眾所周知，鋼中熱或冷卻時要發(fā)生膨脹或收縮；此外，相變時也有膨脹和收縮。工件在加熱或冷卻時，其內(nèi)外不可能同時均勻地被加熱或冷卻，工件內(nèi)外存在著溫差，從而引起比容差。同樣，工件在加熱或冷卻時，其心部和表面也不可能同時發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，因而也引起比容差。這些比容差就是熱處理時產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力的主要原因。
其中由工件內(nèi)外溫差所引起的內(nèi)應(yīng)力稱為“熱應(yīng)力”，而由工件內(nèi)外組織轉(zhuǎn)變的時刻不同所引起的應(yīng)力稱為“組織應(yīng)力”，此外還有沿工件截面上的組織差異所引起的應(yīng)力。
鍛件熱處理后的殘余內(nèi)應(yīng)力是上述幾種內(nèi)應(yīng)力的綜合作用結(jié)果。工件加熱時，加熱時間較長，有較充分的保溫時間，而且工件在高溫下具有良好的塑性，所以可以認為加熱時的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力能夠通過工件中的塑性變形、回復(fù)與再結(jié)晶等過程松弛掉，因而可以認為熱處理后工件中剩下的僅僅是冷卻過程中的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力的疊加結(jié)果。這樣，問題就簡便些了。
