淬透性与淬硬性是金属材料热处理领域中两个关键性能指标，二者在定义、影响因素、表征方法及工程应用上存在显著差异，以下为具体分析：

1. 定义与本质区别

• 淬透性（Hardenability）
  指材料在淬火时获得马氏体组织的能力，反映硬化层从表面向内部延伸的深度潜力。例如，直径50mm的40CrNiMo合金钢棒油淬后，心部仍能保持80%以上马氏体组织，表明其淬透性优异。
  核心要素：硬化层深度，而非表面硬度。

• 淬硬性（Hardening Capacity）
  指材料在理想淬火条件下所能达到的最高硬度，反映钢材的硬度上限。例如，T12工具钢（含碳量1.2%）淬火后表面硬度可达66HRC，而20钢（含碳量0.2%）仅约45HRC。
  核心要素：表面硬度值，与深度无关。

2. 影响因素对比

• 淬透性

  • 化学成分：合金元素（如Cr、Ni、Mo）显著提升淬透性。例如，42CrMo钢的淬透性比45钢高3倍，因Mo元素延缓贝氏体转变。

  • 奥氏体晶粒度：晶粒细化可提高淬透性，但过度粗化（如奥氏体化温度过高）会降低淬透性。

  • 工件尺寸与冷却介质：影响实际淬透效果，但淬透性本质由材料成分决定。

  
  

• 淬硬性

  • 含碳量：马氏体硬度与碳含量呈线性关系（经验公式：$HRC=20+60\times \sqrt{C\%}$）。例如，含碳量从0.2%增至1.2%，硬度可从45HRC提升至66HRC。

  • 合金元素：强碳化物形成元素（如V、W）对硬度提升贡献较小（<0.5HRC/1%添加量），主要通过细化晶粒间接影响。

  
  

3. 表征方法

• 淬透性

  • 端淬试验（Jominy Test）：按GB/T 225-2006标准，将φ25×100mm试样一端喷水冷却，每隔1.5mm测量硬度值，绘制硬度-距离曲线（淬透性曲线）。

  • 临界淬火直径：在特定介质中淬火后，心部获得50%马氏体时的最大直径。

  
  

• 淬硬性

  • 洛氏硬度测试：按GB/T 230.1-2018标准，在试样表面取3点测量，取平均值，误差控制在±0.5HRC内。

  
  

4. 工程应用场景

• 高淬透性需求

  • 重型机械传动轴（如船用曲轴）：需选用34CrNi3Mo等材料，确保直径400mm截面上硬度落差<3HRC，保证整体强度与抗疲劳性能。

  • 汽车变速箱齿轮：采用20CrMnTi渗碳处理，硬化层深度达1.2-1.5mm，兼顾心部韧性与表面硬度。

  
  

• 高淬硬性需求

  • 切削刀具：选用W18Cr4V高速钢，硬度达64-66HRC，保证刃口锋利度与耐磨性。

  • 冷作模具：采用Cr12MoV，表面硬度>62HRC，可承受5000次/分钟冲压频率。

  
  

5. 关联与协同优化

• 选材策略：传动部件侧重淬透性（如曲轴），刃具类零件强调淬硬性（如刀具），精密模具需同时优化二者（如Cr12MoV模具钢）。

• 工艺协同：深冷处理（-196℃液氮）可将GCr15轴承钢（C%≈1.0%）的残余奥氏体转化率提升至95%以上，间接提升表观淬透性。