本文利用传热方程，对磨球和端淬试样分别在球坐标系和圆柱坐标系下对传热方程进行了有限差分，结合磨球和端淬试样淬火过程的边界条件，采用能量守恒原理和有限容积法列出了差分格式。在此基础上，利用Matlab软件，对磨球和端淬试样淬火过程的温度场变化计算的程序进行了编制，对磨球直径、淬火温度对淬火过程温度场的影响进行了计算，同时计算了磨球短时间淬火后出水空冷工艺下的淬火过程的温度场，完成了端淬试验过程中端淬试样的温度场计算。在材质和奥氏体化温度相同的前提下，根据相同冷却速度淬火硬度相同的规律，建立了依据端淬试验预测磨球硬度分布的关系；根据磨球平均冷却速度的计算，预测了磨球淬硬层的厚度并进行了试验验证。结果分析表明，对磨球水中淬火不同时间出水返升温度的试验测定，证实了磨球淬火过程温度场计算的正确性，端淬试验的计算结果与文献中给出的700℃瞬时冷却速度数据相一致，证实了计算方法和各种参数的选择符合实际。淬火温度对磨球表层冷却速度的影响较小，随淬火温度的提高，磨球内部的冷却速度提高。提高淬火烈度可使磨球表层的冷却速度提高，但对磨球内部冷却速度的影响很小。磨球直径对磨球冷却速度分布有显著的影响，随磨球直径的增大，磨球内部的冷却速度显著降低。可以根据磨球冷却速度分布和材质马氏体转变临界冷却速度的计算，预测淬硬层厚度，并与试验结果吻合较好。对磨球水中短时淬火并出水空冷工艺，可以计算出磨球出水后的返升温度，使磨球在马氏体转变温度范围的冷却速度减缓，降低开裂倾向。