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钢铁零件的表面淬火多用于机床传动齿轮、机床主轴、内燃机曲轴、凸轮轴以及其他的零件，其使用的材料为中碳钢或中碳低合金钢等，在进行正火或调质处理后，进行表面的淬火+低温回火处理。这些零件在工作过程中，其服役条件为弯曲交变载荷或扭转交变载荷作用，既要求表面耐磨性好，同时又能承受冲击作用，可以长期安全可靠地运行。
根据上述要求，零件经过表面淬火后，表层组织为回火马氏体组织，硬度在50HRC以上，故具有良好的耐磨性，由于回火马氏体的比容比原始组织比容小，因此零件淬火后的表层存在压应力的作用，可使零件的弯曲抗力和疲劳抗力显著提高。而心部组织为细片状珠光体或回火索氏体组织，可确保具有良好的综合力学性能。
另外冷轧辊一类对耐磨以及接触疲劳抗力有一定要求的工件，多用高碳钢制造，进行表面淬火后可较好满足其力学性能的需要。
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