生產(chǎn)中的淬火變形一直給工廠帶來大量的損失。淬火變形的產(chǎn)生，從理論上說，當然與熱應(yīng)力和組織轉(zhuǎn)變應(yīng)力的影響有關(guān)，但是，在分析和解決實際工件的淬火變形時，這種理論卻很難做到具體應(yīng)用。至今，尚沒有用來分析和解決工件淬火變形問題的實用的系統(tǒng)方法。熱處理行業(yè)期待的是能用來分析和解決實際工件淬火變形的系統(tǒng)而實用的方法。以此為目標，本文發(fā)展了一種以鋼的端淬曲線為依托，從檢測出發(fā)生變形的工件上的硬度差異入手去分析和解決工件淬火變形問題的方法，我們把它叫做"硬度差異法"，供熱處理行業(yè)采用并探討。

一、本新方法的適用范圍

工件發(fā)生了淬火變形，指的是工件上某些部位發(fā)生了超過圖樣公差的變形。本文把工件上發(fā)生變形的部分和與之相關(guān)連的部位合稱為該工件的參與淬火變形部位。參與淬火變形部位指的是工件上多個部位的總體，須根據(jù)實際工件的(變形)情況來確定。在已發(fā)生淬火變形的工件上，參與了淬火變形的不同部位的硬度可能基本相同，也可能有明顯差異。硬度差異反應(yīng)出這些部位的淬火轉(zhuǎn)變產(chǎn)物(即組織)之不同。由于不同的組織有不同的比容，比容差本身及其在淬火過程中的作用必然對淬火后的變形有直接的影響。由于這樣的原因，本文把最終發(fā)生了淬火變形的工件分為兩類。第一類:因裝爐時的沖撞，淬火加熱中工件的裝掛或堆放不當，以及出爐轉(zhuǎn)移到淬火介質(zhì)過程中所受的外力或自重引起的變形。這類變形容易從操作方法和裝掛方式入手去解決。第二類：工件參與淬火變形部位有明顯或不明顯的硬度差異，也可能伴有淬火開裂。在第二類情況下，引起變形的原因既有淬火冷卻過程中的應(yīng)力作用，也有轉(zhuǎn)變產(chǎn)物比容差之最終的影響。

本文提出的概念和方法，僅限于用來分析和解決第二類淬火變形問題。

二、淬火變形工件的冷卻速度帶及減小變形的努力方向

作為本方法的基礎(chǔ)，先引進淬火變形工件的硬度-冷速曲線、冷卻速度帶及其跨區(qū)等概念。

１．硬度-冷速曲線的分區(qū)及其與淬火變形的關(guān)系

為適應(yīng)本文的需要，我們將下方的橫座標定為冷卻速度，并按冷卻速度大小和淬火態(tài)硬度分布，將端淬曲線分成四個區(qū)(如圖1所示)。這樣的曲線，我們把它叫作硬度-冷速曲線。

劃出的第Ⅰ冷速區(qū)內(nèi)淬火，工件可以完全淬硬，但因冷速過快，可能產(chǎn)生淬火變形或淬裂。

第Ⅱ冷速區(qū)內(nèi)淬火，冷卻速度適當，工件可以充分淬硬。硬度均勻說明可能參與淬火變形部位的淬火轉(zhuǎn)變產(chǎn)物基本相同，因此，工件淬火冷卻中可能引起淬火變形的過程中的應(yīng)力也不會很大。結(jié)果，最終的淬火變形也就相當小，通常能屬于控制變形的最佳壯態(tài)。故本文把第Ⅱ冷速區(qū)叫做微變形區(qū)。

在第Ⅲ冷速區(qū)內(nèi)淬火，由于硬度-冷速曲線走勢很陡，如圖1所示，工件上參與變形部位之間的較小冷速差都會引起相當大的硬度變化，也即轉(zhuǎn)變產(chǎn)物相當大的組織差和比容差。因此，在第Ⅲ冷速區(qū)淬火時，可能引起淬火變形的因素既有過程中的，也有最終的。這就是在此區(qū)淬火變形大的原因。總起來說，在此區(qū)淬火后變形大，硬度高低不均，且硬度不足。

在第Ⅳ冷速區(qū)，即過慢冷速區(qū)內(nèi)淬火，工件上可能參與淬火變形部位獲得的冷速很低，各部位間溫差小，加上各部位都遠未淬硬，最終轉(zhuǎn)變產(chǎn)物也基本相同，故變形小。

2．工件上參與淬火變形部位的冷卻速度帶

變形工件上參與變形的各部位之間得到的冷卻情況不同，是造成最終淬火變形的原因。實際工件是個實體，它上面參與變形部位的不同冷速必然落在硬度-冷速曲線上一定范圍內(nèi)。本文把這些不同冷速所達到的范圍叫做該工件在所經(jīng)受的淬火條件下參與變形部位的冷卻速度帶，以下簡稱為該