Po wyżarzaniu, normalizowaniu, hartowaniu, odpuszczaniu i obróbce cieplnej modyfikacji powierzchni, odkuwka może ulec odkształceniu w wyniku obróbki cieplnej.

Podstawową przyczyną odkształceń jest naprężenie wewnętrzne odkuwki powstające podczas obróbki cieplnej, tzn. naprężenie wewnętrzne odkuwki po obróbce cieplnej utrzymuje się z powodu różnicy temperatur pomiędzy wnętrzem i otoczeniem oraz różnicy w przekształceniu struktury.

Gdy w pewnym momencie obróbki cieplnej naprężenie to przekroczy granicę plastyczności stali, spowoduje to odkształcenie odkuwki.

Naprężenia wewnętrzne powstające w procesie obróbki cieplnej obejmują naprężenia cieplne i naprężenia związane ze zmianą fazy.

1. Naprężenie cieplne
Gdy odkuwka jest podgrzewana i chłodzona, towarzyszy jej zjawisko rozszerzalności cieplnej i kurczenia się na zimno. Gdy powierzchnia i rdzeń odkuwki są podgrzewane lub chłodzone z różną prędkością, co powoduje różnicę temperatur, rozszerzanie się lub kurczenie objętości jest również inne niż powierzchni i rdzenia. Naprężenie wewnętrzne spowodowane różnymi zmianami objętości z powodu różnicy temperatur nazywa się naprężeniem cieplnym.
W procesie obróbki cieplnej naprężenia cieplne odkuwki objawiają się głównie w następujący sposób: gdy odkuwka jest podgrzewana, temperatura powierzchni rośnie szybciej niż temperatura rdzenia, temperatura powierzchni jest wysoka i rozszerza się, temperatura rdzenia jest niska i nie rozszerza się, w tym czasie występują naprężenia ściskające powierzchni i naprężenia rozciągające rdzenia.
Po diatermii temperatura rdzenia wzrasta, a odkuwka rozszerza się. W tym momencie odkuwka wykazuje rozszerzenie objętości.
Chłodzenie przedmiotu obrabianego, powierzchnia stygnie szybciej niż rdzeń, kurczenie się powierzchni, wysoka temperatura rdzenia zapobiegająca kurczeniu się, naprężenie rozciągające na powierzchni, rdzeń wytwarza naprężenie ściskające, po schłodzeniu do określonej temperatury powierzchnia nie kurczy się już, a rdzeń chłodzi się z powodu ciągłego kurczenia się, powierzchnia jest naprężona ściskająco, podczas gdy rdzeń jest naprężony rozciągająco, naprężenie pod koniec chłodzenia nadal występuje w odkuwkach i jest nazywane naprężeniem szczątkowym.

2. Stres związany ze zmianą fazy

W procesie obróbki cieplnej masa i objętość odkuwek muszą ulec zmianie, ponieważ masa i objętość różnych struktur są różne.
Ze względu na różnicę temperatur pomiędzy powierzchnią a rdzeniem odkuwki, przemiana tkanki pomiędzy powierzchnią a rdzeniem nie zachodzi w odpowiednim czasie, w związku z czym naprężenie wewnętrzne powstanie, gdy zmiana masy i objętości wewnętrznej i zewnętrznej będzie różna.
Ten rodzaj naprężenia wewnętrznego wywołanego różnicą transformacji tkanek nazywa się naprężeniem zmiany fazy.

Objętości masowe podstawowych struktur w stali zwiększają się w kolejności: austenityczna, perlityczna, sosteniczna, troostytyczna, hypobainitowa, martenzytyczna odpuszczona i martenzytyczna.
Na przykład, gdy odkuwka jest hartowana i szybko chłodzona, warstwa powierzchniowa przekształca się z austenitu w martenzyt, a objętość się rozszerza, ale serce jest nadal w stanie austenitycznym, co zapobiega rozszerzaniu się warstwy powierzchniowej. W rezultacie serce odkuwki jest poddawane naprężeniom rozciągającym, podczas gdy warstwa powierzchniowa jest poddawana naprężeniom ściskającym.
W miarę dalszego stygnięcia temperatura powierzchni spada i serce przestaje się rozszerzać, ale objętość serca nadal rośnie, ponieważ zmienia się w martenzyt, więc powierzchnia temu zapobiega, przez co serce poddawane jest naprężeniom ściskającym, a powierzchnia poddawana jest naprężeniom rozciągającym.
Po schłodzeniu węzła naprężenie to pozostaje wewnątrz odkuwki i staje się naprężeniem szczątkowym.

Dlatego w trakcie procesu hartowania i chłodzenia naprężenia cieplne i naprężenia wynikające ze zmiany fazy są przeciwne, a dwa naprężenia pozostające w odkuwce są również przeciwne.
Połączenie naprężenia cieplnego i naprężenia przemiany fazowej nazywa się naprężeniem wewnętrznym hartowania.
Gdy wewnętrzne naprężenie szczątkowe w odkuwce przekroczy granicę plastyczności stali, przedmiot obrabiany ulegnie odkształceniu plastycznemu, czego skutkiem będzie odkształcenie odkuwki.

（z:168 odkuwek netto）