După recoacere, normalizare, călire, revenire și tratament termic de modificare a suprafeței, forjarea poate produce distorsiuni prin tratament termic.

Cauza principală a distorsiunii este tensiunea internă a piesei forjate în timpul tratamentului termic, adică tensiunea internă a piesei forjate după tratamentul termic rămâne din cauza diferenței de temperatură dintre interior și exterior și a diferenței de transformare a structurii.

Când această tensiune depășește limita de curgere a oțelului la un anumit moment în timpul tratamentului termic, va provoca deformarea piesei forjate.

Tensiunea internă produsă în procesul de tratament termic include tensiunea termică și tensiunea de schimbare de fază.

1. Stresul termic
Când forjarea este încălzită și răcită, aceasta este însoțită de fenomenul de dilatare termică și contracție la rece. Atunci când suprafața și miezul forjării sunt încălzite sau răcite la viteze diferite, rezultând o diferență de temperatură, dilatarea sau contracția volumului este, de asemenea, diferită de cea a suprafeței și miezului. Tensiunea internă cauzată de diferitele modificări de volum datorate diferenței de temperatură se numește tensiune termică.
În procesul de tratament termic, tensiunea termică a piesei forjate se manifestă în principal astfel: atunci când piesa forjată este încălzită, temperatura suprafeței crește mai repede decât cea a miezului, temperatura suprafeței este ridicată și se dilată, temperatura miezului este scăzută și nu se dilată, în acest moment tensiunea de compresie a suprafeței și tensiunea de tracțiune a miezului.
După diatermie, temperatura miezului crește și piesa forjată se dilată. În acest moment, piesa forjată prezintă o expansiune a volumului.
Răcirea piesei de prelucrat, suprafața se răcește mai repede decât miezul, contracția suprafeței, temperatura ridicată a miezului previne contracția și tensiunea de tracțiune la suprafață, miezul produce o tensiune de compresiune. Când este răcit la o anumită temperatură, suprafața nu se mai contractă, iar miezul se răcește datorită contracției continue. Suprafața este supusă unei tensiuni de compresiune. În timp ce miezul este supus unei tensiuni de tracțiune, tensiunea de la sfârșitul răcirii persistă în interiorul pieselor forjate și este denumită tensiune reziduală.

2. Stres de schimbare de fază

În procesul de tratament termic, masa și volumul pieselor forjate trebuie să se modifice deoarece masa și volumul diferitelor structuri sunt diferite.
Din cauza diferenței de temperatură dintre suprafața și miezul piesei forjate, transformarea țesutului dintre suprafață și miez nu se produce în timp util, astfel încât tensiunea internă va fi generată atunci când schimbarea masei și volumului intern și extern este diferită.
Acest tip de stres intern cauzat de diferența de transformare a țesuturilor se numește stres de schimbare de fază.

Volumele mase ale structurilor de bază din oțel sunt crescute în ordinea austenitică, perlitică, sostenitică, troostită, hipobainită, martensită revenită și martensită.
De exemplu, atunci când piesa forjată este călită și răcită rapid, stratul superficial se transformă din austenită în martensită și volumul se dilată, dar inima rămâne în stare de austenită, împiedicând dilatarea stratului superficial. Drept urmare, inima piesei forjate este supusă unei solicitări de tracțiune, în timp ce stratul superficial este supus unei solicitări de compresiune.
Când continuă să se răcească, temperatura suprafeței scade și nu se mai dilată, dar volumul inimii continuă să se umfle pe măsură ce se transformă în martensită, deci este împiedicat de suprafață, astfel încât inima este supusă unui stres de compresiune, iar suprafața este supusă unui stres de tracțiune.
După răcirea nodului, această tensiune va rămâne în interiorul piesei forjate și va deveni tensiune reziduală.

Prin urmare, în timpul procesului de călire și răcire, tensiunea termică și tensiunea de schimbare de fază sunt opuse, iar cele două tensiuni care rămân în forjare sunt, de asemenea, opuse.
Tensiunea combinată a tensiunii termice și a tensiunii de schimbare de fază se numește tensiune internă de stingere.
Când tensiunea internă reziduală din forjare depășește limita de curgere a oțelului, piesa de prelucrat va produce o deformare plastică, rezultând distorsiunea forjării.

(de la: 168 piese forjate net)