钢部件的表面被加热到临界点以上，通过快速加热转变成奥氏体，然后快速冷却形成马氏体结构的硬化层，同时芯部仍然保持其原始结构(珠光体和索氏体)。硬化层和基体之间通常存在不完全淬火的过渡层。这种工艺通常称为表面淬火，提高耐磨性和疲劳强度是表面淬火的主要目的。  表面淬火方法有很多，可分为感应淬火、火焰淬火、激光淬火、电子束淬火等。根据不同的加热方法。

　　受热时，在一定深度范围内接近表面，不同程度地超过Ac3温度，达到奥氏体组织状态。当淬火过程中有足够的冷却速度时，它将转变为非平衡马氏体组织，即完全淬火的硬化层。核心基质部分的加热温度低于Ac1，保持原有组织；表层和核心之间的地下层被加热到Ac1和Ac3之间的温度。组织是奥氏体加铁素体。快速冷却后，过渡层未完全淬火。结构是马氏体加铁素体。

　　加热强度越大，工件内部的温度分布曲线越陡，硬化层和不完全淬火过渡层越薄，硬化层、不完全淬火过渡层和基体之间没有明显的边界  原始结构对快速加热固相转变有很大影响。

　　当原始组织细小均匀时，可以在较低的温度和较短的保温时间内完成组织转变，淬火后可以获得细小或隐晶马氏体，具有高硬度、高疲劳强度和良好的耐磨性。  因此，通常需要在表面淬火前进行初步热处理，中碳结构钢通常经过淬火、回火或正火处理。

　　表面淬火加热速度快，保温时间短，奥氏体晶粒尺寸极细，冷却速度快，淬火时甚至可以自冷淬火，硬化层中的马氏体非常细小，使得工件的表面硬度和强度高于普通淬火，具有良好的抗粘着磨损和疲劳磨损能力。  由于表面淬火后表层形成了比体积较大的马氏体，工件表层具有较大的残余压应力。  具有残余压应力的高硬度表层将显著提高工件的弯曲强度、扭转强度，尤其是疲劳强度。

　　表面热处理工艺简单，强化效果明显，变形小，生产效率高，易于实现机械化，节能，污染少。表面淬火的钢零件提高了表面硬度和耐磨性。结合适当热处理后韧性较高的型芯结构，工件可以获得较高的疲劳强度和强度韧性，这是一项应用广泛的技术。

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