耐熱鋼精密鑄件在加熱和冷卻過(guò)程中，由于表層和心部的冷卻速度和時(shí)間的不一致，形成溫差，會(huì )導致體積膨脹和收縮不均而產(chǎn)生應力，即熱應力。在熱應力的作用下，由于表層開(kāi)始溫度低于心部，收縮也大于心部而使心部受拉，當冷卻結束時(shí)，由于心部冷卻體積收縮不能自由進(jìn)行而使表層受壓心部受拉。即在熱應力的作用下使工件表層受壓而心部受拉。這種現象受到冷卻速度，材料成分和熱處理工藝等因素的影響。
當冷卻速度愈快，含碳量和合金成分愈高，冷卻過(guò)程中在熱應力作用下產(chǎn)生的不均勻塑性變形愈大，然后形成的殘余應力愈大。另一方面鋼在熱處理過(guò)程中由于組織的變化即奧氏體向馬氏體轉變時(shí)，因比容的增大會(huì )伴隨工件體積的膨脹，工件各部位先后相變，造成體積長(cháng)大不一致而產(chǎn)生組織應力。組織應力變化的終結果是表層受拉應力，心部受壓應力，恰好與熱應力相反。組織應力的大小與工件在馬氏體相變區的冷卻速度，形狀，材料的化學(xué)成分等因素有關(guān)。
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