今天，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，我們很少看到以前街邊那種小鐵匠鋪了，打鐵的人也不叫鐵匠，叫鍛造或者熱處理工程師了。相信有很多人有這樣的記憶，一個(gè)鐵匠把燒得通紅的鋼鍛打成斧頭和菜刀，然后將刀口部分迅速放入水或油中冷卻，我們稱這種過(guò)程為淬火。遠(yuǎn)古時(shí)代我們的祖先就知道淬火能使鋼變硬，并用這種方法制造了大量兵器及農(nóng)具，但直到近代才真正弄清淬火使鋼變硬的機(jī)理。

 

 

 

淬火是將工件加熱奧氏體化后以適當(dāng)方式冷卻獲得馬氏體或貝氏體組織的熱處理工藝。最常見(jiàn)的有水冷淬火、油冷淬火、空冷淬火等。淬火的目的是使過(guò)冷奧氏體進(jìn)行馬氏體或貝氏體轉(zhuǎn)變，得到馬氏體或貝氏體組織，然后配合以不同溫度的回火，以大幅提高鋼的剛性、硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度以及韌性等，從而滿足各種機(jī)械零件和工具的不同使用要求。也可以通過(guò)淬火滿足某些特種鋼材的鐵磁性、耐蝕性等特殊的物理、化學(xué)性能。

 

 

是的，僅僅是將鋼加熱至奧氏體化，然后加快冷卻速度，就得到了與之前完全不同的微觀結(jié)構(gòu)。下面是一種中碳合金鋼調(diào)質(zhì)組織，相同位置淬火后變成了完全不同的組織—馬氏體。

 

淬火前組織金相圖 

 

 

淬火后組織金相圖

 

 

 

那馬氏體為什么是高強(qiáng)度、高硬度的呢？原因稍微復(fù)雜一些，主要是馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)有固溶強(qiáng)化作用。馬氏體中以間隙式溶入的過(guò)飽和碳原子將強(qiáng)烈的引起點(diǎn)陣畸變，從而形成與碳原子為中心的應(yīng)力場(chǎng)，該應(yīng)力場(chǎng)與位錯(cuò)發(fā)生強(qiáng)烈的交互作用，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，故使馬氏體顯著強(qiáng)化。還有相變強(qiáng)化作用。馬氏體轉(zhuǎn)變的切變特性將在晶體內(nèi)產(chǎn)生大量的晶體缺陷，如位錯(cuò)、孿晶和層錯(cuò)等，使得馬氏體強(qiáng)化，其本質(zhì)類似于形變強(qiáng)化。以及時(shí)效強(qiáng)化作用。馬氏體發(fā)生時(shí)效（自回火），碳原子通過(guò)擴(kuò)散產(chǎn)生偏聚或碳化物彌散析出，釘扎位錯(cuò)，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，從而造成馬氏體時(shí)效強(qiáng)化。

 

這些強(qiáng)化作用使馬氏體變得高強(qiáng)度高硬度，從而可以作為鋒利的刀鋒，砍柴切菜不在話下。