淬火的核心理在于提升材料的硬度、强度及耐磨性，以满足各种零件的使用需求。这一工艺在众多领域都有广泛应用，如工具、量具、模具、轴承、弹簧，以及汽车、拖拉机、柴油机等机械零件的制造，都离不开淬火工艺的加持。

在淬火过程中，加热温度的把控至关重要。不同成分和组织的钢，其淬火加热温度会有所不同。例如，亚共析钢的淬火加热温度通常设定在AC3+（30～50℃）范围内，这样既能确保钢的完全奥氏体化，又能保持奥氏体晶粒的细腻度。而对于过共析钢，其淬火加热温度则推荐在AC1+（30～50℃）左右，实际生产中还可根据情况适当提高至20℃左右。这样的温度范围，不仅能使钢材转化为细小晶粒的奥氏体和部分均匀分布的未溶碳化物，还能确保淬火后的组织具有高硬度、优良耐磨性，同时减少脆性。

值得注意的是，过共析钢的淬火加热温度不能低于AC1，因为钢材在此温度下无法完全奥氏体化。若加热温度略高于AC1，虽然珠光体能完全转化为奥氏体并融入少量渗碳体，但此时奥氏体晶粒尚且细小，碳的质量分数也略高于共析成分。然而，如果继续提升温度，二次渗碳体会不断融入奥氏体，导致晶粒长大、碳浓度升高，进而增大淬火变形倾向、显微裂纹数量及材料脆性。同时，奥氏体含碳量过高还会增加淬火后残余奥氏体的数量，从而降低工件的硬度和耐磨性。因此，过共析钢的淬火加热温度不宜过高，完全奥氏体化的ACm或以上温度更是需要避免。
在制定工件的淬火加热温度时，必须综合考虑多种因素，包括工件的化学成分、技术要求、尺寸形状以及原始组织等。同时，加热设备和冷却介质的选择也会对加热温度产生影响。例如，对于合金钢零件，通常选择较高的加热温度，而对于形状复杂的零件，则可能选择较低的加热温度。此外，新工艺如亚温淬火和高温淬火，其加热温度也有特殊要求。

亚温淬火是一种提高韧性和降低脆性的有效方法，适用于亚共析钢。在这种工艺中，工件在略低于AC3的温度下奥氏体化后进行淬火，从而获得较高的韧性并降低脆性转折温度。

另一方面，高温淬火可用于提高材料的强度和韧性。例如，16Mn钢在940℃淬火，5CrMnMo钢在890℃淬火，以及20CrMnMo钢在920℃淬火，均可获得良好的效果。

此外，对于高碳钢，采用低温、快速、短时加热淬火的方法可以减少奥氏体中的碳含量，从而提高钢的韧性。这可以通过适当降低高碳钢的淬火加热温度或采用快速加热及缩短保温时间来实现。

在淬火过程中，保温时间也是一个重要的参数。为了确保工件内外各部分均能完成必要的组织转变和碳化物溶解，以及奥氏体成分的均匀化，必须在特定的淬火加热温度下保温一段时间。

另一方面，选择合适的淬火介质也是至关重要的。理想的淬火介质应能在C曲线的“鼻子”以上温度缓冷，以减小热应力；在“鼻子”处具有足够的冷却速度，以保证过冷奥氏体不发生非马氏体转变；同时在“鼻子”下方，特别是在Ms点以下的温度时，冷却速度应尽可能小，以减小组织转变的应力。常用的淬火介质包括水、水溶液、矿物油、熔盐和熔碱等。
水是一种冷却能力强的淬火介质，因其来源广泛、价格低廉和成分稳定而受到青睐。然而，在C曲线的“鼻子”区（约500～600℃），水处于蒸汽膜阶段，冷却速度不够快，可能导致“软点”的形成。同时，在马氏体转变温度区（300～100℃），水又处于沸腾阶段，冷却过快，可能使马氏体转变速度过快，导致内应力增大，工件变形甚至开裂。此外，水温升高、水中气体含量或杂质混入都会显著降低其冷却效果。因此，水主要适用于截面尺寸不大、形状简单的碳素钢工件淬火。

