采用正交组合回归设计试验方法,分别检测了一次“零保温”淬火和两次“零保温”淬火后40Cr钢的力学性能,研究了“零保温”淬火温度对40Cr钢强度、硬度的影响,建立了“零保温”淬火温度与力学性能关系的数学表达式,分析了该钢“零保温”淬火后的组织,探讨了40Cr钢“零保温”淬火条件下组织转变的特点。一次“零保温”淬火的实验结果表明:(1)40Cr钢在860℃~940℃温度范围内“零保温”淬火,随淬火温度升高其强度、硬度增加,高于920℃后逐步下降,920℃左右淬火钢的强、硬性最好。(2)40Cr钢“零保温”淬火后经500~600℃温度范围内回火,随着回火温度的升高,强度、硬度值逐渐降低。(3)40Cr钢“零保温”淬火后强度、硬度高于常规的保温淬火,“零保温”淬火工艺是可行的。(4)40Cr钢“零保温”淬火得到细小的马氏体组织,其原因与奥氏体晶粒的细化和奥氏体中碳浓度分布不均匀有关。两次“零保温”淬火实验结果表明:(1)两次“零保温”淬火温度对40Cr钢的强度、硬度均产生影响。(2)在实验的温度范围内,经900℃+880℃两次“零保温”淬火,40Cr钢的综合力学性能最好,且好于一次“零保温”淬火和常规保温淬火。(3)40Cr钢奥氏体逆相变的临界点降低,原因是马氏体组织中位错密度大、晶体缺陷多,存储能量高于平衡组织。(4)40Cr钢经“零保温”奥氏体逆相变淬火,得到极细的马氏体组织。