鋼件在熱處理中產(chǎn)生的應(yīng)力有第一、第二、第三類內(nèi)應(yīng)力，即鋼件各部位之間的宏觀內(nèi)應(yīng)力（第一類內(nèi)應(yīng)力）和晶粒范圍內(nèi)的應(yīng)力（第二類應(yīng)力），以及晶格內(nèi)部應(yīng)力（第三類應(yīng)力）。僅僅第一類內(nèi)應(yīng)力就足以引起工件的扭曲和產(chǎn)生裂紋。本章討論的是指第一類內(nèi)應(yīng)力。

工件在加熱和冷卻過程中，將發(fā)生熱脹冷縮的體積變化，以及因組織轉(zhuǎn)變時(shí)新舊相比容差而發(fā)生的體積改變。由于熱傳導(dǎo)過程，工件表面比心部先加熱或先冷卻，在截面上各部分之間產(chǎn)生溫差，導(dǎo)致鋼件表層和心部不能在同一時(shí)刻發(fā)生上述體積變化。各部位體積變化的相互牽制便形成內(nèi)應(yīng)力。加熱或冷卻速度越大，工件截面上的溫差越大，所形成的內(nèi)應(yīng)力也越大。

熱處理過程中所形成的內(nèi)應(yīng)力是不斷變化著的瞬時(shí)應(yīng)力。熱處理后在工件中存在的內(nèi)應(yīng)力是殘余內(nèi)應(yīng)力。瞬時(shí)應(yīng)力隨著溫度的變化和組織轉(zhuǎn)變的進(jìn)程而不斷地改變其大小和方向，也改變著分布狀態(tài)。

根據(jù)內(nèi)應(yīng)力形成的原因，可分為溫差引起的脹縮不均勻而產(chǎn)生的熱應(yīng)力和由相變不同期及組織不均勻而產(chǎn)生的組織應(yīng)力。

實(shí)際上，熱處理應(yīng)力有功有過，它是鋼件變形、開裂的重要因素之一。但是，它也有其有利作用，例如，經(jīng)表面強(qiáng)化熱處理、噴丸、滾壓等工序，在工件表層造成有益的殘余壓應(yīng)力分布，能有效地提高力學(xué)性能，特別是大幅度地提高疲勞強(qiáng)度，延長工件使用壽命。

搞清內(nèi)應(yīng)力的起因及其變化規(guī)律，對于發(fā)揮其有利作用及控制并消除其有害作用——變形和開裂，有著重要意義。