焼入れの際の冷却剤は、構造用鋼においては通常油を使用するが、他の鋼では水や空気なども用いられる。また、特殊な場合は塩浴なども使用される。
焼入れは急冷することが大切であるから、加熱後直ちに冷却剤中に投入し、投入後は十分に攪拌する必要がある。もしも冷却剤中に投入したまま静置すると鋼の熱によって、鋼に接している冷却剤が温められ、局部的に気化して気泡を生じ、この部分の冷却速度が下がりマルテンサイト化を阻害、焼入れ後の硬さにムラを生じる恐れがある。
冷却は鋼が完全に冷えるまで行ってはならない。すなわち、マルテンサイトはMs点を過ぎれば冷却速度に関係なく生成されるもので、却ってここを急冷することによりマルテンサイト変態が急激に起こり、大きく膨張するマルテンサイトにより焼き割れやひずみが発生したりするためである。
図①は焼入れ操作の基本を図示したものである。なお、油焼入れの場合の油中の保持時間は、鋼を引き上げたとき白い煙がモヤモヤと出る位の時間がよいとされている。
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