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水是應用最普遍的淬火介質，它不僅容易取得、經濟，而且也有很強的冷卻作用，對灼熱的零件淬入水中的冷卻機理已有了較仔細的研究。當厚壁不銹鋼管零件剛一入水，周圍的水被加熱而汽化，形成一層穩定的蒸汽膜，使零件與水隔離，由于蒸汽膜是熱的不良導體，因而冷卻緩慢，這是冷卻的第一階段，稱為不銹鋼厚壁管蒸汽膜內冷卻階段。這一階段大約持續到600-700℃．

隨著零件溫度的降低，零件散失的熱量也減少，此時汽膜厚度減小，以致破裂，水與零件直接接觸，水在零件表面汽化，產生沸騰，水的汽化熱很大約為539卡／克，吸收大量熱量，冷卻速度迅速增大，這是冷卻的第二階段，稱為沸騰冷卻階段．當零件溫度接近100℃時沸騰減弱，低于100℃時沸騰停止，依靠對流冷卻，冷卻速度變慢，這是冷卻的第三階段，稱為對流冷卻階段．

水有強裂的冷卻能力，但可惜的是在Ms點附近溫度，水處在沸騰冷卻階段內，由于冷速太快，易使零件變形嚴重，甚至開裂，這是水的最大弱點．為了緩和水的冷卻能力，用提高水溫的辦法只能得到相反的效果．因為不銹鋼厚壁管水溫升高(例如70-80℃)容易形成大量汽泡．降低了650-500℃的冷卻能力，但對Ms點附近的冷卻速度卻幾乎毫無影響，因此提高水溫淬火反而不易淬硬，硬度不均，且不能避免變形，所以生產厚壁不銹鋼管中不希望水溫提高．經驗證明：淬火用水應保持為20-40℃，至多不能超過60℃．水中混入雜質如油、肥皂或氣體，都會使冷卻能力變壞，零件淬火后表面出現軟點，影響淬火質量。