不銹鋼封頭在加熱和冷卻過程中，由于表層和心部的冷卻速度和時間的不一致，形成溫差，就會導致體積膨脹和收縮不均而產生應力，即熱應力。　　在熱應力的作用下，由于表層開始溫度低于心部，收縮也大于心部而使心部受拉，當冷卻結束時，由于心部后冷卻體積收縮不能自由進行而使表層受壓心部受拉。即在熱應力的作用下終使工件表層受壓而心部受拉。這種現象受到冷卻速度，不銹鋼國標封頭的材料成分和熱處理工藝等因素的影響。
　　當冷卻速度愈快，含碳量和合金成分愈高，冷卻過程中在熱應力作用下產生的不均勻塑性變形愈大，后形成的殘余應力就愈大。另一方面鋼在熱處理過程中由于組織的變化即奧氏體向馬氏體轉變時，因比容的增大會伴隨工件體積的膨脹，工件各部位先后相變，造成體積長大不一致而產生組織應力。