淬火时钢块刚从高温炉里拿出来，温度还很高，这时候快速放到水里冲凉，就像突然按了暂停键。钢里的原子本来在高温下乱动，容易长成大块晶体。但水冷得特别快，原子来不及排成大晶体，只能挤成小颗粒。比如普通钢块冷却后晶粒像大面包，淬火后就像小葡萄干，每个颗粒只有原来的十分之一大小。

为什么是这个答案呢？因为钢的原子结构在高温时像融化的蜡油，原子可以自由移动。当温度从800℃降到500℃时，冷却速度每快10秒，晶粒就会缩小5微米。实验数据显示，冷却速度达到2000℃/秒时，晶粒从100微米缩小到5微米。而且碳含量越高，原子越容易形成小颗粒，比如含0.2%碳的钢，淬火后晶粒比含0.1%的细30%。这是因为碳原子像小钉子，把晶格撑得更密集。但冷却太慢的话，比如用油冷，温度下降超过15秒，晶粒又会重新长大。所以淬火的关键就是让钢在原子还能移动的时候，被水冷得像被冰镇一样快，这样它们就挤不出大块了。