桿狀零件在淬火時(shí)主要產(chǎn)生彎曲變形。長(zhǎng)桿狀的零件彎曲變形幾乎是不可避免的，必須由相應(yīng)的矯直工序來(lái)解決。但是應(yīng)當(dāng)盡可能減少其彎曲變形，對(duì)那些要求硬度較高而在矯直時(shí)容易折斷的工件，尤其如此。

1．截面對(duì)稱的桿狀件

所謂“截面對(duì)稱”的桿狀零件，即圓形、方形、六角形等。這類零件在冷卻時(shí)，只要工件的運(yùn)動(dòng)方向垂直冷卻劑，外界吸熱理應(yīng)均勻，即互相對(duì)稱的兩個(gè)方向吸熱情況相同。因此，只要我們真正掌握這一點(diǎn)，就可以使零件淬火變形很小，當(dāng)然這是說(shuō)在加熱時(shí)零件沒(méi)有發(fā)生變形。

實(shí)際上對(duì)長(zhǎng)桿狀工件來(lái)說(shuō)，真正做到外界均勻地吸熱是不容易的，嚴(yán)格說(shuō)來(lái)是不可能的。因此為了盡可能地保證不產(chǎn)生嚴(yán)重的彎曲變形，在操作時(shí)必須注意以下幾個(gè)問(wèn)題：

(1)加熱時(shí)應(yīng)垂直懸掛。

(2)取出后在空氣中移動(dòng)要慢，太快了等于迎風(fēng)而動(dòng)，造成一面快冷，另一面慢冷，引起變形。

(3)自重入水、入油、入淬火介質(zhì)。太快或太慢都不易保證工件的垂直方向，如斜向入水必然造成冷卻不均勻，引起彎曲變形。

(4)最好不使用流動(dòng)性強(qiáng)的冷卻劑。

2．截面非對(duì)稱的桿狀件

所謂非對(duì)稱的桿狀零件，如半圓形，梯形，有槽的零件等，其截面千奇百怪，多種多樣。這類零件當(dāng)外界施以均勻的冷卻時(shí)，工件本身得到的是不均勻的冷卻。這時(shí)我們就有必要給以不均勻的冷卻。為了確定冷卻方式，應(yīng)當(dāng)首先了解非對(duì)稱桿狀件在熱應(yīng)力及組織應(yīng)力作用之下如何變形。彎曲的主要根源是熱應(yīng)力或組織應(yīng)力使工件發(fā)生了局部的塑性拉伸或塑性壓縮。

在熱應(yīng)力作用下，先冷部位受拉應(yīng)力作用而塑性延伸，后冷部位受壓應(yīng)力作用而塑性壓縮，如無(wú)此塑性變形的發(fā)生，在冷卻過(guò)程中無(wú)論怎樣凸出或凹進(jìn)，最后冷卻下來(lái)，仍然會(huì)恢復(fù)原狀。

桿狀件在不均勻冷卻下由組織應(yīng)力作用而引起的變形，分兩種情況，一是先后冷卻部分都形成了馬氏體；另一種是快冷部分形成馬氏體，而慢冷部分形成了珠光體，即兩側(cè)形成了不同的組織。

前一種，即全部淬火為馬氏體組織的情況下，也不是單純組織應(yīng)力的作用，而是有熱應(yīng)力混于其中。單純組織應(yīng)力的作用，生產(chǎn)中例子很難找。但也有組織應(yīng)力顯得格外突出的情況，例如：高速鋼拉刀在淬火出油（或分級(jí)鹽浴）后，進(jìn)行不停的熱矯直，溫度緩慢地降至200℃左右（即高速鋼的Ms點(diǎn)附近），那么以后的冷卻變形，就是由所謂“單純”的組織應(yīng)力引起的。如果熱矯直量不是很大，拉刀直徑（或厚度）也不大，則它在一面快冷（如放在鐵板平臺(tái)上）時(shí)，先發(fā)生極微量的翹起（即向快冷一面凸出），而等到上部也冷下來(lái)，將發(fā)生向上拱起的現(xiàn)象。也就是說(shuō)，在進(jìn)行馬氏體轉(zhuǎn)變溫度范圍內(nèi)，桿狀件的彎曲將（最終）向冷得慢的那一方凸出?？梢?jiàn)這是同熱應(yīng)力的作用正好相反的。

