熱処理応力は熱応力と組織応力に分けられます。ワークピースの熱処理による歪みは、熱応力と組織応力の複合効果の結果です。ワークの熱処理応力の状態とその影響は異なります。不均一な加熱または冷却によって引き起こされる内部応力は熱応力と呼ばれます。組織変形のタイミングが不均一であることによって引き起こされる内部応力は、組織応力と呼ばれます。また、ワークの内部構造の不均一な変形によって生じる内部応力を付加応力といいます。熱処理後のワークピースの最終的な応力状態と応力サイズは、熱応力、組織応力、および残留応力と呼ばれる追加応力の合計によって決まります。
熱処理中にワークピースに形成される歪みや亀裂は、これらの内部応力の複合効果の結果です。同時に、熱処理応力の影響により、ワークの一部が引張応力状態、他の部分が圧縮応力状態となる場合があり、各部分の応力状態の分布が異なる場合があります。ワークピースの加工は非常に複雑な場合があります。これは実際の状況に応じて分析する必要があります。
1. 熱応力
熱応力とは、熱処理時にワーク表面と中心部や薄肉部と厚肉部との加熱・冷却速度の差により生じる不均一な体積膨張・収縮によって生じる内部応力です。一般に、加熱または冷却速度が速いほど、発生する熱応力は大きくなります。
2. 組織ストレス
相変態による比体積変化の不等時間によって発生する内部応力を組織応力と呼び、相変態応力とも呼ばれます。一般に、組織構造の変形前後の比容積が大きくなり、遷移間の時間差が大きいほど、組織応力は大きくなります。