常压高速气雾淬火作为一种新型淬火工艺,因其经济、高效、环保以及淬火冷却能力的可调控性等优势,引起了国内外淬火研究领域的关注。但是,目前为止,对于如何确定气雾化介质淬火的工艺参数仍尚未明确。为了研究常压高速气雾淬火这种新型淬火工艺的特性,本论文研究以新近研制的一套新型气雾喷射淬火实验装置为基础,分析了常压高速气雾淬火工艺的影响因素,开展了三期实验,并设计了水淬、油淬、水转油淬及淬火箱气雾淬等实验方案,进行了以下的研究工作：(1)研究了在实验水平范围内氮气压、水流量、喷射距离对淬火冷却时间的影响,并重点分析了氮气压、水流量二影响因子对淬火冷却时间的响应；(2)联合分析了淬火冷却曲线及淬火后的试件力学性能和金相组织；(3)对淬火实验后试件的表观进行了评价对比,讨论了工作环境的维护,并结合淬火效果对不同工况淬火介质的耗费进行了评价分析。本次研究结合淬火过程传热学计算模型理论,采用软件和程序对T10钢的淬火实验进行了以下相关计算分析：(1)采用DEFORM有限元软件对淬火冷却过程中试件的表面综合换热系数进行了反求,并与基于非线性估计法的FORTRAN程序的计算结果进行了对比分析；(2)针对T10钢建立了对应的混合材料模型,对特定工况下试件的温度场、应力场和组织场进行了预测和分析；(3)对数值模拟误差产生的原因进行了探析。本论文将各种工艺实验结果及数值计算结果进行了归纳分析,构建了喷雾冷却工艺与试件淬火冷却效果的联系,得出的主要结论有：(1)水流量为影响淬火冷却能力的最主要影响因子,氮气压与水流量的交互作用显著；(2)氮气压低水平、水流量高水平工况下,淬火冷却速度有保障,并可有效控制实验成本；(3)基于DEFORM的有限单元法对表面综合换热系数的求解不具普遍适用性;(4)由于T10钢试件淬火冷却时的不均匀相变,需要考虑相变对温度场和应力场的影响。这些结论可用于指导后续研究工作的进一步开展,对于日后气雾化淬火在工业热处理领域中的应用乃至专家系统的建立都具有一定的意义。