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工件在有物态变化的淬火介质中的冷却过程，一般可分为三个阶段。
1、蒸汽膜（膜沸腾）冷却阶段（AB段）。
赤热工件浸入介质的瞬间，在工件表面形成一层蒸汽膜，使工件和周围的冷却介质不能直接接触，热量只能通过蒸汽膜传递，工件在这个阶段冷却速度较慢。
2、沸腾（核沸腾）冷却阶段（BC段）。
随着冷却的进行，工件表面温度不断降低，到某一瞬间，淬火介质通过蒸汽膜吸取热量的速度超过了工件散出热量的速度，此后，蒸汽膜的厚度将不断减小直至破裂，使工件和介质直接接触而引起激烈沸腾，不断逸出气泡。此时，介质将吸收大量汽化热，工件冷却速度骤增。这是工件冷却速度最快的阶段。
3、对流冷却阶段（CD段）。
当工件表面温度降低到淬火介质的沸点时，沸腾停止，进人对流冷却阶段。这是工件冷却速度最慢的阶段。这时，工件的冷却速度主要取决于其表面与介质的温差，介质的黏度、比热、导热率及其流动程度等因素。
图中转折点S称为“特性温度”点，是稳定的蒸汽膜发生破裂的温度，也是沸腾冷却阶段开始的温度。转折点C称为“对流开始温度”点，它与介质的沸点密切相关。
凡有物态变化的液体介质，如水、油，均有上述三个阶段。由于不同介质的特性不同，三个阶段的温度区间和所持续的时间也各不相同。气体介质只有对流阶段，盐、碱浴及熔融金属的沸点均很高，工件淬火时它们不发生物态变化，因而只有对流阶段。
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