眾所周知，鋼中熱或冷卻時要發生膨脹或收縮；此外，相變時也有膨脹和收縮。工件在加熱或冷卻時，其內外不可能同時均勻地被加熱或冷卻，工件內外存在著溫差，從而引起比容差。同樣，工件在加熱或冷卻時，其心部和表面也不可能同時發生組織轉變，因而也引起比容差。這些比容差就是熱處理時產生內應力的主要原因。
其中由工件內外溫差所引起的內應力稱為“熱應力”，而由工件內外組織轉變的時刻不同所引起的應力稱為“組織應力”，此外還有沿工件截面上的組織差異所引起的應力。
鍛件熱處理后的殘余內應力是上述幾種內應力的綜合作用結果。工件加熱時，加熱時間較長，有較充分的保溫時間，而且工件在高溫下具有良好的塑性，所以可以認為加熱時的熱應力和組織應力能夠通過工件中的塑性變形、回復與再結晶等過程松弛掉，因而可以認為熱處理后工件中剩下的僅僅是冷卻過程中的熱應力和組織應力的疊加結果。這樣，問題就簡便些了。
