Dopo il trattamento termico di ricottura, normalizzazione, tempra, rinvenimento e modifica superficiale, la forgiatura può produrre distorsioni dovute al trattamento termico.

La causa principale della distorsione è lo stress interno della forgiatura durante il trattamento termico, ovvero lo stress interno della forgiatura rimane dopo il trattamento termico a causa della differenza di temperatura tra interno ed esterno e della differenza nella trasformazione della struttura.

Quando questa sollecitazione supera il punto di snervamento dell'acciaio in un certo momento durante il trattamento termico, si verificherà una deformazione del pezzo forgiato.

Lo stress interno prodotto nel processo di trattamento termico comprende lo stress termico e lo stress da cambiamento di fase.

1. Lo stress termico
Quando il pezzo forgiato viene riscaldato e raffreddato, si verifica il fenomeno di dilatazione termica e contrazione a freddo. Quando la superficie e il nucleo del pezzo forgiato vengono riscaldati o raffreddati a velocità diverse, con conseguente differenza di temperatura, anche l'espansione o la contrazione del volume risulta diversa da quella della superficie e del nucleo. Lo stress interno causato dalle diverse variazioni di volume dovute alla differenza di temperatura è chiamato stress termico.
Nel processo di trattamento termico, lo stress termico della forgiatura si manifesta principalmente come: quando la forgiatura viene riscaldata, la temperatura superficiale aumenta più velocemente di quella del nucleo, la temperatura superficiale è alta e si espande, la temperatura del nucleo è bassa e non si espande, in questo momento si verificano lo stress di compressione superficiale e lo stress di tensione del nucleo.
Dopo la diatermia, la temperatura interna aumenta e il pezzo forgiato si espande. A questo punto, il pezzo forgiato mostra un'espansione di volume.
Raffreddamento del pezzo, la superficie si raffredda più velocemente del nucleo, restringimento superficiale, alta temperatura del cuore per prevenire il restringimento, sollecitazione di trazione sulla superficie, il cuore produce sollecitazione di compressione, quando raffreddato a una certa temperatura, la superficie non si è più contratta e il raffreddamento del nucleo si verifica a causa della continua contrazione, la superficie è sollecitazione di compressione, mentre il cuore è sollecitazione di trazione, la sollecitazione alla fine del raffreddamento esiste ancora all'interno dei pezzi forgiati ed è definita sollecitazione residua.

2. Stress da cambiamento di fase

Durante il trattamento termico, la massa e il volume dei pezzi forgiati devono cambiare perché la massa e il volume delle diverse strutture sono diversi.
A causa della differenza di temperatura tra la superficie e il nucleo del pezzo forgiato, la trasformazione del tessuto tra la superficie e il nucleo non avviene tempestivamente, quindi lo stress interno verrà generato quando la variazione di massa e volume interna ed esterna sarà diversa.
Questo tipo di stress interno causato dalla differenza di trasformazione dei tessuti è chiamato stress da cambiamento di fase.

I volumi di massa delle strutture di base nell'acciaio aumentano nell'ordine: austenitico, perlitico, sostenitico, troostite, ipobainite, martensite rinvenuta e martensite.
Ad esempio, quando il pezzo forgiato viene temprato e raffreddato rapidamente, lo strato superficiale si trasforma da austenite a martensite e il volume si espande, ma il cuore del pezzo rimane ancora allo stato di austenite, impedendo l'espansione dello strato superficiale. Di conseguenza, il cuore del pezzo forgiato è soggetto a sollecitazioni di trazione, mentre lo strato superficiale a sollecitazioni di compressione.
Quando continua a raffreddarsi, la temperatura superficiale diminuisce e il cuore non si espande più, ma il volume del cuore continua a gonfiarsi trasformandosi in martensite, quindi ciò viene impedito dalla superficie, quindi il cuore è sottoposto a sollecitazione compressiva e la superficie a sollecitazione di trazione.
Dopo il raffreddamento del nodo, questa tensione rimarrà all'interno della forgiatura e diventerà tensione residua.

Pertanto, durante il processo di tempra e raffreddamento, lo stress termico e lo stress da cambiamento di fase sono opposti e sono opposti anche i due stress che rimangono nella forgiatura.
Lo stress combinato dello stress termico e dello stress da cambiamento di fase è chiamato stress interno di tempra.
Quando la sollecitazione interna residua nella forgiatura supera il punto di snervamento dell'acciaio, il pezzo in lavorazione subirà una deformazione plastica, con conseguente distorsione della forgiatura.

(da: 168 forgiati netti)