热应力是工件加热在A1以下温度进行快冷过程中，即使不发生相变，但是由于表层与心部温差引起体积胀缩不均匀所产生的内应力。由热应力所形成的残余应力分布特点是表层为压应力，心部为拉应力。冷却速度和冷却之前的温度高低（一次冷却造成的温差）是影响热应力的主要因素，冷速对热应力有显著影响，冷却越快热应力越大。此外，升高淬火加热温度、工件尺寸增大、钢的导热性差等均会增大热应力。材料的高温强度高，应力松弛少，会使残余应力增加。

组织应力是指快速冷却（或者不是快速冷却）时表层与心部相变不同时而导致的应力。在室温下组织应力引起的残余应力分布是表层为拉应力，心部为压应力。组织应力的大小与钢的马氏体相变温度范围的温差和奥氏体与马氏体之间的体积差别有关。截面温度差愈大，组织应力愈太。此外，相变时体积膨胀量越大，则组织应力也愈大。钢的淬透性愈好，工件尺寸愈大，则淬火后组织应力愈大。

残余应力是热应力、组织应力和附加应力在热处理过程中综合作用的结果。成分或工件尺寸不同，残余应力分布将有明显变化。

为减少淬火后的残余应力应着手减少造成热应力、组织应力及附加应力的因素，如：

(1)降低冷速或者降低淬火时的加热温度以减少温差可适当降低热应力。

(2)减少淬火前后组织的比容差，使原始组织均匀或碳化物分布均匀，均有利于降低组织应力。

(3)降低Ms温度以下冷速可减小马氏体转变组织应力。淬火前预冷可减小热应力。减小淬火工件的表面与心部的温差可减少热处理残余应力。如热处理工艺中的预冷淬火、双液淬火、分级淬火、等温淬火等均可降低热处理残余应力。

(4)在淬火工件设计中减少工件各部位截面差异，使之对称，薄厚均匀，减少尖棱、尖角、沟槽、盲孔等亦可起到减少热处理残余应力的作用。

(5)表面脱碳、增碳、局部淬火、快速加热及表面和心部相变条件不同，沿截面组织、结构不均匀都能够产生附加应力，所以需加以控制以减少残余热处理应力。

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