Po wyżarzaniu, normalizowaniu, hartowaniu, odpuszczaniu i obróbce cieplnej modyfikującej powierzchnię, odkuwka może powodować odkształcenia podczas obróbki cieplnej.

Podstawową przyczyną odkształceń są naprężenia wewnętrzne odkuwki podczas obróbki cieplnej, to znaczy naprężenia wewnętrzne odkuwki po obróbce cieplnej pozostają ze względu na różnicę temperatur pomiędzy wnętrzem i na zewnątrz oraz różnicę w przemianie 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 termiczne i naprężenia zmiany fazowej.

1. Naprężenie termiczne
Podczas nagrzewania i schładzania odkuwki towarzyszy zjawisko rozszerzalności cieplnej i skurczu na zimno. Gdy powierzchnia i rdzeń odkuwki są podgrzewane lub chłodzone z różnymi prędkościami, co powoduje różnicę temperatur, rozszerzanie lub kurczenie się objętości jest również inne niż w przypadku powierzchni i rdzenia. Naprężenie wewnętrzne spowodowane różnymi zmianami objętości pod wpływem różnicy temperatur nazywa się naprężeniem termicznym.
W procesie obróbki cieplnej naprężenia termiczne odkuwki objawiają się głównie tym, że: przy nagrzewaniu odkuwki temperatura powierzchni rośnie szybciej niż rdzenia, temperatura powierzchni jest wysoka i rozszerza się, temperatura rdzenia jest niska i nie rozszerza się , w tym czasie powierzchniowe naprężenie ściskające i naprężenie rozciągające rdzeń.
Po diatermii temperatura rdzenia wzrasta, a odkuwka rozszerza się. W tym momencie odkuwka wykazuje zwiększenie objętości.
Chłodzenie przedmiotu obrabianego, chłodzenie powierzchni szybciej niż rdzeń, skurcz powierzchni, wysoka temperatura serca zapobiegająca skurczowi, naprężenia rozciągające na powierzchni, serce wytwarza naprężenie ściskające, po ochłodzeniu do określonej temperatury, schłodzona powierzchnia nie kurczy się, i chłodzenie rdzenia następuje w wyniku ciągłego skurczu, powierzchnia jest naprężeniem ściskającym, podczas gdy sercem naprężenia rozciągającego, naprężeniem na końcu chłodzenia, nadal istnieje w odkuwkach i określa się je jako naprężenie szczątkowe.

2. Naprężenie związane ze zmianą fazy

W procesie obróbki cieplnej masa i objętość odkuwek musi się zmieniać, gdyż masa i objętość różnych konstrukcji jest różna.
Ze względu na różnicę temperatur między powierzchnią a rdzeniem odkuwki transformacja tkanki między powierzchnią a rdzeniem nie następuje w odpowiednim czasie, więc naprężenia wewnętrzne będą generowane, gdy wewnętrzna i zewnętrzna zmiana masy i objętości będzie inna.
Ten rodzaj naprężenia wewnętrznego spowodowanego różnicą w transformacji tkanki nazywany jest naprężeniem zmiany fazowej.

Objętości masowe podstawowych struktur w stali zwiększają się w kolejności austenitu, perlitu, sostenitu, troostytu, hipobainitu, martenzytu odpuszczonego i martenzytu.
Na przykład, gdy odkuwka jest hartowana i szybko schładzana, warstwa powierzchniowa ulega przemianie z austenitu w martenzyt i objętość zwiększa się, ale serce nadal znajduje się w stanie austenitu, co zapobiega rozszerzaniu się warstwy powierzchniowej. W efekcie rdzeń odkuwki poddawany jest naprężeniom rozciągającym, natomiast warstwa wierzchnia – ściskającym.
Kiedy nadal się ochładza, temperatura powierzchni spada i już się nie rozszerza, ale objętość serca w dalszym ciągu rośnie, gdy zmienia się w martenzyt, więc powierzchnia zapobiega temu, w związku z czym serce jest poddawane naprężeniu ściskającemu, a powierzchnia jest poddawana naprężeniom rozciągającym.
Po ochłodzeniu węzła naprężenia te pozostaną wewnątrz odkuwki i staną się naprężeniami szczątkowymi.

Dlatego podczas procesu hartowania i chłodzenia naprężenia termiczne i naprężenia zmiany fazowej są przeciwne, a dwa naprężenia pozostające w odkuwce są również przeciwne.
Połączone naprężenie termiczne i naprężenie związane ze zmianą fazy nazywane jest hartującym naprężeniem wewnętrznym.
Kiedy szczątkowe naprężenie wewnętrzne w odkuwce przekroczy granicę plastyczności stali, przedmiot obrabiany będzie powodował odkształcenie plastyczne, co spowoduje odkształcenie odkuwki.

(z: 168 odkuwek netto)