眾所周知，淬火時鋼中的過冷奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變的過程中，伴隨有質(zhì)量體積的變化。由于馬氏體的質(zhì)量體積大于奧氏體的質(zhì)量體積，所以轉(zhuǎn)變結(jié)果，將引起體積膨脹。由于淬火冷卻初期鋼件表層或截面較小的部分，其冷卻速度快，使之首先冷卻到Ms點以下發(fā)生奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變，但鋼件心部或較厚的部分這一轉(zhuǎn)變略為滯后，這樣造成了馬氏體向奧氏體轉(zhuǎn)變的不等時性。表層和冷卻較快的部分，發(fā)生馬氏體型相變引起鋼件外層和局部的體積膨脹，而鋼件內(nèi)部和冷卻較慢的部分尚未處于過冷奧氏體狀態(tài)，此時會由于外層的膨脹而產(chǎn)生拉應(yīng)力；外層膨脹受到內(nèi)部限制而具有壓應(yīng)力。因而導(dǎo)致變形，立方體形件，各面傾向于凹入變形；長的圓柱狀件，直徑縮小，長度伸長；圓盤形件直徑增大，厚度減小。

當(dāng)進(jìn)一步冷卻時，中心部分的溫度也降至Ms點以下，也進(jìn)行A→M的轉(zhuǎn)變，發(fā)生體積膨脹，從而給外層一種擴(kuò)張作用，造成應(yīng)力狀態(tài)的反轉(zhuǎn)，使外表層承受拉應(yīng)力作用，心部受壓應(yīng)力作用。由于表層堅硬的馬氏體外殼，鋼的屈服極限極高，不易引起塑性的滑移變形，如內(nèi)應(yīng)力較大時則有形成淬火裂紋的危險。

因此，組織應(yīng)力所引起的變形，表層膨脹時，將受到由于中心部分產(chǎn)生的拉應(yīng)力而造成的塑性滑移變形所支配。

因相變而造成的體積增大，其規(guī)律是：

(1)奧氏體中的含碳量越多，體積增加越大；

(2)形成的馬氏體量越多，體積增長越大；

(3)殘余奧氏體和未溶碳化物越少，體積增長越大；

(4) Ms點以下鋼的屈服強(qiáng)度越高，變形越小。