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淬火冷却介质，一般分为在冷却过程中有物态变化的介质，如水、盐水溶液、碱水溶液、油、乳化液，聚合物溶液，和无物态变化的介质如熔融金属、熔盐、熔碱以及空气、氮气和固体粒子等。

图二a是有物态变化的，图b是无物态变化的。通常使用的介质是有物态变化的，按其在冷却过程中发生的变化，依次为蒸汽膜阶段（A），沸腾阶段（B）和对流段（C）。
对这三个阶段的理解或者说“究跟索源”，需要从电阻丝在水中持续加热的池沸腾曲线谈起，如图三所示。

横坐标是加热件与周围介质的温差（过热度），纵坐标是热流密度。在AB阶段，过热度较小，主要的传热方式是对流传热，传热效率较低，在B点以后，随着过热度增加，工件表面开始出现沸腾，气泡通过形核、长大和跃离加热元件表面对周围介质造成强烈扰动，使冷的介质直接不断地和热表面接触，传热迅速加快，在C点达到最大值。随着过热度进一步增加，介质不断汽化，以致工件表面的蒸汽相互连成一片，形成蒸汽膜，蒸汽膜的形成阻碍了热表面和冷介质之间的直接接触，导致传热效率下降，此阶段的蒸汽膜是动态的、局部的和不稳定的，随着过热度进一步增加，汽化不断增加，蒸汽膜越来越稳定，面积也越来越大，传热效率不断降低，最后达到D点，或Leidenfrost 点，形成了覆盖整个热工件表面稳定的蒸汽膜，传热效率降到最低点，越过D点，过热度增加，辐射传热增加，传热效率随之增加。

工件淬火过程，和上述过程相反。开始淬火冷却时，工件和介质温差很大，在ED段，形成稳定的蒸汽膜。在DC段，由于工件表面温度下降，过热度降低，蒸汽膜变得不稳定，只能部分覆盖，所以传热效率不断提高。一直到C点蒸汽膜已不复存在，传热效率最高；CB 段则是完全沸腾阶段，汽泡在工件表面形成、长大和跃离时，将淬火介质从表面排开，汽泡跃离表面后液体又流回来，冷的淬火介质不断和工件表面接触，并产生强烈扰动，所以换热效率高，冷却能力强。低于B点，过热度进一步降低，不能继续维持沸腾，进入对流阶段。图四是用IVF冷速测量仪测得的淬火冷却过程中的冷却曲线图表明，淬火冷却存在蒸汽膜阶段(ED)、沸腾阶段(DCB)和对流传热(CA)三个阶段。蒸汽膜和对流传热阶段冷速慢，沸腾阶段冷速快。D、B点是冷却曲线上的拐点，D点所表示的温度，常称为上特性温度，而B点所处的温度，常成为下特性温度。

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