钢件在热处理中产生的应力有第一、第二、第三类内应力，即钢件各部位之间的宏观内应力（第一类内应力）和晶粒范围内的应力（第二类应力），以及晶格内部应力（第三类应力）。仅仅第一类内应力就足以引起工件的扭曲和产生裂纹。本章讨论的是指第一类内应力。

工件在加热和冷却过程中，将发生热胀冷缩的体积变化，以及因组织转变时新旧相比容差而发生的体积改变。由于热传导过程，工件表面比心部先加热或先冷却，在截面上各部分之间产生温差，导致钢件表层和心部不能在同一时刻发生上述体积变化。各部位体积变化的相互牵制便形成内应力。加热或冷却速度越大，工件截面上的温差越大，所形成的内应力也越大。

热处理过程中所形成的内应力是不断变化着的瞬时应力。热处理后在工件中存在的内应力是残余内应力。瞬时应力随着温度的变化和组织转变的进程而不断地改变其大小和方向，也改变着分布状态。

根据内应力形成的原因，可分为温差引起的胀缩不均匀而产生的热应力和由相变不同期及组织不均匀而产生的组织应力。

实际上，热处理应力有功有过，它是钢件变形、开裂的重要因素之一。但是，它也有其有利作用，例如，经表面强化热处理、喷丸、滚压等工序，在工件表层造成有益的残余压应力分布，能有效地提高力学性能，特别是大幅度地提高疲劳强度，延长工件使用寿命。

搞清内应力的起因及其变化规律，对于发挥其有利作用及控制并消除其有害作用——变形和开裂，有着重要意义。