钢铁材料淬火时，会产生热应力和组织应力。
前面讲过淬火时的热应力，圆柱体的形状的试样受热不发生相变冷却至室温，表面会产生压应力，心部则产生拉应力。淬火示意图见图1。
图1
不过，除了热应力，试样中还会产生组织发生相变时产生的组织应力。
那么组织应力是拉应力还是压应力呢？
先看看什么是组织应力。所谓组织应力，就是构件加热到一定温度，然后冷却，在这个冷却过程中，发生组织转变，而表面和心部组织转变时间不一致，引起内外比容的不同变化产生的内应力。
试验证明，不同的组织比容是不一样的（单位质量的物质所占有的容积称为比容），钢铁的奥氏体、珠光体、贝氏体及马氏体，比容依次增大。
钢铁淬火时，从奥氏体组织转变为马氏体组织，而钢铁组织中奥氏体比容最小，马氏体比容最大。所以淬火时奥氏体转变为马氏体，将发生显著的体积膨胀。
还是以圆柱体试样为例来详细说明。为了避免缓慢冷却时奥氏体分解，选择奥氏体比较稳定的钢。
淬火刚开始时，表层先接触冷却介质，所以温度首先降到Ms点以下，发生马氏体转变，体积发生膨胀。心部温度还较高，仍然保持奥氏体状态，体积不变。
表面体积要膨胀，心部却要反抗这种膨胀而保持体积不变，结果表层受压应力，心部受拉应力。图2为淬火开裂试样，开裂部位无应力集中，表面较大的受拉应力。
继续冷却，表层已经完成马氏体转变，体积不再发生变化，而心部开始发生马氏体转变，体积膨胀。因此，当试样淬火完成时，心部受压应力，表层受拉应力。这与淬火时的热应力刚好相反。
图2
组织应力的大小与多种因素有关，如钢的化学成分、钢质、构件尺寸、淬火冷却速速、钢的淬透性等。
实际生产中，零件淬火同时包含有热应力和组织应力，最终的残余应力大小是这二者综合作用的结果。
