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罩式退火爐淬火冷卻時會產生熱應力和組織應力。組織應力產生過程：鋼中各種組織的經體積逐次增大的次序是：奧氏體→珠光體→貝氏體→馬氏體淬火冷卻時，退火爐各部位冷速不同，使產生相變的時間先后不同，當表面溫度低于Ms點產生馬氏體轉變時，表面體積增大產生壓應力，心部產生拉應力。隨時間延長，內層發生馬氏體轉變使體積效應加劇，在某一瞬間表里組織應力之和等于零碎，溫度繼續降低，內層體積增大，應力分布發生反向變化，冷卻到常溫，表面受拉應力，心部受壓應力組織應力大小與鋼含碳量、冷卻速度、加熱溫度、保溫時間等因數有關，體積效應比內層大，故表面受壓應力，內層受拉應力，淬火時組織應力隨時間變化。

熱應力產生的過程：退火爐淬火冷卻時，各部位冷卻速度不一致造成溫度差，使各部分脹縮不均勻而生產內應力，該內應力叫熱應力，冷速越快，熱應力越大，淬火溫度越高，熱應力越大，零件淬火冷卻初期，表面收縮量大于心部，心部抵抗表面收縮，使表面產生拉應力，中心產生壓應力，隨著冷卻時間增長，中心部冷卻收縮，不再冷卻收縮的表面抵抗心部的收縮，使表里應力相抵消、應力和為零。再隨時間延長，使心部應力變為拉應力。