火焰淬火是利用氧乙炔火焰（最高温度达3100℃）或氧煤气火焰（最高温度达2000℃）将工件表面快速加热，随后喷液（水或有机冷却液）冷却的表面淬火方法，图4-3所示为火焰淬火示意图。一般常用氧乙炔火焰淬火。火焰淬火可获得具有高硬度的表层和有利的内应力分布，提高工件的耐磨性和疲劳强度。

图4-3 火焰淬火示意图

火焰淬火起初是依靠操作者的经验来保证处理质量的。随着技术的发展，人们设计和制造出用以淬硬曲轴、齿轮等零件曲面的专用淬火机床，从而扩大了火焰淬火的应用范围。后来，又出现配备有透焰测温装置、能自动控制温度的淬火机床，使火焰淬火有了新的发展，图4-4所示为典型零件火焰淬火示意图。

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图4-4 典型零件火焰淬火示意图

火焰淬火的优点是：设备简单、投资少、成本低；适用于单件或小批生产，也适用于大型工件的局部淬火，如大齿轮、轧辊、大型壳体（液压马达壳体）、导轨等；不易产生表面氧化与脱碳；不受现场环境与工件大小的限制，适用性广，操作简便。

火焰淬火的缺点是：不易稳定地控制质量；大部分是手工操作和凭肉眼观察来掌握温度，表面容易烧化、过热与淬裂，很难达到均匀的淬火层与高的表面硬度；实现机械化流水线生产较为困难；火焰加热的均匀性很难保证，因此很容易在对中高碳和合金钢的表面淬火时发生开裂。