曲軸工作過程中，往復(fù)的慣性力和離心力使其承受很大的彎曲-扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，軸頸表面容易磨損，且軸頸與曲臂的過渡圓角處較為薄弱。除曲軸的材質(zhì)及加工因素外，曲軸的工作條件（溫度、環(huán)境介質(zhì)、負(fù)荷特性）等都是影響其服役的重要因素。曲軸的失效形式有以下兩種：

①疲勞斷裂，多數(shù)斷裂時曲柄與軸頸的圓角處產(chǎn)生疲勞裂紋，隨后向曲柄深處發(fā)展，造成曲柄的斷裂，另外曲柄中部的油道內(nèi)壁產(chǎn)生裂紋，也發(fā)展為曲柄處的斷裂；

②軸頸表面的嚴(yán)重磨損。由于曲軸的失效主要是磨損與疲勞斷裂，且疲勞斷裂對曲軸是致命的破壞，故利用超音頻淬火機(jī)對其進(jìn)行表面強(qiáng)化熱處理的目的，是為了在圓角部位形成有效的壓應(yīng)力層。各種表面強(qiáng)化方法對曲軸疲勞強(qiáng)度的貢獻(xiàn)順序?yàn)椋弘x子氮化一氣體氮碳共滲一液體氮碳共滲一軸頸感應(yīng)加熱淬火+圓角滾壓強(qiáng)化一軸頸與圓角感應(yīng)加熱淬火。

以鍛鋼曲軸為例，汽缸直徑小于或等于200mm的往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)曲軸在利用超音頻淬火機(jī)進(jìn)行熱處理的技術(shù)要求，參考如下：