（1）热应力
热应力是金属制品在加热和冷却过程中，由于各部分的加热速度和冷却速度不同造成各部分温差从而使热胀冷缩不均匀所引起的内应力。
假定加热时任何瞬时热应力均低于材料屈服极限的情况。实际上，随着温度的升高，材料的屈服极限会不断降低。若加热温度足够高，当达到某一温度以上，瞬时热应力大于屈服极限时，制品将发生塑性变形而使应力得以松弛，结果在加热过程中的某一时刻后，制品内部将不再存在热应力。
不过，应力的消除是以被加热制品发生塑性变形为代价的。当加热速度很快，制品内外温差很大时，塑性变形将会较早地发生，如果材料的塑性较差，由高速加热引起的大的瞬时应力还可能导致制品产生裂纹和破坏。
与加热相比较，热处理时的冷却（特别是淬火）更易于使制品产生热应力，因此对冷却时热应力的发生和发展规律更应该注意。
（组织应力）
如果金属制品在加热和冷却时发生相变，由于新、旧之间存在者结构和比容差异，制品各部分又难以同时发生相变，或者各部分的相变产物有所不同，这也会引起应力，这种因组织结构转变不均匀而产生的应力称为组织应力。
制品在加热和冷却过程中发生的相变总是先从表层开始的，然后向心部发展。若相变时体积增大，先转变的表层膨胀将受到心部牵连，结果表层受压应力，心部受拉应力。若相变时体积减少，则表层为拉应力而心部为压应力。
与热应力一样，组织材料也可能由于材料在应力作用下所发生的塑性变形而松弛，但若组织应力未能松弛，它也将以残余应力的形式保留在金属中。
金属制品热处理后的残余应力应为残余热应力及残余组织应力的代数和。但由于应力应力分布与制品的形状、大小、热处理工艺（特别是冷却方式和冷却速度）以及金属材料的性质等因素有关，因此制品热处理后最终的残余应力分布可能呈现比较复杂多样的状态，在热处理实践中应根据实际情况进行具体的分析。
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