鋼從奧氏體狀態冷至Ms點以下所用的冷卻介質叫做淬火冷卻介質。淬火冷卻介質冷卻能力越大，鋼的冷卻速度越快，越容易超過鋼的臨界冷卻速度，則工件越容易淬透，淬透層的深度越深。但是，冷卻速度過大將產生巨大的淬火應力，易于使工件產生變形或開裂。650℃以上應當緩慢冷卻，以盡量降低淬火熱應力。650~400℃之間應當快速冷卻，以通過過冷奧氏體最不穩定的區域，避免發生珠光體或貝氏體轉變。在400℃以下Ms點附近的溫度區域，應當緩慢冷卻以盡量減小馬氏體轉變時產生的組織應力。

常用淬火冷卻介質有水、鹽水或堿水溶液及各種礦物油等，其冷卻特性見表。

常用淬火冷卻介質的冷卻特性

水的冷卻特性很不理想，在需要快冷的650~400℃區間，其冷卻速度較小，不超過200℃/s，而在需要慢冷的馬氏體轉變溫度區，其冷卻速度又太大，在340℃最大冷卻速度高達775℃/s，很容易造成淬火工件的變形或開裂。此外，水溫對水的冷卻特性影響很大，水溫升高，高溫區的冷卻速度顯著下降，而低溫區的冷卻速度仍然很高。因此淬火時水溫應不超過30℃，加強水循環和工件的攪動可以加快工件在高溫區的冷卻速度。水雖然不是理想的淬火冷卻介質，但其成本低，適用于尺寸不大、形狀簡單的碳素鋼工件淬火。

濃度為10%的NaCl或10%的NaOH的水溶液可使高溫區(500~650℃)的冷卻能力顯著提高，前者使純水的冷卻能力提高10倍以上，后者的冷卻能力更高。但這兩種水基淬火冷卻介質在低溫區( 200～300℃)的冷卻速度也很快。

油也是一種常用的淬火冷卻介質。目前工業上主要采用礦物油，如錠子油、全損耗系統用油、柴油等。油的主要優點是低溫區的冷卻速度比水小得多，從而大大降低了淬火工件的組織應力，減小變形和開裂傾向。油在高溫區間冷卻能力低是其主要缺點。但對于過冷奧氏體比較穩定的合金鋼，油是合適的淬火冷卻介質。與水相反，提高油溫可以降低粘度，增大流動性，故可提高高溫區間的冷卻能力。但是油溫過高，容易著火，一般應控制在60~80℃。

上述幾種淬火冷卻介質各有優缺點，均不屬于理想的淬火冷卻介質。水的冷卻能力很大，但冷卻特性不好；油冷卻特性較好，但其冷卻能力又低。因此，尋找冷卻能力介于油、水之間，冷卻特性近于理想淬火冷卻介質的新型淬火冷卻介質是人們努力的目標。由于水是價廉、容易獲得、性能穩定的淬火冷卻介質，因此目前世界各國都在發展有機水溶液作為淬火冷卻介質。