在鍛件的熱處理中，熱處理應力在制訂工藝過程中是一個重要的考慮方面，有些應力是在加熱和冷卻過程中產生，隨著這些過程的結束而消失，這是瞬時應力；有些應力是在熱處理結束后仍然存在于鍛件內部的平衡應力，這就是殘余應力。

       在熱處理過程中，產生的瞬時應力若達到在該溫度下材料的屈服點時，鍛件就要產生塑性變形，使應力松弛。若瞬時應力大于材料的破斷強度時，就有可能使鍛件產生裂紋，直至斷裂。即使瞬時應力小于材料的強度極限，由于大鍛件內部總是存在一些冶金缺陷，在這些缺陷處造成很大的應力集中，至使原來存在的缺陷進一步擴張，甚至造成鍛件的斷裂。

       所以控制瞬時應力的大小是大鍛件熱處理工藝制訂的一個重要問題，熱處理殘余應力對工件的影響具有兩重性，有好的影響，也有壞的影響，若殘余應力與零件的工作應力符號相同，可降低零件強度，若相反，則會提高零件強度。對于一些重要的大鍛件，允許存在的參與應力應小于材料屈服點的10%。

       鍛件經淬火、正火處理后，還需進行回火處理，回火是最后一道熱處理工藝，大型鍛件回火的目的是：1.消除或降低淬火、正火冷卻過程中產生的內應力；2.獲得穩定的回火組織，達到所要求的力學性能技術指標；3.進一步去除鍛件中的氫氣或使其分布更為合理；4.如前所述進一步完成冷卻過程中的心部組織轉變。

       為滿足鍛件不同的硬度等力學性能的要求，淬火后需要選用不同的溫度回火。根據回火溫度的不同，在生產中往往將回火過程分為低溫回火，回火溫度在150-250℃之間，其目的是穩定或降低淬火應力，減少鋼的脆性并保持鋼的高硬度，如要求HS90以上的高硬冷軋工作輥，表面淬火后應進行低溫回火（130-140℃）。中溫回火時回火溫度一般選擇在350-500℃，可以獲得高的彈性極限，同時有高的韌性。在500-650℃的回火稱為高溫回火，主要是為獲得強度，塑性和韌性良配合的綜合力學性能，所以一般結構鋼大型鍛件經淬火或正火后都進行高溫回火處理。

       對于一般焊接件，均存在著較大的內應力，為消除這些零部件的內應力，達到穩定形狀和幾何尺寸的目的，往往也需要進行高（中）溫回火處理，有些工廠將這類零部件的回火稱為人工時效處理，有時也稱為低溫退火。

       鋼在淬火或正火之后的回火過程中，性能發生了很大的變化，這是鍛件在回火過程中組織變化的宏觀反映，所以要了解回火過程必須首先要知道回火時的組織變化規律。