- 增加了稳定性
- 微通道冷却，不堵塞
- 低的侵蚀
- 低泵功率
纳米流体影响界面处的沸腾行为，从而影响临界热流。它们改变了常规流体的润湿动力学和传热特性。因此，它们有望成为下一代用于淬火钢的传热流体。
通过改变纳米颗粒浓度、大小、材料、形状和基液类型，可以为不同的钢合金设计合适的淬火介质。这将改变基础流体的热和物理特性。这种能够根据不同的淬火强度生产定制的淬火介质的能力在工业热处理中具有巨大的潜在效益。
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