利用中頻感應(yīng)加熱機進行淬火后，在工件的表面與淬硬層心部之間產(chǎn)生殘留應(yīng)力，其產(chǎn)生示意圖如下圖：

中頻感應(yīng)加熱機淬火后，工件的殘余應(yīng)力分布情況

上圖左邊的示意圖表示加熱結(jié)束后的狀態(tài)。工件加熱時，表層因熱而膨脹，但表層受到冷的心部的牽制，因而產(chǎn)生塑性變形，此階段沒有應(yīng)力產(chǎn)生。上圖右邊的示意圖表示淬火冷卻結(jié)束后的狀態(tài)。此時，冷的心部仍然沒有變化，但表層因受急冷，產(chǎn)生了馬氏體相變。馬氏體體積比原有的組織要大，又是一種硬度很高的組織。當(dāng)它受到心部的牽制時，不能發(fā)生塑性變形，如右圖中箭頭所示，在表層和心部之間一方面發(fā)生彈性變形，另一方面又互相牽制?？梢栽O(shè)想，如果表層和心部分離，則兩者之間會形成間隙，而實際上兩者是不能分離的。因此，膨脹的表層受到心部的牽制處于壓縮狀態(tài)，而心部則與此相反，處于拉伸狀態(tài)，受壓的表層與受拉的心部最后均衡地維持著平衡，所產(chǎn)生的應(yīng)力稱為殘留應(yīng)力。感應(yīng)淬火時，表層產(chǎn)生的殘留壓應(yīng)力（用“-”表示)，心部產(chǎn)生的殘留拉應(yīng)力（用“+”表示)。經(jīng)中頻感應(yīng)加熱機淬火后的工件，之所以具有高的疲勞強度，從本質(zhì)上講是因為表層中存在殘留壓應(yīng)力。下圖圖4-10所示為淬火后工件內(nèi)部殘留應(yīng)力分布。

中頻感應(yīng)加熱機淬火后，工件內(nèi)部殘余應(yīng)力分布

從上圖圖4-10可知，最表面殘留壓應(yīng)力不是最大，這常是因最表面產(chǎn)生脫碳所致。在短時間感應(yīng)加熱條件下，圓柱表面的最大殘留壓應(yīng)力一般為80~100MPa，齒輪等特殊形狀件表面一般為30 ~80MPa，這種殘留壓應(yīng)力能提高淬火工件的靜載與動載強度。

利用中頻感應(yīng)加熱機進行零件局部表面淬火時，淬硬表面產(chǎn)生殘留壓應(yīng)力，而在淬火與未淬火過渡區(qū)則產(chǎn)生殘留拉應(yīng)力，如上圖圖4-11所示。

殘留拉應(yīng)力與殘留壓應(yīng)力作用相反，降低淬火件的靜載與動載強度。設(shè)計人員必須考慮該部位不能與其他應(yīng)力疊加而降低強度。例如，曲軸頸只淬軸頸，則圓角部分原本是應(yīng)力集中部位，如果疊加上這個殘留拉應(yīng)力則對軸頸強度降低許多。為此，軸頸圓角處采用滾壓或軸頸加圓角淬火，將殘留拉應(yīng)力轉(zhuǎn)為殘留壓應(yīng)力，提高了曲軸頸的疲勞強度。