人类常用“钢”来比喻性格和意志，尤其是在低落的人生困境和大敌当前的抉择，所谓“成者为王，败者为寇”，除了天、时、地，更是胸怀和意志的内敛释放。而“钢”如人一样，在最终成“材”之前，内部也有类似的“应力”需要消除。

1、为什么要应力消除？

金属零件在制造过程中会产生一定的应力，应力是由焊接、机加工、切割、钻孔、磨削和任何其他移动金属的过程引起，应力的存在有时会在制造过程中引起零部件明显的变形，或导致开裂和使用时的性能不稳定。有许多技术可以纠正与应力相关的异常，但用于重新分配应力影响的最基本参数是时间和温度的组合。应力消除适用于黑色和有色金属合金。

影响应力消除的因素有很多，包括由不同种制造方法（如弯曲、剪切、锻造、机加工、焊接、研磨、车削等）所产生对各部原件的内部应力，以及事先处理。可允许的应力值取决于最终的使用种类，一般来说，零部件越大越复杂，其内部存在的应力就越大。

应力消除是一种依赖缓慢冷却来达成预期效果的热处理工艺，也就是制程需要缓慢冷却（例如：退火、正火、消除应力等），其原因是：减轻应力、提高化学成分均匀性、为了后续工艺而将材料软化（例如：机械加工）、细化晶粒、减低脆化或者为了形成特定磁性。

2、如何进行应力消除？

应力消除与其它冷却工艺的差异在于其常在低于临界温度（Ac1）的环境下进行，在该温度下所需时间取决于该部件的复杂度以及所希望达成的应力残留度等因素。应力消除过程中不会出现微结构改变。

对于碳钢材料，应力消除应在低于临界温度40℃~75℃，即在500℃~650℃的温度下进行。另外，需特别注意的是，应力的消除并不是立即见效的，而是需要在恰当的温度下给予足够保持时间方能达成最佳结果，一般来说，最大横截面每25mm就需要1小时的时间。

在离开炉子或烤箱做完应力消除后，部件需要在静止的空气中缓慢地冷却，避免形成或再度造成过多的热应力。过于快速的冷却只会再度产生应力，这也是应力消除中最常犯的错误，而按照正确的程序性操作预计可消除90%以上的应力。

合金式钢材的应力消除往往会比碳钢再稍高一些的温度下进行；工具钢也是类似，应力消除通常在500℃~550℃的温度下进行，然后让部件缓慢冷却至室温后再进行后续操作；不锈钢通常较为复杂，应力消除常于290℃~425℃的范围内进行，该操作取决于材料的形式、所执行的操作（例如：机加工）以及是否需要对于组装完成的材料进行应力消除等因素。

3、（缓慢冷却）要多慢才够慢？

应力消除后常需使用“静止的冷空气”以避免在材料中重新形成应力。“静止的冷空气”（淬火）可定义为：以不快于每分钟22℃的冷却速度冷却至593℃，再以每分钟8℃~14℃的冷却速度由593℃冷却至150℃，在温度降至150℃后，任何冷却速度都可以使用。

4、特殊材质的应力消除

材料的硬化过程中，快速的冷却/淬火以及材料本身存在的内部应力可能会造成结构上的瑕疵、脆性断裂或特定金属材料在焊接点附近的慢性应力裂纹。因此，技术人员会在硬化或表面渗碳过程中加入一个“应力消除等待”步骤，也就是将标的物加温至593℃~705℃的过渡性温度后“浸泡”一段时间，“浸泡”时间以最大横截面每25mm就增加1小时的时间计算，“浸泡”即为工艺上的保持时间。该操作的目的是为了让应力减缓，以增加淬火过程中尺寸变化的可预测性。

对于弹簧而言，应力消除是弹簧制造以及线材产品制造过程中最常见的热处理工艺之一。抽线、成形与机加工会在扣件及线材产品中产生应力，该应力可能进一步造成疲劳、龟裂、变形或功能失效。除了应力的移除外，应力消除工艺还可以将材料恢复到与其成形前相近的强度。

5、结论

对于内部应力，我们必须了解应用的设计才能知道该使用何种应力消除方法（高温或低温）。在只有轻度应力存在的部件或结构性弹性不是绝对重要的部件中，内部应力的存在与否不需要太大的关注，但在存在高度应力的部件，必须长期维持结构性稳定的部件以及过度变形甚至断裂可能发生的应用中，内部应力的存在与否便是一个极重要的课题。