在相同热处理工艺条件下，齿轮各部分的冷却速率相同，但由于材料淬透性不同会导致齿轮各部分，---是心部位置相变进程不同，转变组织也不同。通常，对于淬透性较低的材料，齿轮心部以铁素体和贝氏体为主，齿轮变形较小；对于高淬透性材料，齿轮心部以低碳马氏体和贝氏体为主，齿轮变形较大。通过实际生产检验和热处理工艺模拟发现，对于不同淬透性材料而言，齿轮底面变形趋势和规律也不同。
此外，转变需要一定的时间，所以当金属工件的表面达到所需的加热温度时，真空热处理，必须在此温度下保持一定的时间，以便内外温度一致，微结构完全转变。这段时间叫做保温时间。采用高能密度加热和表面热处理时，加热速度极快，一般没有保温时间，万江真空热处理，而化学热处理通常保温时间较长。冷却也是热处理过程中不可或缺的一步。冷却方法因工艺不同而异，主要控制冷却速度。通常，退火冷却速度慢，正火冷却速度快，淬火冷却速度快。然而，对于不同的钢种也有不同的要求。例如，空气硬化钢可以以与正火相同的冷却速度硬化。
渗碳齿轮的热处理变形直接影响到齿轮的精度、强度、噪声和寿命，即使在渗碳热处理后加上磨齿工序，寮步真空热处理，变形仍然要降低齿轮的精度等级。影响渗碳热处理变形的因素较多，只有控制各方面的因素才能将变形控制到较小程度。控制齿轮变形也必须在制造齿轮的全过程中设法去解决。
预备热处理对齿轮变形的影响正火硬度过高、混晶、大量索氏体或魏氏组织都会使内孔变形增大，所以要用控温正火或等温退火来处理锻件。
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