武林外传佟湘玉表情包:为什么把高温的金属器件急剧冷却可以增强其硬度?此过程中发生了什么变化?

“把高温的金属器件急剧冷却”在工业上称为淬火。

钢的淬火的定义：将钢加热到临界温度（亚共析钢过共析钢）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冷却到马氏体转变温度以下，进行马氏体转变的热处理工艺。

铁在727摄氏度发生同素异构转变。在高于727度为面心立方晶格结构的伽马铁，低于727度为体心立方晶格的阿尔法铁。

碳在伽马铁中的溶解度（2.11%）比阿尔法铁(0.0218%)大。

将一定含碳量的钢加热到临界温度以上某一温度，然后急冷。碳来不及析出，就形成马氏体。马氏体的定义为：碳过饱和固溶于阿尔法铁中形成的组织。

碳过饱和固溶在晶格中增加位错密度，扭曲晶格，发生晶格畸变，增加了变形抗力。所以马氏体的密度较其它组织小，韧性很差，但硬度很高。

此外，由于钢中晶粒的晶界原子排列杂乱不规则，对塑性变形有阻碍作用。因此晶粒越细，晶界越多，强度、硬度越高。

临界温度以上的钢在剧烈冷却时，由于冷速快，过冷度大，晶粒很细，这也是提高强度硬度的一个方面。

总结一下：高温的钢急剧冷却后，产生了高硬度的马氏体组织（固溶强化），并且细化了晶粒，所以提高了硬度。

并不是所有的金属都可以淬火强化。只有部分钢、部分铸铁、部分铝合金等可以。

象黄铜、紫铜淬火后，硬度不升高反而降低。而铝合金淬火后，硬度先降低，数天后才开始逐步升高。这些性质在冷变形工艺中都有应用。

二楼的所述有误，金属以金属键联结，没有分子。也不是分子间排列更加紧密引起的硬度升高。一般认为是固溶强化和细化晶粒的作用。

打一个显浅的比方吧，一个单位由于历史原因，人员之间配合不好，又不允许换岗，那么这个单位工作效率肯定很低下的。如果放开了，人人均可左右选岗，相互配合好的人员组合在一起，那工作效率是不是大为提高？

这个过程叫淬火。
金属淬火时，由于温度的骤降，金属内部会突然收缩，使分子间排列更加紧密，这样金属的硬度就会增大，同时也会使其更脆。