为啥淬火能是钢材的硬度和强度增加

为啥淬火能是钢材的硬度和强度增加
是道论述题

钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上某一温度,保温一段时间,使之全部或部分奥氏体化,然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等温）进行马氏体（或贝氏体）转变的热处理工艺.
通常也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺称为淬火.
淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变,得到马氏体或贝氏体组织,然后配合以不同温度的回火,以大幅提高钢的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等,从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求.也可以通过淬火满足某些特种钢材的的铁磁性、耐蚀性等特殊的物理、化学性能.
淬火能使钢强化的根本原因是相变,即奥氏体组织通过相变而成为马氏体组织（或贝氏体组织）.
钢淬火工艺最早的应用见于河北易县燕下都遗址出土的战国时代的钢制兵器.
淬火工艺最早的史料记载见于《汉书.王褒传》中的“清水焠其峰”.
“淬火”在专业文献上,人们写的是“淬火”,而读起来又称“蘸火”.“蘸火”已成为专业口头交流的习用词,但文献中又看不到它的存在.也就是说,淬火是标准词,人们不读它,“蘸火”是常用词,人们却不写它,这是我国文字中不多见的现象.
淬火是“蘸火”的正词,淬火的古词为蔯火,本义是灭火,引申义是“将高温的物体急速冷却的工艺”.“蘸火”是冷僻词,属于现代词,是文字改革后出现的产物,“蘸”字本义与淬火无关.“蘸火”本词为“湛火”,“湛”字读音同“蘸”,而其字形又与水、火有关,符合“水与火合为蔯”之意,字义与“淬火”相通.“湛火”为本词,“蘸火”则为假借词.
淬火
quenching
将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间,随即浸入淬冷介质中快速冷却的金属热处理工艺.常用的淬冷介质有盐水、水、矿物油、空气等.淬火可以提高金属工件的硬度及耐磨性,因而广泛用于各种工、模、量具及要求表面耐磨的零件（如齿轮、轧辊、渗碳零件等）.通过淬火与不同温度的回火配合,可以大幅度提高金属的强度、韧性及疲劳强度,并可获得这些性能之间的配合（综合机械性能）以满足不同的使用要求.另外淬火还可使一些特殊性能的钢获得一定的物理化学性能,如淬火使永磁钢增强其铁磁性、不锈钢提高其耐蚀性等.淬火工艺主要用于钢件.常用的钢在加热到临界温度以上时,原有在室温下的组织将全部或大部转变为奥氏体.随后将钢浸入水或油中快速冷却,奥氏体即转变为马氏体.与钢中其他组织相比,马氏体硬度最高.钢淬火的目的就是为了使它的组织全部或大部转变为马氏体,获得高硬度,然后在适当温度下回火,使工件具有预期的性能.淬火时的快速冷却会使工件内部产生内应力,当其大到一定程度时工件便会发生扭曲变形甚至开裂.为此必须选择合适的冷却方法.根据冷却方法,淬火工艺分为单液淬火、双介质淬火、马氏体分级淬火和贝氏体等温淬火4类.
淬火效果的重要因素,淬火工件硬度要求和检测方法：
淬火工件的硬度影响了淬火的效果.淬火工件一般采用洛氏硬度计,测试HRC硬度.淬火的薄硬钢板和表面淬火工件可测试HRA的硬度.厚度小于0.8mm的淬火钢板、浅层表面淬火工件和直径小于5mm的淬火钢棒,可改用表面洛氏硬度计,测试HRN硬度.
在焊接中碳钢和某些合金钢时,热影响区中可能发生淬火现象而变硬,易形成冷裂纹,这是在焊接过程中要设法防止的.
由于淬火后金属硬而脆,产生的表面残余应力会造成冷裂纹,回火可作为在不影响硬度的基础上,消除冷裂纹的手段之一.
淬火对厚度、直径较小的零件使用比较合适,对于过大的零件,淬火深度不够,渗碳也存在同样问题,此时应考虑在钢材中加入铬等合金来增加强度.