分級(jí)淬火是將鋼件從淬火溫度，直接快速冷卻到Ms點(diǎn)以上某一溫度，經(jīng)適當(dāng)時(shí)間保溫，使鋼件表面與心部的溫度均勻后，再取出空冷，使鋼件在緩慢冷速下進(jìn)行馬氏體轉(zhuǎn)變的淬火方法。這一方法可以有效地防止淬火開(kāi)裂。

分級(jí)淬火時(shí)，鋼件由高溫淬入Ms點(diǎn)以上10～20℃熱浴中所產(chǎn)生的熱應(yīng)力，比雙液淬火小，而且在恒溫停留時(shí)可消除一部分熱應(yīng)力。在隨后的空氣冷卻時(shí)，沿工件整個(gè)截面，幾乎同時(shí)發(fā)生過(guò)冷奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變，因而也就減小了相變應(yīng)力。綜上所述，Ms點(diǎn)以上的分級(jí)淬火的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠降低淬火零件的變形開(kāi)裂傾向。其次，與普通淬火方法相比較，Ms點(diǎn)以上的分級(jí)淬火，能夠保證工件強(qiáng)度、硬度相同的條件下，具有較高的韌度，特別是對(duì)低溫回火的工件，沖擊韌度的提高尤其顯著。這間接的表明鋼的斷裂強(qiáng)度有較大的提高，從而也降低淬火開(kāi)裂的傾向。

DC53、VIKING等高碳高合金鋼，一般淬火加熱加熱溫度較高，而Ms點(diǎn)又較低，用普通淬火方法可能產(chǎn)生較嚴(yán)重的變形和開(kāi)裂。如只用一次分級(jí)淬火難避免較大的相變應(yīng)力及熱應(yīng)力。因此，對(duì)于截面尺寸較大，形狀復(fù)雜，易于變形和開(kāi)裂的高速鋼刀具可采用逐次降溫的兩次或三次分級(jí)的淬火方法。多次分級(jí)淬火的分級(jí)溫度一般為600～650℃，450～550℃和300～350℃等。多次分級(jí)淬火時(shí)，在各個(gè)溫度區(qū)的停留時(shí)間，應(yīng)以能保證在該溫度下工件沿截面的溫度均勻，而又不產(chǎn)生非馬氏體組織。具體數(shù)據(jù)可由試驗(yàn)確定。

鋼制零件加熱奧氏體化后，淬火溫度在C曲線(xiàn)“港灣”區(qū)間的熱浴中，等溫保持適當(dāng)?shù)臅r(shí)間后的冷卻淬火方法稱(chēng)奧氏體等溫處理。這也是一類(lèi)分級(jí)淬火法，它主要用在高速鋼刀具和一些超高強(qiáng)度鋼所制的零件，壓力容器及模具、齒輪等的熱處理中。最近將這種方法用在超高強(qiáng)度所制零件的淬火處理中，取得很好的效果。一些超高強(qiáng)度鋼的塑性較低，對(duì)于形狀復(fù)雜的零件，用普通淬火方法難以避免變形和開(kāi)裂。如果用一般分級(jí)淬火，雖然可將相變應(yīng)力顯著減少，在冷卻至熱浴溫度的冷卻過(guò)程中，零件可能已發(fā)生嚴(yán)重的變形和開(kāi)裂。不少超高強(qiáng)度鋼如同高速鋼一樣，在高溫和中溫轉(zhuǎn)變之間，常有一個(gè)過(guò)冷奧氏體孕育期很長(zhǎng)的溫度范圍。如將工件自?shī)W氏體化溫度空冷到這溫度區(qū)域的某個(gè)溫度后，淬入同溫度的熱浴中保溫，使零件內(nèi)外均溫，然后在空氣或鹽浴中冷卻（以不發(fā)生貝氏體轉(zhuǎn)變?yōu)樵瓌t），則仍可得到全部的馬氏體，隨后再進(jìn)行適當(dāng)溫度的回火。用這種方法處理后，鋼的強(qiáng)度、韌度與一般淬火相同，而因應(yīng)力及變形卻甚微，防止了變形和開(kāi)裂。

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