非马氏体组织是渗碳或碳氮共渗齿轮表面黑色组织的别称，由于渗碳或碳氮共渗齿轮在淬火后零件表面理想的组织为细针状高碳马氏体，但由于许多其他因素，在齿轮表面形成了贝氏体、托氏体等一些混合组织，因此习惯上称为非马氏体组织。在未经腐蚀或轻微腐蚀的渗碳或碳氮共渗金相试样中，在离伞齿轮表面不同深度处可以看到一些分散的黑点、黑带、黑网，一般统称为黑色组织——非马氏体组织。在非马氏体组织中，各非马氏体组织转变顺序为：铁素体块——铁素体块+初生托氏体网（第一条黑网）——初生托氏体网（黑带）——初生托氏体网+马氏体（第二条黑网）——马氏体+贝氏体。
弧齿锥齿轮热处理时的热应力和组织应力：
1、热应力是热处理过程中，工件的表面与中心或薄的部位和厚的部位之间因加热或冷却速度的不同导致体积胀缩不均而产生的内应力。通常，加热或冷却速度越快，产生的热应力越大。
2、组织应力
由相变引起的比体积变化的不等时性所产生的内应力称为组织应力，组织应力又称相变应力。通常，组织结构转变前后其比体积越大、各部位转变的时间差越大，则组织应力也越大。