在热应力的作用下，表面温度低于纤芯，收缩率大于纤芯，这导致纤芯拉伸。冷却完成后，由于芯的最终冷却量无法自由收缩，芯被压缩。在紧张之下。即，在高频热处理热应力的作用下，工件的表面最终被压缩并且芯被拉动。这种现象高频热处理受诸如冷却速率，材料成分和热处理工艺等因素的影响。当冷却速度越快时，碳含量和合金组成越高，则在冷却过程中在热应力下产生的不均匀塑性变形越大，残余应力越大。
表面高频热处理包括：表面高频淬火，表面火焰淬火以及黑色或蓝色表面。接受调查的紧固件公司中约有80％拥有热处理设备，其中大多数使用台湾热处理工艺线。该生产线设备是具有气氛保护的连续网带式炉，气氛，温度和工艺参数由计算机控制。高频热处理存在的问题包括缺乏对淬火介质的冷却性能的测量，不稳定的碳势控制以及长时间的炉温效应测试，这些都容易引起热处理缺陷。
高频热处理淬火零件的局部位置（由几何结构决定），在高温临界温度区域的冷却速度明显减慢，因此没有硬化。大型不可硬化部件中产生的横向和纵向劈裂是由以热应力为主要成分的残余拉伸应力作用在淬火部件的中心以及淬火部件末端的截面中心引起的。高频热处理淬火部分首先形成裂纹，是由内而外膨胀引起的。为了避免这种裂纹，经常使用水油双液淬火工艺。
退火，正火或多次高温回火以细化晶粒后，可以在正常条件下对过热结构进行重新奥氏体化。粗糙组织的遗传，当专业高频热处理厂家再次对具有粗马氏体，贝氏体和铁氏体组织的钢零件进行奥氏体化时，将它们缓慢加热至常规淬火温度，甚至更低。奥氏体晶粒仍较粗。这种现象称为组织遗传。高频热处理厂家为了消除粗糙组织的遗传，可以使用中间退火或多次高温回火处理。
高频热处理残余力是指热处理后残留在工件上的应力，它对工件的形状，尺寸和性能具有极其重要的影响。当其超过材料的屈服强度时，将导致工件变形。当超过材料的强度极限时，工件将破裂。这是其有害的一面，专业高频热处理厂家应减少和消除。但是，在某些条件下，控制应力使其合理分布可以改善零件的机械性能和使用寿命，从而使它们有害无益。
共析钢的等温转变曲线，基本上反映了专业高频热处理在不同温度下共析钢的转变所需的保温时间，转变完成时间和转变产物。在实际的热处理生产中，除了分级等温淬火工艺外，还有许多连续冷却的情况。高频热处理淬火要求马氏体组织的速度必须大于临界冷却速率，并且零件表面的冷却速率通常大于型芯的冷却速率。
