不锈钢封头在加热与冷却过程中，因为表层和心部的冷却速度与时间并不一致，存在明显温差，这会使得不锈钢封头的体积发生膨胀收缩不均匀而形成应力，这就是热应力。

在这股热应力的作用下，因为不锈钢封头的表层开始温度要小于心部，收缩力则比心部更大，会导致心部受拉，当冷却结束时，又因为心部后冷却体积收缩不能自由进行而导致封头的表层受压且心部受拉。也就是说在热应力的作用下，终会导致不锈钢工件的表层受压而心部受拉。

此类现象的影响因素主要由冷却速度、材料成分与热处理工艺等方面共同决定的。当冷却速度越快，碳含量与其他合金元素成分越高，不锈钢材料在冷却过程中热应力作用下生成的不均匀塑性变形也就越大，后生成的残余应力就越大。

此外，不锈钢在热处理过程中因为组织的变化也就是奥氏体向马氏体组织转变时，由于比容的增大会伴随不锈钢工件体积的膨胀，工件各部位会先后相变，导致体积长大不一致而生成组织应力。

不锈钢封头组织应力变化的终胶体磨结果是表层受拉应力，心部受压应力，正好和热应力相反。组织应力的高低和不锈钢工件在马氏体相变区的冷却速度、形状、材料的化学成分等因素有关。

实践表明，任何工件在热处理过程中，只要存在相变，就都会发生热应力与组织应力。只不过热应力在组织转变之前就形成了不锈钢封头，而组织应力则是在金相组织的转变过程中产生的，在整个冷却过程中，热应力和组织应力综合作用的结果，即工件中真实存在的应力。

这两种应力综合作用的结果非常复杂，影响因素很多，比如成分、形状、热处理工艺等。从它的发展过程来说只有两种类型，就是热应力与组织应力，作用方向相反时二者会抵消，作用方向相同时两者会互相迭加。无论是相互抵消还是相互迭加，两个应力应有一个占主导因素，热应力占主导地位时的作用结果是工件心部受拉，表面受压。组织应力占主导地位时的作用结果是工件心部受压表面受拉。