避免金属表面热处理淬火开裂的可靠原理是设法使横截面内外的马氏体转变的不平等最小化。仅在马氏体转变区中进行缓慢冷却不足以防止形成纵向裂纹。通常情况下，它只会在不可硬化的零件上产生电弧裂纹。尽管整体快速冷却是必要的成形条件，但其金属表面热处理形成的真正原因并不是快速冷却（包括马氏体转变区）本身。
为了达到金属表面热处理淬火的目的，通常必须加快零件在高温区的冷却速度，使其超过钢的临界淬火冷却速度以获得马氏体组织。就残余应力而言，这可以增加抵消组织压力的热应力值，因此可以减小工件表面上的拉应力，并达到抑制纵向裂纹的目的。其效果将随着高温冷却速度的加快而增加。此外，在硬化的情况下，工件的横截面尺寸越大，尽管实际的金属表面热处理冷却速度较慢，但是破裂的风险实际上更大。
分析钢在金属表面热处理过程中的应力分布和变化，使其合理分布，对于提高产品质量具有深远的现实意义。例如，表面残余压应力的合理分布对零件使用寿命的影响已引起广泛关注。钢的金属表面热处理应力，在工件的加热和冷却过程中，由于表面层和型芯的冷却速度和时间不一致，会形成温度差，这将引起不均匀的体积膨胀和收缩并产生应力，即热应力。
1.专业金属表面热处理冷却曲线，热处理过程通常包括加热，保温和冷却。加热是将珠光体转变为奥氏体。保温是完全奥氏体的。冷却方法因工艺而异，主要是为了控制冷却速度。不同的速度会转变成珠光体，贝氏体，马氏体或混合结构。通常，期望在淬火期间获得马氏体。花都金属表面热处理淬火后回火时，根据回火温度可得到回火的马氏体（低温），铁矾石（钙钛矿，中温）和山梨铁矿（高温）。
