高温的金属器件急剧冷增强其硬度
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。
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。
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