眾所周知，淬火時鋼中的過冷奧氏體向馬氏體轉變的過程中，伴隨有質量體積的變化。由于馬氏體的質量體積大于奧氏體的質量體積，所以轉變結果，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變，但鋼件心部或較厚的部分這一轉變略為滯后，這樣造成了馬氏體向奧氏體轉變的不等時性。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生拉應力；外層膨脹受到內部限制而具有壓應力。因而導致變形，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。

當進一步冷卻時，中心部分的溫度也降至Ms點以下，也進行A→M的轉變，發(fā)生體積膨脹，從而給外層一種擴張作用，造成應力狀態(tài)的反轉，使外表層承受拉應力作用，心部受壓應力作用。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，如內應力較大時則有形成淬火裂紋的危險。

因此，組織應力所引起的變形，表層膨脹時，將受到由于中心部分產生的拉應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點以下鋼的屈服強度越高，變形越小。