铸铁平板铸件在淬火介质中迅速冷却时，由于工件具有一定尺寸，热传导系数也为一定值，因此在冷却过程中工件内沿截面将产生一定温度梯度，表面温度低，心部温度高，表面和心部存在着温度差。在工件冷却过程中还伴随着两种物理现象：一是热膨胀，随着温度下降，工件线长度将收缩;另一个是当温度下降到马氏体转变点时发生奥氏体向马氏体转变，这将使比体积增大。

　　由于冷却过程中存在着温差，因而沿工件截面不同部位热膨胀量将不同，工件不同部位将产生内应力;由于工件内温差的存在，还可能出现温度下降快的部位低于点，发生马氏体转变，体积胀大，而温度髙的部位尚高于点，仍处于奥氏体状态，这不同部位由于比体积变化的差别，也将产生内应力。因此，在淬火冷却过程中可能产生两种内应力：一种是热应力;另一种是组织应力。

　　根据内应力的存在时间特性还可分为瞬时应力和残余应力。铸铁平台铸件在冷却过程中某一时刻所产生的内应力叫瞬时应力;工件冷却终了，残存于工件内部的应力称为残余应力。

　　热应力是指工件在加热(或冷却)时，由于不同部位的温度差异，而导致热胀(或冷缩)的不一致所引起的应力。

　　现以一实心圆柱体为例，说明其冷却过程中内应力的形成及变化规律。这里仅讨论其轴向应力。冷却刚开始时，由于表面冷却快，温度低，收缩多，而心部则冷却悝，温度髙，收缩小，表里相互牵制的结果，就在表层产生了拉应力，心部则承受着压应力。随着冷却的进行，表里温差增大，其内应力也相应增大，当应力增大到超过该温度下的屈服强度时，便产生了塑性变形。

　　由于心部的渥度髙于表层，因而总是心部先行沿轴向收缩。塑性变形的结果，使其内应力不再增大。冷却到一定时间后，表层温度的降低将逐渐减慢，则其收缩量也逐渐减小。而此时心部则仍在不断收缩，于是表层的拉应力及心部压应力将逐渐减小，直至消失。但是随着冷却的继续进行，表层湿度越来越低，收缩量也越来越少，甚至停止收缩。而心部由于温度尚高，还要不断地收缩，最后在工件表层形成压应力，而心部则为拉应力，但由于温度已低，不易产生塑性变形，所以这应力将随冷却的进行而不断增大，并最后保留于工件内部，成为残余应力。

　　由此可见，冷却过程中的热应力开始是使表层受拉，心部受压，而最后留下的残余应力则是表层受压，心部受拉。

　　综上所述，淬火冷却时产生的热应力是由于冷却过程中截面温度差所造成的，冷却速度越大，截面温差越大，则产生的热应力越大。在相同冷却介质条件下.工件加热温度越高、尺寸越大、钢材热传导系数越小，工件内温差越大，热应力越大。工件若在高温时冷却不均匀，将会发生扭曲变形。工件若在冷却过程中产生的瞬时拉应力大于材料的抗拉强度时，将会产生淬火裂纹。