形變熱處理比普通熱處理強(qiáng)韌化效果顯著的原因分析如下。
位錯增殖形變熱處理在奧氏體穩(wěn)定區(qū)，發(fā)生急劇的塑性變形高形變率，奧氏體晶粒被碎化并拉長，產(chǎn)生的大量位錯不斷增殖堆積、纏結(jié)，形成胞壁，完成多邊化形成亞晶。此時晶界扭曲成鋸齒狀，不但基體獲得精細(xì)的組織結(jié)構(gòu)，而且鋸齒狀晶界能阻礙滑移，并減緩晶界顯微裂紋擴(kuò)展為宏觀裂紋的進(jìn)程，于是顯著提高奧氏體晶界的強(qiáng)度，使破斷不致沿晶界迅速發(fā)生從而提高鋼的沖擊韌度，減弱回火脆性。位錯密度增加，強(qiáng)度就提高。如果隨即進(jìn)行淬火，由于塑性變形使鋼的位錯密度顯著提高,在一定的時間（孕育期）內(nèi)，形變鍛件的大量穩(wěn)定亞結(jié)構(gòu)（亞晶〉使鋼的高溫靜態(tài)回復(fù)剛完成，靜態(tài)再結(jié)晶剛幵始發(fā)生,形變后的奧氏體缺陷就被相（馬氏體）所繼承，大大提高沖擊韌度。
碳化物析出碳在奧氏體中處于熱力學(xué)穩(wěn)定狀態(tài)，溶解度較大，碳化物不易沉淀析出，但在壓應(yīng)力作用下超過臨界形變量、形變率，碳溶解度顯著下降，會導(dǎo)致形變淬火碳化物的析出（脫溶\多邊化完成時的亞結(jié)構(gòu)隨即進(jìn)行晶格切變，大量形變產(chǎn)生的位錯遺傳在新相中，使新相（淬火馬氏體〉與普通淬火馬氏體中的位錯馬氏體（板條馬氏體〉的量差很大，即形變淬火馬氏體的平均板條束直徑遠(yuǎn)小于普通淬火馬氏體平均板條束直徑。同時，隨著碳化物的部分析出，形變淬火馬氏體中的含碳量降低，共格切變后，板條馬氏體與片狀馬氏體的比率遠(yuǎn)大于普通淬火板條馬氏體與片狀馬氏體的比率。位錯密度高也是在相同溫度回火時，前者較后者硬度高的原因之一。
形變淬火件由于缺陷(位錯)密度高于一般淬火件，一方面容易發(fā)生自回火現(xiàn)象，另一方面從奧氏體中析出的￡碳化物在隨后的回火過程中轉(zhuǎn)變?yōu)?碳化物。高溫回火時，細(xì)顆粒狀均勻分布的碳化物析出，彌散分布在亞晶界上，釘扎位錯運(yùn)動，形成位錯結(jié)，最終轉(zhuǎn)化成亞晶界或胞狀結(jié)構(gòu)。也就是說，均勻分布的0碳化物對亞晶界起了釘扎作用，提高了抗回火穩(wěn)定性。而普通淬火鍛件在高溫回火時，呈薄片狀不均勻分布的0碳化物大都沿板條界析出，此時由于沒有繼續(xù)變形過程，位錯沒有增殖，密度很低，亞晶粒比較粗大(普通淬火與形變淬火件回火時的再結(jié)晶開始溫度不同，前者低于后者)，板條內(nèi)的亞結(jié)構(gòu)不發(fā)達(dá)，回火易于發(fā)生再結(jié)晶，故抗回火穩(wěn)定性低。這也是普通淬火和形變淬火后達(dá)到相同硬度要求但回火溫度不同，后者較前者高原因之一。即普通熱處理件組織發(fā)生再結(jié)晶后，其位錯密度低，故其強(qiáng)度、硬度均低于形變熱處理件的強(qiáng)度、硬度。因形變熱處理件回火后位錯大量殘存，能有效阻礙裂紋擴(kuò)展，提高了裂紋擴(kuò)展功與斷裂韌度，導(dǎo)致h值顯著提高。
組織形態(tài)的影響理想的組織結(jié)構(gòu)是多邊化所造成的穩(wěn)定亞結(jié)構(gòu)，以增強(qiáng)形變淬火的強(qiáng)韌化效果。形變淬火后獲得了薄殼狀殘留奧氏體所包圍的位錯馬氏體(板條束馬氏體)，而薄殼狀殘留奧氏體可提高工件的塑韌性，并大大減小嵌鑲塊尺寸。
對形變淬火鍛件，高溫回火后碳化物沿板條馬氏體彌散析出；形變結(jié)束后，形變誘發(fā)析出的第二相￡合金碳化物和氮化物彌散分布在奧氏體晶界及亞晶界上，前期釘扎位錯的運(yùn)動，導(dǎo)致后期位錯聚集、最后形成亞晶界或胞狀結(jié)構(gòu)。所以在相同的回火溫度下，經(jīng)形變調(diào)質(zhì)處理的差速器殼鍛件其力學(xué)性能高于普通調(diào)質(zhì)處理件。
