Nach dem Glühen, Normalisieren, Abschrecken, Anlassen und der Wärmebehandlung zur Oberflächenmodifizierung kann es beim Schmieden zu einer Verformung durch die Wärmebehandlung kommen.

Die Hauptursache für die Verformung ist die innere Spannung des Schmiedestücks während der Wärmebehandlung, d. h., die innere Spannung des Schmiedestücks bleibt nach der Wärmebehandlung aufgrund der Temperaturunterschiede zwischen Innen und Außen und der unterschiedlichen Strukturumwandlung bestehen.

Wenn diese Spannung zu einem bestimmten Zeitpunkt während der Wärmebehandlung die Streckgrenze des Stahls überschreitet, führt dies zu einer Verformung des Schmiedestücks.

Zu den inneren Spannungen, die bei der Wärmebehandlung entstehen, zählen thermische Spannungen und Phasenübergangsspannungen.

1. Die thermische Belastung
Beim Erhitzen und Abkühlen des Schmiedestücks treten Wärmeausdehnung und Kältekontraktion auf. Wenn Oberfläche und Kern des Schmiedestücks unterschiedlich schnell erhitzt oder abgekühlt werden und dadurch Temperaturunterschiede entstehen, unterscheidet sich auch die Volumenausdehnung bzw. -kontraktion von der Oberfläche und dem Kern. Die innere Spannung, die durch die unterschiedlichen Volumenänderungen aufgrund von Temperaturunterschieden entsteht, wird als thermische Spannung bezeichnet.
Bei der Wärmebehandlung äußert sich die thermische Spannung des Schmiedestücks hauptsächlich wie folgt: Wenn das Schmiedestück erhitzt wird, steigt die Oberflächentemperatur schneller als die des Kerns. Die Oberflächentemperatur ist hoch und dehnt sich aus, die Kerntemperatur ist niedrig und dehnt sich nicht aus. Zu diesem Zeitpunkt treten die Oberflächendruckspannung und die Kernzugspannung auf.
Nach der Diathermie steigt die Kerntemperatur und das Schmiedestück dehnt sich aus. An diesem Punkt zeigt das Schmiedestück eine Volumenausdehnung.
Beim Abkühlen des Werkstücks kühlt die Oberfläche schneller ab als der Kern. Dadurch schrumpft die Oberfläche. Die hohe Temperatur des Kerns verhindert ein Schrumpfen. An der Oberfläche entsteht Zugspannung. Im Kern entsteht Druckspannung. Beim Abkühlen auf eine bestimmte Temperatur zieht sich die abgekühlte Oberfläche nicht mehr zusammen. Durch die anhaltende Kontraktion des Kerns kühlt er ab. An der Oberfläche entsteht Druckspannung, während im Kern Zugspannung entsteht. Am Ende der Abkühlung ist die Spannung im Schmiedestück noch vorhanden und wird als Restspannung bezeichnet.

2. Phasenwechselspannung

Im Prozess der Wärmebehandlung müssen Masse und Volumen der Schmiedestücke verändert werden, da Masse und Volumen verschiedener Strukturen unterschiedlich sind.
Aufgrund des Temperaturunterschieds zwischen der Oberfläche und dem Kern des Schmiedestücks erfolgt die Gewebeumwandlung zwischen der Oberfläche und dem Kern nicht rechtzeitig, sodass die innere Spannung entsteht, wenn sich die innere und äußere Masse und das Volumen unterschiedlich ändern.
Diese Art von innerer Spannung, die durch die unterschiedliche Gewebeumwandlung verursacht wird, wird als Phasenwechselspannung bezeichnet.

Die Massenvolumina der Grundstrukturen im Stahl nehmen in der Reihenfolge Austenit, Perlit, Sostenit, Troostit, Hypobainit, angelassener Martensit und Martensit zu.
Wenn beispielsweise das Schmiedestück abgeschreckt und schnell abgekühlt wird, wandelt sich die Oberflächenschicht von Austenit in Martensit um und das Volumen dehnt sich aus. Der Kern des Schmiedestücks befindet sich jedoch noch im Austenitzustand, was die Ausdehnung der Oberflächenschicht verhindert. Infolgedessen wird der Kern des Schmiedestücks einer Zugspannung ausgesetzt, während die Oberflächenschicht einer Druckspannung ausgesetzt wird.
Bei weiterer Abkühlung sinkt die Oberflächentemperatur und es dehnt sich nicht mehr aus, das Volumen des Herzens schwillt jedoch weiter an, da es sich in Martensit verwandelt, sodass es durch die Oberfläche verhindert wird, sodass das Herz einer Druckspannung und die Oberfläche einer Zugspannung ausgesetzt ist.
Nach dem Abkühlen des Knotens bleibt diese Spannung im Schmiedestück bestehen und wird zu einer Restspannung.

Daher sind während des Abschreck- und Abkühlvorgangs die thermische Spannung und die Phasenänderungsspannung entgegengesetzt, und auch die beiden Spannungen, die im Schmiedestück verbleiben, sind entgegengesetzt.
Die kombinierte Spannung aus thermischer Spannung und Phasenänderungsspannung wird als Abschreck-Eigenspannung bezeichnet.
Wenn die innere Restspannung im Schmiedestück die Streckgrenze des Stahls überschreitet, kommt es zu einer plastischen Verformung des Werkstücks, was zu einer Verformung des Schmiedestücks führt.

(von: 168 Schmiedestücke netto)