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概述

    钢在不同状态下具有不同的机械性能。调质状态下的综台机械性能要比退火、正火的好。在退火和正火状态下，虽然塑性和韧性较高，但强度较低；淬火并低温回火状态的强度虽较高，但塑性和韧性却较低。只有淬火并高温回火状态下的综合机械性能才较好。调质用钢(不论碳钢如45号钢或合金钢）在完全淬透的情况下，经高温回火到相同的硬度时，它们的其他机械性能如强度、塑性和韧性等都差不多。也就是说，如果45钢和40Cr 淬透并回火至同一硬度的话，例如HRC30～35，那么它们的强度、塑性和韧性等都比较好。但是如果不完全淬透的话，即使回火后的硬度与完全淬透后回火的相同，其屈服强度、伸长率、面缩率和冲击值等都要低些，其降低程度随淬透程度的减少而增大。
调质件对淬硬层深度的要求大致有以下三种情况：
1)；对工作时整个截面均匀承受载荷的零件，要求心部至少有50％马氏体，重要的零件例如柴油机的连杆与连杆螺栓，甚至要求心部有95%上马氏体。
2)；对于某些轴类零件，它们工作时承受弯曲、扭转等复合应力的作用。应力在这类零件截面上的分布是不均匀的，最大应力发生在轴的外缘，而轴的中心受力很小。因此没有必要使零件心部淬透，一般只要求在轴的近外缘3R／4至R／2处能淬硬就行了。但应尽量防止产生游离铁索体，因为它会使钢的机械性能变坏。
3)；对于尺寸较大的碳素钢和低合金钢调质件，由于尺寸超过该材料可淬透或淬硬的范围，固这类大件在淬火及高温回火后，不仅不可能得到全部回火索氏体组织，甚至淬火后表层也得不到马氏体，硬度也不高。但是在水中或油中冷却时，沿工件截面上各点的冷速毕竟较空气中冷却(正火)或炉中冷却(退火)时来得大。从钢的奥氏体连续冷却转变曲线看出，大型工件“调质”处理所得的组织较正火或退火的要细致，机械性能相对来说也就比较好。因为这个缘故，许多大件的最终热处理往往选用调质或者是正火+“高温回火”(高温回火的目的主要是去应力)。一般在保证得到零件所要求的机械性能的条件下，最好采用正火+“高温回火”，因为这种方法所产生的内应力较调质小，而且工艺较简单。但当性能要求较高、零件尺寸又太大时，为了避免或减少游离铁素体的析出，则采用调质工艺较合适，处理时防止淬裂。

淬火液的选用

    在选用淬火液时应该注意，淬火液的性质稳定、经济性和可靠性要高，以及淬火液的冷却特性要符合调质钢的冷却特性等。不能一味的强调淬火液的特性温度和最大冷速所在温度越高越好，特性温度和最大冷速所在温度高些，对于调质碳素钢等钢种来说是有利的，它符合碳素调质钢如45号钢的冷却特性，却并不完全符合大多数低合金钢调质钢的冷却特性，因此，对于不同的调质钢的种类，要区别的、合理的选择不同冷却特性的淬火介质。
以下的举例应用提供参考
低合金钢调质件的淬火工艺
以35CrMo钢为例
    从35CrMo钢的连续冷却转变曲线图分析，若得到完全马氏体组织，在整个冷却过程中，在450～550℃的范围，要求冷速达到最大值，速率刚好大于等于临界点，不和S曲线的鼻尖处相交。在此处冷速越慢，贝氏体组织形成的越多，马氏体组织越少。

    从图中3种不同的淬火液的冷却特性对比可以看出，虽然最大冷速相差不大，冷却速度介于水油之间，但是最大冷速对应的温度不同。对应于35CrMo的S-曲线看，黄色曲线（PQG）最大冷速对应的温度为450～550℃，最符合35CrMo 所需的淬火冷却特性。和另外两种介质相比较，在最大冷速相同时，能够得到更多的马氏体，因此淬火液（PQG），是比较适合油淬不硬、水淬易开裂的30CrMo、35CrMo、42CrMo、40Cr、40mn2、38CrMoAL等大多数调质钢的淬火。

    在生产实践中，以材料为42CrMo钢为例，直径为40～50mm的螺栓，淬火工艺用淬火液（PQG）淬火，螺栓心部得到60%以上的马氏体，中心距表面二分之一处得到90%以上的马氏体，经过高温回火后完全达到螺栓所需的机械性能。
    在生产中可根据工件的材料、有效直径或厚度、以及淬火感应的要求，可通过浓度的调节，控制450-550℃的冷却速度，以及制定其他热处理工艺来完成淬火目的。
 

碳素钢
以45号钢的淬火工艺为例
    从45号钢的连续冷却转变曲线图分析，若得到完全马氏体，在整个冷却过程中，在600℃左右，要求冷速达到最大值，速率刚好大于等于临界点，不和S曲线的鼻尖处相交。此处冷速越慢，发生铁素体析出或非马氏体组织的形成。

    从图中几种淬火液的冷却特性曲线可以看出，最大冷速对应的温度为600℃左右，只是冷却强度不同，都能抑制铁素体析出或非马氏体组织形成，因此都适合45#钢的淬火工艺，并能够得到更多的马氏体组织。
在生产中可根据工件的材料、有效直径或厚度、以及淬火工艺要求，通过浓度的调节，控制600℃左右的冷却速度，以及制定其他热处理工艺来完成淬火目的。
    图中几种淬火介质都适用于45号钢、40Mn等低淬透性调质件的淬火，并在生产实践中得到广泛应用。