那是熱處理，俗稱淬火，並不是所有金屬淬火後就變硬，你拿304不鏽鋼燒紅了去淬火試試，還不是一樣的軟，熱處理分正火，退火，淬火，回火，回火是消除淬火時產生的應力，回火溫度高低也直接影響淬火件的硬度

簡單的說就是，把燒紅的鐵放入水中的目的是改變鐵的組織結構，從而使鐵的達到一定強度和硬度。

淬火的專業術語

淬火的目的是使過冷奧氏體進行馬氏體或貝氏體轉變，得到馬氏體或貝氏體組織。

不好意思，你的這個問題有不嚴謹的地方，放在涼水裡可以變硬的不是鐵，而是鋼，而且必須還是45號以上的中碳鋼。

鐵和鋼是一種合金，被稱作鐵碳合金，他們的基本元素也都是鐵素體，但是他們的效能還是有著很大的區別的，有很大區別最主要的原因就是含碳量的不同。

那麼這個45號鋼代表什麼意思呢？簡單的說就是含碳量為4.5%左右的鋼。加入碳元素的目的就是它可以促使鋼在加熱和冷卻時，其內部元素的轉變。

那麼，鋼內部的元素具體是怎樣轉變的呢？這個有點專業，你大體一看就行，在沒熱處理之前，鋼的內部組織是珠光體，當開始加熱以後，它會逐步轉變為奧氏體，加熱到一定溫度以後再突然的用涼水或者冷卻油冷卻時，奧氏體就會再次轉變為馬氏體，馬氏體的效能特點是硬度高而脆性大，所以經過這樣一個一系列的過程，鋼的硬度就加大了。

高溫煅燒以後的鐵或鋼，經冷水（或冷卻劑）快速冷卻叫做淬火。硬度比原來大大增加，但脆性也增加。原因是淬火後鋼組織發生改變，得到的是一種叫做馬氏體的結構組織。馬氏體很硬但也較脆。

原子遇到熱處理時會產生變化，其組織也隨之變化，燒紅的鐵溫度在800攝氏度以上，原子發生晶格畸變，轉換成機械能，機械能也是能量，如果慢慢降溫，這部分能量會慢慢消失或降低，但將燒紅的鐵放到涼水裡（常溫也可以）就會阻礙能量的消失，並且這部分能量集聚在這冷熱變化的地方，於是出現了淬火工藝

問題非常不嚴謹！表面看是一個熱處理的問題。“鐵”是一個籠統的概念，有些“鐵”能變硬，有些“鐵”不能變硬，有些“鐵”在涼水裡會炸裂。