金属热处理的热应力和相变应力叠加的结果就是材料中心残余应力。通常宏观残余应力可以引起引起材料宏观变形，微观残余应力在晶粒内部或晶粒之间不均匀性产生。金属热处理中，通常，热应力占主导地位时内部受拉，表面受压；当组织应力占主导地位时工件内部受压，表面受拉，实际应力是两者叠加的结果。
残余应力是热处理后保留在金属内部的应力，随着材料的加工和使用条件变化，这种状态应力会发生改变；金属中残余应力存在是一种不稳定状态，一定条件下这种应力要释放出来，例如钢铁回火，有色金属时效变形及其他处理等。通常残余应力会影响材料的疲劳强度、抗应力腐蚀能力和形状尺寸的稳定性，直接影响材料的使用寿命和安全性。
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