热处理工艺残留极是指产品工件经热处理工艺后更后残留出来的应力，对工件样子、尺寸大小特性都是有至关重要的危害。当它们超出原材料的抗拉强度时，便造成工件变型，超出材料强度极限值时就会让产品工件干裂，这也是它有影响的一面，理应降低和消除。

　　但在一定条件下操纵应力使其有效遍布，就能提高零件的物理性能和使用期限，变有毒为有益。

　　剖析钢在热加工过程中应力的分布和变化趋势，使其有效遍布对提升产品质量拥有重大的现实意义。比如有关表层残留压应力的有效遍布对零件使用期限产生的影响难题早已导致了大众的普遍高度重视。

　　产品工件在加热和制冷环节中，因为表层和内部的冷速与时间却不一致产生温度差，就会造成吸水膨胀和收拢不均匀而出现应力，即热应力。在热应力的影响下，因为表层逐渐温度过低芯部，收拢也高于芯部进而芯部受弯，当制冷结束后，因为芯部更终制冷体积收缩不可以随意开展进而表层受力芯部受弯。则在热应力的影响下更终让产品工件表层受力而芯部受弯。

　　这种情况遭受冷速，原材料成分热处理方法等多种因素。当冷速愈快，含碳和合金元素愈高，制冷全过程上在热应力影响下造成却不匀称形状变化越大，更终所形成的残留应力就越大。

　　另一方面钢在热加工过程中因为机构的改变即铁素体向马氏体变化时，因汽化热的增大会随着产品工件体积的澎涨，产品工件各个部位依次改变，导致容积成长不一致而出现机构应力。机构应力转变更后的结果显示表层受弯应力，芯部受力应力，正好与热应力反过来。机构应力的大小与产品工件在马氏体改变区域冷速，样子，原材料的成分都有关系。

　　实践经验证明，一切产品工件在热加工过程中，只要是有改变，热应力和管理应力都会出现。只不过是热应力在实施变化之前就早已形成了，而机构应力则在机构变化中产生的，在所有制冷环节中，热应力与组织应力综合性功效得到的结果，便是产品工件中真实存有的应力。

　　这几种应力综合性功效的结果就是十分复杂的，忍受着很多条件的限制，如成份、样子、热处理方法等。从总体上发展历程而言有两种种类，即热应力和管理应力，功效方向相反时二者相抵，功效方位相同的情况下二者彼此迭加。不论是彼此相抵或是彼此迭加，2个应力应该有一个占主要因素，热应力占据主导地位后的功效结果显示产品工件芯部受弯，表面受力。机构应力占据主导地位后的功效结果显示产品工件芯部受力表面受弯。

　　存在淬火件不同部位上可以造成应力密集的要素(包含冶金工业缺点以内)，对淬火裂痕的形成都是有推动作用，但是只有在拉应力场地(特别是在较大拉应力下)才能表达出来，如在压应力场地从未有过促裂功效。

　　淬火冷速是一个可能会影响淬火品质后决定残留应力的关键因素，也是一个可以对淬火裂痕赋予关键甚至关键性危害的影响因素。为了实现淬火的效果，一般务必加快零件在高温下段里的冷速，并使之超出铝的临界值淬火冷速才会得到马氏体机构。

　　就残留应力而言，这么做因为可以增加相抵机构应力功效热应力值，所以能降低产品工件表面里的拉应力而达到抑制纵裂的效果。实际效果将随持续高温冷速不断加快而扩大。并且，在能淬透的情形下，断面尺寸越高的产品工件，尽管具体冷速更缓，干裂的风险性却反倒越大。这一切都是由于这些铝的热应力随规格的扩大具体冷速缓减，热应力减少，机构应力随规格的扩大而变化，更终形成了以机构应力为主体的拉应力作用于产品工件表面的功效特性所造成的。并和制冷愈慢应力越小的旧思想截然不同。

　　对此类铸铁件来讲，在常规环境下淬火高切削性能铸铁件中只有产生纵裂。防止淬裂靠谱原则想方设法尽可能减少横截面里外马氏体变化却不等时性。只是推行马氏体变化区域内的缓制冷不能防止纵裂的建立。一般情况下只有造成在一般切削性能件里的弧裂，虽以总体快速降温为必须的产生标准，但是它真真正正产生原因，却没有在快速降温(包含马氏体变化区域内)自身，反而是淬火件部分部位(由几何结构确定)，在高温下临界压力区域内的冷速明显缓解，因此并没有淬硬层而致。

　　造成在各类非切削性能件里的横断面和纵劈，是以热应力为主要成分的残留拉应力作用于淬火件核心，但在淬火件末淬硬层的横截面核心处，更先产生裂痕并从内向外拓展而导致的。为了防止这种裂痕造成，通常应用水--油双液淬火加工工艺。在这里工艺中执行持续高温段里的快速降温，目地只是取决于保证表层金属材料获得马氏体机构，而由内应力的角度看，这时候空气冷却造成危害。次之，制冷中后期缓冷的效果，关键并不是为了减少马氏体改变的澎涨速率和管理应力值，而是在于尽可能减少横截面温度差和横截面核心位置金属收拢速率，以达到减少应力值与更后抑止淬裂目地。

　　渗碳表面加强做为提升工件疲劳极限的办法运用的很广泛缘故。一方面主要是因为它可以有效的提升产品工件表面的硬度和韧性，提升工件耐磨性能，另一方面是渗碳可以有效的改进工件应力遍布，在产品工件表面层得到比较大的残留压应力，提升工件疲劳极限。若是在渗碳之后再进行等温过程淬火将会增加表层残留压应力，使疲劳极限得到进一步的提升。有人对35SiMn2MoV钢渗碳之后进行等温过程淬火与渗碳后淬火低温回火的残留应力进行了检测：

　　从以上的检测结果能够得知等温过程淬火比一般的淬火低温回火加工工艺具有更好的表面残留压应力。等温过程淬火后即便开展低温回火，其表面残留压应力，都比淬火后低温回火高。因而可以得出这样一个结果，即渗碳后等温过程淬火比一般的渗碳淬火低温回火所获得的表面残留压应力更高一些，从表面层残留压应力对疲惫抵抗力的重要影响见解来说，渗碳等温过程淬火加工工艺是提升渗碳件疲劳极限的有效手段。

　　渗碳淬火加工工艺为什么可以得到表层残留压应力?渗碳等温过程淬火为什么可以获得更多的表层残留压应力?

