鋼在加熱過程中，如果內(nèi)應(yīng)力超過它此時(shí)的強(qiáng)度極限，就會(huì)產(chǎn)生裂紋。加熱內(nèi)應(yīng)力根據(jù)其形成原因，分為溫度應(yīng)力和組織應(yīng)力。
1.溫度應(yīng)力
鋼在加熱過程中，表層溫度總是高于心部溫度，兩者出現(xiàn)溫差，于是表層與心部產(chǎn)生不均勻膨脹變形，引起表層與心部之間互相牽制的內(nèi)應(yīng)力，稱為溫度應(yīng)力（也稱熱應(yīng)力）。表層的溫度高、膨脹大，但是其膨脹受到中心部分約束，于是在表層引起的溫度應(yīng)力為壓應(yīng)力；而心部溫度低、膨脹小，但是其受到表層的牽制作用，促其膨脹以保持材料的連續(xù)性，于是在心部產(chǎn)生的溫度應(yīng)力為拉應(yīng)力。
只有當(dāng)鋼料中出現(xiàn)溫度差，并且鋼料處于彈性狀態(tài)時(shí)，才可能存在較大的溫度應(yīng)力。一般來說，鋼在溫度低于550℃時(shí)處于彈性狀態(tài)，此時(shí)材料較硬，表層與心部之間由于溫差產(chǎn)生的不均勻膨脹表形不能得到有效協(xié)調(diào)，于是會(huì)產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力。因此在鋼料加熱過程中，在溫度低于550℃時(shí)，應(yīng)該考慮到溫度應(yīng)力造成開裂的危險(xiǎn)性。當(dāng)加熱到550℃以上時(shí)，鋼料進(jìn)入塑性狀態(tài)，塑性較好，變形抗力較低，通過局部塑性變形，表層與心部之間的不均勻膨脹趨勢(shì)能夠得到有效的協(xié)調(diào)，溫度應(yīng)力較小甚至消失。
加熱時(shí)溫度應(yīng)力在毛坯截面上的分布，一般都是三向應(yīng)力，其中心部的軸向拉應(yīng)力最大，因此心部容易產(chǎn)生裂紋。溫度應(yīng)力的大小與鋼的性質(zhì)、截面溫差有關(guān)。而截面溫差又取決于鋼的導(dǎo)溫性、截面尺寸、加熱速度。如果鋼的導(dǎo)溫性差、截面尺寸大、加熱速度快，則其截面溫差就大，因而溫度應(yīng)力也大；反之溫度應(yīng)力小。
2.組織應(yīng)力
具有相變的鋼在加熱過程中，相變前后組織的比容會(huì)發(fā)生變化，并且鋼料的表層與心部不同時(shí)發(fā)生相變，因此會(huì)產(chǎn)生不均勻的脹縮變形，由此而引起表層與心部互相牽制的內(nèi)應(yīng)力，即組織應(yīng)力。
鋼料加熱所引起的組織應(yīng)力也為三向應(yīng)力，其中周向應(yīng)力最大。加熱時(shí)周向組織應(yīng)力在鋼料截面上的分布。
鋼料加熱時(shí)，引起開裂的主要應(yīng)力為溫度應(yīng)力。為防止裂紋產(chǎn)生，在加熱截面尺寸大、材料導(dǎo)溫性差（例如高合金鋼等）的毛坯時(shí)，在較低溫度階段必須緩慢加熱。
