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冷卻時間是指工件在冷卻介質中停留的時間。冷卻時間過短，會達不到要求的性能，而冷卻時間過長、終冷溫度過低，會增大淬裂的危險性。所以，確定適當的冷卻時間及終冷溫度，是大鍛件熱處理工藝中的一個重要問題。
在生產中的淬火冷卻主要是控制冷卻時間，而工件表面的終冷溫度僅作為參考。冷卻時間一般根據實測的各種冷卻曲線，理論計算以及長期生產經驗來確定。必須注意，即使相同截面的工件，在相同的淬火介質及冷卻時間內冷卻，也會由冷卻設備容量、淬火介質的溫度、介質循環條件及工件在介質中的移動方式等情況不同，造成工件心部溫度的顯著差別。所以，在規定冷卻時間的同時，還要嚴格控制冷卻條件。圖19 和圖20 所示為不同直徑鋼件在水冷、油冷、空冷時，心部冷卻到450℃和300°C 時所需的冷卻時間（淬火溫度取為860°C, 淬火介質溫度取為40℃) , 曲線是由實測數據整理而得到的。表3 列出一些具體冷卻工藝可供參考，生產中根據工件形狀、材質及生產條件，在制訂具體冷卻工藝時，作適當調整。
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