　　其主要因素有两种：一个主要原因是表层高碳钢马氏体汽化热比芯部低碳环保马氏体的汽化热大，淬火后表层吸水膨胀大，而芯部低碳环保马氏体吸水膨胀小，阻碍了表层的自由膨胀，导致表层受力芯部受弯的应力情况。

　　而另一个更重要主要原因是高碳钢过冷奥氏体向马氏体改变的逐渐转变温度(Ms)，比芯部含碳低过冷奥氏体向马氏体改变的逐渐环境温度(Ms)低。换句话说在淬火环节中通常是芯部更先造成马氏体变化造成芯部吸水膨胀，并得到加强，而表面还末制冷到该相对应的马氏体逐渐变化点(Ms)，故还是处于过冷奥氏体情况具有较好的可塑性，也不会对芯部马氏体改变的吸水膨胀起很严重的抑制功效。

　　伴随着淬火制冷湿度的持续下降使表层环境温度降至该点的(Ms)点下列，表层造成马氏体变化，造成表层体积的澎涨。但芯部这时早就转变成马氏体而加强，因此芯部对表层的吸水膨胀可能起很大的抑制功效，使表层得到残留压应力。但在渗碳之后进行等温过程淬火时，当等温过程温度是渗碳层马氏体逐渐转变温度(Ms)之上，芯部的马氏体逐渐转变温度(Ms)点以内的适度环境温度等温过程淬火，比持续制冷淬火更容易确保这类改变的顺序的特征(即确保表层马氏体变化只是产生在等温过程后制冷环节中)。

　　自然渗碳后等温过程淬火的等温温度与等温过程时长对表层残留应力大小有很大影响。有人对35SiMn2MoV钢试件渗碳之后在260℃和320℃等温过程40分钟的表面残留应力进行了检测，发现260℃等温过程明显比320℃等温过程的表面残留应力高出一倍多，由此可见表面残留应力情况对渗碳等温过程淬火的等温温度特别敏感的。

　　不但等温过程环境温度对表面残留压应力情况有所影响，并且等温过程时间有一定的影响。有人对35SiMn2V钢在310℃等温过程2min，10min，90分钟残留应力进行了检测。2分钟残留压应力为-20kg/mm，10分钟为-60kg/mm，60分钟为-80kg/mm，60分钟再增加等温过程时长残留应力基本没有变化。

　　从上面的探讨说明，渗碳层与芯部马氏体改变的顺序对表层残留应力大小有较大影响。渗碳后等温过程淬火对进一步提高零件的疲劳寿命具备普遍意义。

　　除此之外可以降低表层马氏体逐渐转变温度(Ms)点表面化学热处理如渗碳、渗氮处理、氰化等均为导致表层残留压应力带来了标准，如中碳钢的渗氮处理--淬火加工工艺，因为表层，氮含量的提升而减少了表层马氏体逐渐变化点(Ms)，淬火后赢得了相对较高的表层残留压应力使疲劳寿命有所提高。亦如氰化加工工艺远比渗碳具有更好的疲劳极限和使用期限，也是因为氮含量的提高可得到比渗碳更高表面残留压应力之故。

　　除此之外，从得到表层残留压应力的有效分布见解来说，单一的表面加强加工工艺不易获得理想的表层残留压应力遍布，而挽回的表面加强加工工艺则能够有效的改进表层残留应力分布。

　　如渗碳淬火的残留应力一般在表面压应力比较低，较大压应力则发生在距离表面一定高度处，并且残留工作压力层偏厚。渗氮处理后表面残留压应力非常高，但残留压应力层比较深，往里面骤降。如果使用渗碳-渗氮处理复合型加强加工工艺，则可以得到更高效的应力遍布情况。因而表面复合型加强加工工艺，如渗碳--渗氮处理，渗碳--高频率淬火等，是非常值得高度重视方向。

　　1、热处理工艺中产生的应力是在所难免的，所以往往是有害的。但是我们可以操纵热处理方法尽量让应力遍布有效，就可以将其有危害水平降到更低限度，乃至变有毒为有益。

　　2、当热应力占据主导地位时应力遍布为芯部受弯表面受力，当机构应力占优势地时应力遍布为芯部受力表面受弯。

　　3、在大切削性能铸铁件中容易产生纵裂，在一般切削性能产品工件中通常产生弧裂，在各类非淬透产品工件中容易产生横断面和纵劈。

　　4、渗碳使表层马氏体逐渐转变温度(Ms)点降低，可导致淬火时马氏体变化顺序颠倒，芯部更先产生马氏体变化然后才波及到表面，可得到表层残留压应力而提高抗疲劳性。

　　5、渗碳之后进行等温过程淬火可确保芯部马氏体变化充足开展之后，表层机构变化才开展。使钢件得到比立即淬火更多的表层残留压应力，可进一步提高渗碳零件的疲劳极限。

　　6、复合型表面加强加工工艺可让表层残留压应力遍布更科学，可明显增强工件疲劳极限。