熱應力是工件加熱在A1以下溫度進行快冷過程中，即使不發(fā)生相變，但是由于表層與心部溫差引起體積脹縮不均勻所產生的內應力。由熱應力所形成的殘余應力分布特點是表層為壓應力，心部為拉應力。冷卻速度和冷卻之前的溫度高低(一次冷卻造成的溫差)是影響熱應力的主要因素，冷速對熱應力有顯著影響，冷卻越快熱應力越大。此外，升溫淬火加熱溫度、工件尺寸增大、鋼的導熱性差等均會增大熱應力。熱作模具鋼材的高溫強度高，應力松弛少，會使殘余應力增加。
　　
　　組織應力是指快速冷卻（或者不是快速冷卻）時表層與心部相變不同時而導致的應力。在室溫下組織應力引起的殘余應力分布是表層為拉應力，心部為壓應力。熱作模具鋼組織應力的大小與鋼的馬氏體相變溫度范圍的溫差和奧氏體與馬氏體之間的體積差別有關。截面溫度差愈大，組織應力愈大。鋼的淬透性愈好，工件尺寸愈大，則淬火后組織應力愈大。
　　
　　殘余應力是熱應力、組織應力和附加應力在熱處理過程中綜合作用的結果。成分或工件尺寸不同，殘余應力分布將有明顯變化。
　　
　　熱作模具鋼為減少淬火后的殘余應力應著手減少造成熱應力、組織應力及附加應力的因素，如：
　　
　　（1）降低冷速或者降低淬火時的加熱溫度以減少溫差可適當降低熱應力。
　　
　?。?）減少淬火前后組織的比容差，使原始組織均勻或碳化物分布均勻，均有利于降低組織應力。
　　
　　（3）降低Ms溫度以下冷速可減小馬氏體轉變組織應力。淬火前預冷可減小熱應力。減小淬火熱應力。減小淬火工件的表面與心部的溫差可減少熱處理殘余應力。如熱處理工藝中的預冷淬火、雙液淬火、分級淬火、等溫淬火等均可降低熱處理殘余應力。
　　
　?。?）在淬火工件設計中減少工件各部位截面差異，使之對稱，薄厚均勻，減少尖棱、尖角、溝槽、盲孔等亦可起到減少熱處理殘余應力的作用。
　　
　?。?）表面脫碳、增碳、局部淬火、快速加熱及表面和心部相變條件不同，沿截面組織、結構不均勻都能夠產生附加應力，所以需加以控制以減少殘余熱處理應力！