利用中频感应加热机对工件进行淬火后，其残留应力的分布情况如何？

利用中频感应加热机进行淬火后，在工件的表面与淬硬层心部之间产生残留应力，其产生示意图如下图：

中频感应加热机淬火后，工件的残余应力分布情况

上图左边的示意图表示加热结束后的状态。工件加热时，表层因热而膨胀，但表层受到冷的心部的牵制，因而产生塑性变形，此阶段没有应力产生。上图右边的示意图表示淬火冷却结束后的状态。此时，冷的心部仍然没有变化，但表层因受急冷，产生了马氏体相变。马氏体体积比原有的组织要大，又是一种硬度很高的组织。当它受到心部的牵制时，不能发生塑性变形，如右图中箭头所示，在表层和心部之间一方面发生弹性变形，另一方面又互相牵制。可以设想，如果表层和心部分离，则两者之间会形成间隙，而实际上两者是不能分离的。因此，膨胀的表层受到心部的牵制处于压缩状态，而心部则与此相反，处于拉伸状态，受压的表层与受拉的心部最后均衡地维持着平衡，所产生的应力称为残留应力。感应淬火时，表层产生的残留压应力（用“-”表示)，心部产生的残留拉应力（用“+”表示)。经中频感应加热机淬火后的工件，之所以具有高的疲劳强度，从本质上讲是因为表层中存在残留压应力。下图图4-10所示为淬火后工件内部残留应力分布。

中频感应加热机淬火后，工件内部残余应力分布

从上图图4-10可知，最表面残留压应力不是最大，这常是因最表面产生脱碳所致。在短时间感应加热条件下，圆柱表面的最大残留压应力一般为80~100MPa，齿轮等特殊形状件表面一般为30 ~80MPa，这种残留压应力能提高淬火工件的静载与动载强度。

利用中频感应加热机进行零件局部表面淬火时，淬硬表面产生残留压应力，而在淬火与未淬火过渡区则产生残留拉应力，如上图图4-11所示。

残留拉应力与残留压应力作用相反，降低淬火件的静载与动载强度。设计人员必须考虑该部位不能与其他应力叠加而降低强度。例如，曲轴颈只淬轴颈，则圆角部分原本是应力集中部位，如果叠加上这个残留拉应力则对轴颈强度降低许多。为此，轴颈圆角处采用滚压或轴颈加圆角淬火，将残留拉应力转为残留压应力，提高了曲轴颈的疲劳强度。