金属的淬火是什么物理变化

金属淬火是将加热到临界温度以上的金属快速冷却的过程，形成马氏体组织，提高硬度和强度。钢铁加热到800-900℃后浸入水或油中，冷却速度达到每秒数百摄氏度，内部晶格结构从奥氏体转变为高硬度的马氏体。铝、铜等有色金属淬火时形成过饱和固溶体，增强合金性能。工业生产中，刀具齿轮经淬火后使用寿命延长3-5倍，轴承钢淬火后洛氏硬度达到60以上。

淬火过程伴随金属内部应力变化，冷却速度决定材料最终性能。水冷淬火产生最大应力，适合碳钢；油冷淬火应力较小，适合合金钢；空气冷却最为温和。金属表面与心部冷却差异导致变形，大型工件需控制冷却速率。现代真空淬火技术减少氧化，提高精度。汽车曲轴采用感应淬火，表面硬度提升而内部保持韧性，使用寿命延长2倍以上。