眾所周知，鋼中熱或冷卻時要發(fā)生膨脹或收縮；此外，相變時也有膨脹和收縮。定襄鍛件在加熱或冷卻時，其內(nèi)外不可能同時均勻地被加熱或冷卻，工件內(nèi)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(fā)生組織轉(zhuǎn)變，因而也引起比容差。這些比容差就是熱處理時產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力的主要原因。

其中由工件內(nèi)外溫差所引起的內(nèi)應(yīng)力稱為“熱應(yīng)力”，而由工件內(nèi)外組織轉(zhuǎn)變的時刻不同所引起的應(yīng)力稱為“組織應(yīng)力”，此外還有沿工件截面上的組織差異所引起的應(yīng)力。

工件熱處理后的殘余內(nèi)應(yīng)力是上述幾種內(nèi)應(yīng)力的綜合作用結(jié)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(rèn)為加熱時的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力能夠通過鍛件中的塑性變形、回復(fù)與再結(jié)晶等過程松弛掉，因而可以認(rèn)為熱處理后工件中剩下的僅僅是冷卻過程中的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力的疊加結(jié)果。這樣，問題就簡便些了。

三種鍛件的熱處理工藝分別是不完全退火、完全退火和等溫退火。

不完全退火是將鋼加熱到一定溫度，短時間保溫后緩慢冷卻的熱處理工藝。目的是以得到球狀珠光體及球狀碳化物組織，降低硬度，改善切削加工性能。主要用于工具鋼，軸承鋼冷模鋼。

完全退火（通常叫退火）是將亞共析鋼加熱到30~50℃，保溫使之完全奧氏體化，且成分基本均勻后，隨爐冷，砂中或耐火土粉中緩慢冷至600℃左右出爐空冷。以得到平衡狀態(tài)的組織。

目的是為了消除鍛造鍛件的應(yīng)力，降低硬度，提高塑性，改善切削性能；消除粗大的晶粒，改善組織，為以后零件熱處理作好組織準(zhǔn)備。一般用于亞共析鋼，如5CrMnMo等。

等溫退火是將鋼件加熱到20~30℃（亞共析鋼）的溫度，保溫到完全奧氏體化并均勻后，快速冷到低于一定溫度（即奧氏體不穩(wěn)定的溫度）等溫保持到奧氏體完全轉(zhuǎn)變后，然后出爐空冷或隨爐冷、油冷、水冷。目的是為了得到比完全退火更為均勻的組織，有效地消除鍛造應(yīng)力。比完全退火可以縮短退火時間，提高生產(chǎn)率。適用于亞共析鋼、共析鋼和過共析鋼。