硬化能
硬化能係指鋼材在受某種淬火硬化處理後，能夠被硬化的程度，因此亦稱為「淬火性」。
硬化能表示鋼材在同一種淬火條件下，能被硬化的深度範圍。
需要注意的是，硬化能的大小並不代表鋼材能經由淬火而獲得更大的硬度，而是指硬化能更大的鋼材能淬火到更深的部位。

所謂「H」鋼，即為保證熱處理鋼，熱處理後的硬度分佈保證在回火曲線「H」形帶的上、下限內。
這類鋼材具有強韌的特性。

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質量效果 
質量效果是指淬火效果會隨著處理件的大小而變化。
質量效果與硬化能互為因果關係，質量效果大通常是因為硬化能小；
相反地，硬化能良好的鋼材，質量效果則較小，淬火硬化的深度較大。

1. 冷卻介質的影響
硬化能和淬火過程中的冷卻介質對硬化深度有顯著影響。常見的冷卻介質包括：
氣淬：使用氮氣或氦氣作為冷卻介質，冷卻速度較慢，適合硬化能較好的鋼材，可減少淬火變形風險。
聚合物淬火液：冷卻速度介於水淬和油淬之間，能根據需求調節冷卻速度，適合需要精確控制冷卻速度的應用。
鹽浴淬火：能均勻快速冷卻，適合大型工件，減少內部殘余應力和裂紋的風險。

2. 硬化能曲線（Jominy End-Quench Test）
Jominy端淬測試是一種評估鋼材硬化能的標準測試。
通過測量鋼棒不同位置的硬度分佈，可以了解鋼材在不同冷卻速度下的硬化效果。

測試程序：將一根標準鋼棒一端進行冷卻，測量不同位置的硬度，繪製硬化能曲線。
曲線解讀：曲線越平緩，表示鋼材硬化能越好；下降越快，表示硬化能較差。
應用：能幫助選擇適合厚截面零件或需要特定硬化深度的鋼材。

3. 合金元素對硬化能的影響
合金元素的種類和含量直接影響鋼材的硬化能：

碳：增加鋼的硬度，但對硬化深度影響有限。
錳 ：顯著提升硬化能，促進奧氏體相的穩定。
鉻 和 鉬：促進碳化物的形成，增強鋼材耐磨性和硬化深度，同時減少脆性斷裂風險。
鎳 ：提升韌性和耐腐蝕性能，並稍微提高硬化深度。

4. 熱處理後的顯微結構變化
硬化能決定了鋼材經過熱處理後的顯微結構，這直接影響其機械性能：

馬氏體：高硬度但脆性大，通常在快速淬火後出現。
貝氏體：有較好的韌性與強度，適合在中速冷卻情況下形成。
索氏體：在回火後形成，適合要求高韌性的應用。
珠光體：在慢速冷卻下形成，通常硬度低但韌性好。

5. 硬化能在工業應用中的作用
硬化能的選擇對於鋼材在各類工業中的應用至關重要：

汽車零部件：齒輪、軸承等零件需要高表面硬度與心部韌性，硬化能高的鋼材能延長這些零件的壽命。
重型機械：驅動軸、液壓缸等大型工件需要高硬化深度以承受重負荷。
航空航天工業：渦輪機零件需承受高溫高壓環境，鋼材的硬化能和耐磨損性能至關重要。

硬化能及其計算

斷面大的製品若使用低硬化能的鋼種，無法充分淬入心部，
可能無法滿足強度要求，並且耐衝擊性或耐疲勞性會下降，導致預想不到的失效情況。
因此，有必要根據使用條件選擇適當硬化能的鋼種。
承受負荷大或斷面較大的製品，必須使用硬化能特別好的鋼種。

在淬火頻度要求高且精密度要求大的應用中，應選用具有低變溫度或自硬性的鋼材。
在量產時，需選擇硬化能偏差小的鋼種，確保批次間產品的一致性。

鋼材的硬化能由化學成分與結晶粒度決定。
碳、錳、鉻、鉬等元素的添加有助於提高硬化能，且少量添加即可有效提升。
水淬或油淬具有較好的淬入效果，但也增加冷變形及裂紋風險。
因此，對於鋼材選擇及使用條件設計中，需考慮適當的淬火操作，以達到優化的性能表現。

硬化能的大小決定了鋼材在淬火過程中能夠硬化的深度。
硬化能大的鋼材在厚截面零件中表現更佳，且質量效果較小，能滿足高強度和高負荷應用需求。
根據冷卻介質、合金成分、熱處理方法的不同，鋼材的硬化能會有所差異，因此在選擇鋼材時需根據實際應用要求進行適當考量。