随着淬火技术的发展，人们逐渐发现淬冷剂对淬火质量的影响。三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀，相传是派人到成都取水淬火的。这说明中国在古代就注意到不同水质的冷却能力了，同时也注意了油和尿的冷却能力。中国出土的西汉(公元前206～公元24)中山靖王墓中的宝剑，金属表面热处理，心部含碳量为0.15～0.4%，而表面含碳量却达0.6%以上，说明已应用了渗碳工艺。但当时作为个人“手艺”的秘密，不肯外传，因而发展很慢。1863年，金属表面热处理工艺，英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的六种不同的金相***，证明了钢在加热和冷却时，内部会发生***改变，钢中高温时的相在急冷时转变为一种较硬的相。法国人奥斯蒙德确立的铁的同素异构理论，以及英国人奥斯汀早制定的铁碳相图，为现代金属表面热处理工艺初步奠定了理论基础。与此同时，人们还研究了在金属金属表面热处理的加热过程中对金属的保护方法，以避免加热过程中金属的氧化和脱碳等。
大型非淬透性件中的横断和纵劈是由以热应力为主要成分的残余拉应
产生在大型非淬透性件中的横断和纵劈是由以热应力为主要成份的残余拉应力作用在淬火件中心，而在淬火件末淬硬的截面中心处，先形成裂纹并由内往外扩展而造成的。为了免这类裂纹产生，往往使用水--油双液淬火工艺。无锡金属表面热处理在此工艺中实施高温段内的快冷却，目的只在于保外层金属得到马氏体***而从内应力的角度来看，这时快冷***无益。整体金属表面热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，以改变其整体力学性能的金属金属表面热处理工艺。钢铁整体金属表面热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。
加热温度是金属表面热处理工艺的重要工艺参数之一，选择和控制加热温度，是保证金属表面热处理质量的主要问题。加热温度随被处理的金属材料和金属表面热处理的目的不同而异，但一般都是加热到相变温度以上，以获得高温***。另外转变需要一定的时间，因此当金属工件表面达到要求的加热温度时，还须在此温度保持一定时间，使内外温度一致，使显微***转变完全，这段时间称为保温时间。采用高能密度加热和表面金属表面热处理时，金属表面热处理厂，加热速度极快，一般就没有保温时间，金属表面热处理加工，而化学金属表面热处理的保温时间往往较长。冷却也是金属表面热处理工艺过程中不可缺少的步骤，冷却方法因工艺不同而不同，主要是控制冷却速度。一般退火的冷却速度慢，正火的冷却速度较快，淬火的冷却速度更快。但还因钢种不同而有不同的要求，例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬
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