经渗碳、碳氮共渗的工件由于沿截面存在化学成分的变化，因此，淬火时的相变顺序与普通热处理不同。渗层内碳含量由表及里逐渐降低，相应的马氏体相变温度Ms点则逐渐升高，导致马氏体相变往往不是从表面而是从层下某一部位首先开始，待表层温度降低到Ms点以上发生马氏体相变时，内层马氏体相变已经结束。导致伴随高碳马氏体相变的大的体积膨胀由于受到内部的牵制而难以发生，于是在表层产生很大的压应力，心部则为拉应力。

研究表明，渗层内的最大压应力往往不是发生在工件的表面，而是位于碳的质量分数为0.5%～0.6%的深度，该碳含量的马氏体由于残余奥氏体量较少，其硬度接近马氏体硬度的最大值。根据70条渗碳淬火试样的残余应力分布带，渗碳钢的碳的质量分数为0.15%～0.2%，渗层深度不大于1mm，www.hongchao-dg.cn渗碳后油淬并经150℃至180℃的回火。结果表明，表面的残余应力+40MPa到－200MPa的范围内变化，压缩应力峰值位于表层下，其值约为－200MPa到－450MPa，与渗层内压缩应力平衡的拉伸应力值约为+40MPa到+150MPa。应力反向的部位相应于渗层与心部的交界处。其原因是渗碳层表层碳的质量分数过高，淬火后残余奥氏体量较多，导致表层压应力下降的缘故。