熱處理廠家在工件的加熱和冷卻過程中，由于表面層和型芯的冷卻速度和時間不一致，會形成溫差，這會引起體積的不均勻膨脹和收縮并產生應力，即熱應力。在熱應力的作用下，由于表面層的起始溫度低于芯，因此收縮也大于芯，并且芯被拉伸。冷卻完成后，由于鐵芯的最終冷卻量無法自由收縮，因此表面被壓縮。在緊張之下。即，在熱應力的作用下，工件的表面最終被壓縮并且芯被拉動。這種現象受諸如冷卻速率，材料成分和熱處理工藝等因素的影響。
當冷卻速度越快時，碳含量和合金組成越高，在冷卻過程中由于熱應力而產生的不均勻塑性變形越大，殘余應力也越大。另一方面，當在熱處理期間鋼的結構從奧氏體變為馬氏體時，比容的增加將伴隨著工件體積的膨脹，并且工件的各個部分將相繼相變。 ，導致體積增長和結構形成不一致。強調。組織應力變化的最終結果是表層處于拉應力下，而芯層處于壓應力下，這與熱應力正好相反。結構應力的大小與馬氏體轉變區中工件的冷卻速度，形狀和化學成分有關。
實踐證明，只要在熱處理過程中任何工件都有相變，就會產生熱應力和結構應力。只是在組織轉化之前就已經產生了熱應力，而在組織轉化期間就產生了組織應力。在整個冷卻過程中，熱應力和組織應力的共同作用是工件中的實際應力。這兩種應力共同作用的結果是非常復雜的，并且受組成，形狀，熱處理工藝等許多因素的影響。就其發展過程而言，只有兩種類型，即熱應力和組織壓力。當作用方向相反時，兩者相互抵消；當作用方向相同時，兩者相互重疊。無論它們是相互抵消還是相互疊加，這兩個應力都應具有主導作用。當熱應力占主導地位時，結果是工件的芯被拉動并且表面被壓縮。當組織應力占主導時，效果的結果是工件的壓縮表面被拉伸。
