不锈钢弯头厂为了弄清热应力和相变应力重迭的效果，用不锈钢弯头(0～30%Ni)试样进行了水淬试验。图5.3示出这些不锈钢弯头试样发生转变的温度和成分(Ni%)间的关系。它们水冷时的残余应力分布总括在图5.4上。可以看出，含Ni 0～15%以及25%以上的不锈钢弯头，表面的残余应力是压缩的，而在含Ni15～25%范围，表面残余应力是拉伸的。热应力与相变应力的作用恰是相互抵消的，在含Ni 15～25%的不锈钢弯头中，相变应力超过了热应力。

    与不锈钢弯头不同，结构钢和低碳钢大多在热应力开始反向之前就通过了生成马氏体的温度范围。因此，在大多数结构钢和低碳钢中，最后形成的是表面压缩、中心部拉伸的残余应力。

    也就是说，它们的热应力一般大于相变应力。

    高碳钢和高合金钢，由于马氏体转变开始温度Ms点较低，所以，热应力反向之后才产生相变应力，故相变应力超过热应力，在表面形成大的拉应力。这种表面残留了残余拉应力的钢，其表面对裂纹很敏感，不仅容易产生淬裂，在磨削与受腐蚀时还常有引起表面龟裂的危险。

    相变应力和热应力重迭的效果，比勒等人用各种结构钢和低碳钢圆柱形试样进行了研究。所得应力的状态可分为如图所示的三种类型。用萨克斯(Sachs)法测定应力，不锈钢弯头在中心部开孔，研究随着孔径增大，不锈钢弯头长度和外径的变化。

第一种，A型。不锈钢弯头外径和长度随穿孔直径的增加成直线关系，因此，在整个截面上轴向和切向的应力分布都成直线形式，而且中心部的拉应力与表面的压应力大小基本相等。在这种情况下，如果不锈钢弯头的屈服强度高，就会形成较大的残余应力。整个截面都淬硬了的不锈钢弯头，其残余应力分布就属这种类型。从回火温度水冷下来的0.3%C碳钢，其热应力也呈现同样的分布形式。

    第二种，B型。外径和长度的增加不是直线型的，是渐减型的。在这种情况下，应力分布是中心部高于表面。它是在整个截面上组织相同，而不锈钢弯头的屈服强度低于产生的残余应力的情况下，产生的特有的应力分布形式。也是还没有相变的不锈钢弯头或从A1转变点以下温度快冷，即纯粹为热应力时所特 有的应力分布。

    第三种，C型。是由于直径很大，或者不锈钢弯头的淬透性低，故中心未淬硬（非淬透淬火）时形成的残余应力分布形式。在试样中心，应力分布变成马鞍形，表面应力大于中心应力。这是因中心部未完全淬硬，中心部分材料的屈服强度低，因而比较容易在中心部引起塑性变形而产生的。