從組織應(yīng)力（這里指的是轉(zhuǎn)變?yōu)橥唤M織）的本質(zhì)和熱應(yīng)力的本質(zhì)比較，它們具有相反的方向，而熱應(yīng)力是因“冷縮”的不均勻性而發(fā)生，組織應(yīng)力則由于“冷脹”的不均勻性而引起。因此可以說(shuō)，在轉(zhuǎn)變成同一組織的情況下，組織應(yīng)力所產(chǎn)生的變形正好和熱應(yīng)力引起的變形相反。

在轉(zhuǎn)變成不同組織時(shí)，情況就不同了。如快冷部分先形成馬氏體，慢冷部分由于冷得太慢達(dá)不到鋼的臨界冷卻速度，形成了珠光體，則桿狀零件的彎曲是向快冷一面凸出，這種情況又正好和上述情況相反，組織應(yīng)力產(chǎn)生的變形和熱應(yīng)力所產(chǎn)生變形相一致了。

在實(shí)際生產(chǎn)中，非對(duì)稱零件不論什么鋼種，在完全淬硬的情況下，若采用水淬（包括鹽水）多數(shù)是冷卻快的一面產(chǎn)生凸出的變形；而油淬或硝鹽分級(jí)淬火時(shí)多數(shù)冷得快的一面產(chǎn)生凹入的變形。前者由于水冷速度快，熱應(yīng)力顯著，后者則組織應(yīng)力顯著，因而產(chǎn)生了方向完全相反的變形。

非對(duì)稱零件，可依它們?cè)诖慊疬^(guò)程中的實(shí)際情況分析其中哪種應(yīng)力是主要的，并采取措施加以抵消。淬透性不大的鋼件和低合金鋼尺寸較大的工件，一般淬透層不大時(shí)熱應(yīng)力是主要的，彎曲表現(xiàn)為向薄的一面（冷得快的一面）凸出，主要應(yīng)通過(guò)冷待（預(yù)冷）和改變?nèi)胨ㄓ停┑姆绞絹?lái)解決。冷待可以減少工件和冷卻介質(zhì)之間的溫差，減少熱應(yīng)力，入水時(shí)使厚的一面（冷得慢的一面）先入水或加強(qiáng)其冷卻，利用外界的不均勻冷卻來(lái)減少工件內(nèi)的溫差。淬透性低，厚薄相差大的工件可能發(fā)生快冷一面（薄的）形成馬氏體，而厚的一面根本淬不上火，這時(shí)產(chǎn)生的變形和單純熱應(yīng)力的情況是一致的（即向冷得快的一面凸出），這種情況也可采用將厚的一面的加強(qiáng)冷卻方法，來(lái)抵消薄的一面在形成馬氏體時(shí)發(fā)生伸長(zhǎng)而導(dǎo)致的彎曲。

淬透性較大的鋼件，可能完全淬透或大部淬透，對(duì)于桿狀件講，轉(zhuǎn)變成相同組織（馬氏體），其組織應(yīng)力就可能成為彎曲的主要原因。這時(shí)變形表現(xiàn)為向厚的一面（冷得慢的一面）凸出，解決辦法可以適當(dāng)提前出水、出油或采用分級(jí)、等溫處理，使其在Ms點(diǎn)以下慢冷。若零件不必淬透，則可適當(dāng)降低淬火溫度或采用緩慢冷卻的介質(zhì)。

總之，為了避免熱應(yīng)力的影響，要在高溫段的冷卻上下功夫，為避免組織應(yīng)力的作用（對(duì)淬透性較大的零件），應(yīng)在低溫區(qū)下功夫，使冷卻盡可能均勻一致。