应力集中裂纹与前面介绍的几种淬火裂纹不同。它是由于宏观应力集中引起的裂纹，因应力同许多因素有关，所以应力集中裂纹有很大的随意性，没有明确的特征。生产中许多淬火裂纹都是由于应力集中因素而引起的。
应力集中由零件的几何形状和截面变化引起。当钢件上不同部位的截面尺寸相差很大时，容易使不同部位冷速差异加大，不同部位马氏体相变的不同时性加大，组织应力增大，形成淬火裂纹。应力集中部位一旦产生淬火拉应力，则会使拉应力在局部位置急剧增加，当应力超过材料脆断抗力时，则产生应力集中裂纹。
除钢件的结构和外形外，过深的切削刀痕往往也会引起应力集中，使淬火时容易沿刀痕形成裂纹。有时在钢件上面打印标记处也会引起应力集中裂纹。
此外，钢件的非金属夹杂物及碳化物等，特别是当其数量较多，且分布不合理时，不仅使断裂强度降低，往往会引起应力集中，造成淬火裂纹。
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