盐水和碱水通过在水中加入适量的食盐和碱来提高高温区的冷却能力。在蒸汽膜阶段，盐和碱的晶体析出并爆裂，破坏蒸汽膜，同时炸碎工件表面的氧化皮。但需注意，这类介质的腐蚀性较强。一般而言，盐水的浓度为10％，苛性钠水溶液的浓度为10％～15％。它们适用于碳钢及低合金结构钢工件的淬火，使用温度不应超过60℃，且淬火后需及时清洗以防锈。

另一种常用的淬火介质是矿物质油，如机油、变压器油和柴油等。机油的号数越大，黏度越高，闪点越高，但冷却能力相对较低，使用温度则相应提高。新型的淬火油如高速淬火油、光亮淬火油和真空淬火油等，通过添加特定添加剂或选取不同类型和黏度的矿物油混合来提高高温区的冷却速度。特别是高速淬火油，在过冷奥氏体不稳定区的冷却速度明显高于普通淬火油，适用于形状复杂的合金钢工件淬火，既提高淬透性和淬硬性又减少变形。
光亮淬火油是一种能使工件在淬火后保持光亮表面的冷却介质。通过在矿物油中加入不同性质的高分子添加物，可以获得具有不同冷却速度的光亮淬火油。这些添加物中，光亮剂是关键成分，它能将不溶解于油的老化产物悬浮起来，防止在工件上积聚和沉淀。此外，光亮淬火油添加剂还包含抗氧化剂、表面活性剂和催冷剂等成分。

真空淬火油则是专为真空热处理淬火设计的冷却介质。它必须具备低的饱和蒸汽压、高而稳定的冷却能力，以及良好的光亮性和热稳定性，以确保真空热处理的效果。

另外，盐浴和碱浴淬火介质常用于分级淬火和等温淬火工艺中。近年来，新型淬火剂如聚乙烯醇水溶液和三硝水溶液等也备受关注。聚乙烯醇水溶液通过在工件表面形成蒸汽膜和凝胶薄膜来控制冷却速度，具有优良的冷却特性。而三硝水溶液则在高温时具有接近水的冷却能力，在低温时则接近油，可作为一种替代水－油双介质淬火的选项。

在生产实践中，淬火的分类主要依据不同的冷却方式。常见的淬火方法包括单液淬火、双液淬火、分级淬火和等温淬火等。单液淬火是将奥氏体化工件浸入某一种淬火介质中直至室温，操作简便且利于机械化、自动化，但冷速受限可能影响淬火质量，特别适用于形状简单的碳素钢工件。双液淬火等其他方法则各有其特点和应用范围。
双液淬火是一种将奥氏体化工件先浸入冷却能力强的介质中，随后在钢件未达到该介质温度时迅速取出，并立即浸入另一种冷却能力较弱的介质中的淬火方法。例如，可以采用先水后油或先水后空气的方式进行。这种方法有助于减少变形和开裂的可能性，但操作较为复杂，掌握起来有一定的难度，因此在应用上存在一定的局限性。

马氏体分级淬火则是一种将奥氏体化工件浸入温度略高于或低于钢的马氏体点的液态介质中，如盐浴或碱浴，保持一段时间直至钢件内外温度与介质一致，然后取出空冷，从而获得马氏体组织的淬火工艺。这种工艺能有效降低相变应力和热应力，减少淬火变形和开裂的风险。它特别适用于那些对变形要求较高的合金钢和高合金钢工件，同时也可用于截面尺寸适中、形状复杂的碳素钢工件。

贝氏体等温淬火则是将钢件奥氏体化后，迅速冷却至贝氏体转变温度区间（260～400℃），并在此温度下保持一段时间，使奥氏体转变为贝氏体。这种工艺有时也被称为等温淬火，保温时间通常为30～60分钟。

此外，还有复合淬火等方法，通过预淬和等温处理相结合的方式，使工件在较大截面处获得M+B的组织结构。这种方法特别适用于合金工具钢工件，能有效避免第一类回火脆性，并减少残余奥氏体量和变形开裂的风险。

对于某些特殊工件，还可以采用压缩空气淬火、喷雾淬火和喷流淬火等方法进行淬硬处理。这些方法各有其特点和适用范围，可根据具体需求进行选择和应用。