Після відпалу, нормалізації, гартування, відпуску та термічної обробки з модифікацією поверхні, поковка може призвести до деформації від термічної обробки.

Основною причиною деформації є внутрішня напруга поковки під час термічної обробки, тобто внутрішня напруга поковки після термічної обробки залишається через різницю температур між внутрішньою та зовнішньою частинами та різницю в структурному перетворенні.

Коли це напруження перевищує межу текучості сталі в певний момент під час термічної обробки, це спричиняє деформацію поковки.

Внутрішні напруження, що виникають у процесі термічної обробки, включають термічне напруження та напруження фазового переходу.

1. Термічний стрес
Коли поковка нагрівається та охолоджується, це супроводжується явищами теплового розширення та холодного стиснення. Коли поверхня та серцевина поковки нагріваються або охолоджуються з різною швидкістю, що призводить до різниці температур, розширення або стиснення об'єму також відрізняється від розширення або стиснення поверхні та серцевини. Внутрішнє напруження, спричинене різними змінами об'єму через різницю температур, називається тепловим напруженням.
У процесі термічної обробки термічне напруження поковки проявляється головним чином так: коли поковка нагрівається, температура поверхні підвищується швидше, ніж температура ядра, температура поверхні висока і розширюється, температура ядра низька і не розширюється, при цьому поверхневе напруження стиску та напруження розтягу ядра.
Після діатермії температура серцевини підвищується, і поковка розширюється. У цей момент поковка демонструє розширення об'єму.
Охолодження заготовки: поверхня охолоджується швидше, ніж серцевина, що призводить до усадки поверхні. Висока температура серцевини запобігає усадці. Напруга розтягу на поверхні серцевини створює стискаюче напруження. При охолодженні до певної температури охолоджена поверхня більше не стискається, а охолодження серцевини відбувається через продовження стискання. На поверхні виникає стискаюче напруження. У той час як у серцевині виникає розтягувальне напруження, яке в кінці охолодження все ще існує всередині поковки і називається залишковим напруженням.

2. Напруга фазового переходу

У процесі термічної обробки маса та об'єм поковок повинні змінюватися, оскільки маса та об'єм різних конструкцій різні.
Через різницю температур між поверхнею та ядром поковки, трансформація тканини між поверхнею та ядром відбувається несвоєчасно, тому внутрішня напруга виникатиме, коли зміна внутрішньої та зовнішньої маси та об'єму буде різною.
Такий вид внутрішнього напруження, спричиненого різницею в трансформації тканин, називається напруженням фазового переходу.

Масові об'єми основних структур у сталі збільшуються в порядку аустенітної, перлітної, состенітної, трооститної, гіпобейнітної, відпущеної мартенситної та мартенситної.
Наприклад, коли поковку гартують та швидко охолоджують, поверхневий шар перетворюється з аустеніту на мартенсит, і об'єм розширюється, але серцевина все ще залишається в аустенітному стані, що запобігає розширенню поверхневого шару. В результаті, серцевина поковки піддається розтягувальному напруженню, тоді як поверхневий шар піддається стискальному напруженню.
Коли воно продовжує охолоджуватися, температура поверхні падає, і воно більше не розширюється, але об'єм серця продовжує збільшуватися, оскільки воно перетворюється на мартенсит, тому цьому перешкоджає поверхня, тому серце піддається стискаючому напруженню, а поверхня - розтягуючому напруженню.
Після охолодження вузла це напруження залишиться всередині поковки та перетвориться на залишкове напруження.

Отже, під час процесу гартування та охолодження термічне напруження та напруження фазового переходу протилежні, а два напруження, що залишаються в поковці, також протилежні.
Комбінована напруга термічного напруження та напруги фазового переходу називається внутрішньою напругою гартування.
Коли залишкове внутрішнє напруження в поковці перевищує межу текучості сталі, заготовка деформується пластично, що призводить до деформації поковки.

(від: 168 поковок нетто)