鋼鐵材料自奧氏體化溫度淬火時，表面和心部的溫度差會導致內應力。相變組織的比體積變化和相變塑性還會引起附加組織應力。若熱應力和組織應力的疊加，即綜合應力超過材料的屈原強度就會發生塑性變形；如果共同作用的應用超過熱態鋼鐵材料的抗拉強度就會形成淬火裂紋。鋼鐵材料淬火時力求得到大于奧氏體-珠光體轉變的臨界冷速，以獲得的馬氏體。但在馬氏體轉變區提高冷速會使開裂的幾率趨向zui大，然后又逐漸減小到零。在強烈冷卻時，工件表面立即冷到槽液溫度，心部溫度幾乎沒有變化。快速冷卻引起表面層收縮和心部應力平衡的高拉伸應力。溫度梯度的增加使初始馬氏體轉變造成的拉應力增加，而馬氏體轉變開始溫度Ms的升高會引起相變塑性導致的表層膨脹，表面拉應力會明顯減小，并轉化為壓應力，表面壓應力數值和生成的表面馬氏體量成正比。如果馬氏體轉變使心部體積膨脹足夠大，并且表層馬氏體很硬很脆，就會使表層由于應力逆轉而破裂。根據以上原理分析，當表層形成zui大壓應力時，強烈淬火過程停頓。隨后在Ms溫度保持等溫冷卻。這樣就會延遲心部的冷卻，使馬氏體轉變變慢，在表層形成高的壓應力。當表面硬化層達到一個優化厚度，并在表層達到zui大應力值時，就完成強烈淬火的全部過程，從而使工作開裂減小到zui低程度。
使用NBJX系列電腦金相分析儀，可快速檢測出各材料的組織結構，詳見
南京寧博分析儀器有限公司 技術部
2014年4月2日
