Deformacijsko stvrdnjavanje je proces u kojem se metali stvrdnjavaju kada se mehanički savijaju. Deformacijsko stvrdnjavanje je proces koji se odvija u kristalnoj rešetki materijala. Ovaj oblik stvrdnjavanja je koristan za povećanje čvrstoće metala koji se ne mogu očvrsnuti toplinskom obradom. Mnogi metali i legure koji se mogu termički očvrsnuti mogu, međutim, također biti kaljeni deformacijom. Stvrdnjavanje deformacijom, također nazvano radnim otvrdnjavanjem, može se namjerno primijeniti kao proces kaljenja tijekom oblikovanja dijela ili se dogoditi nenamjerno tijekom strojne obrade ili nenormalnog rada.
Prije deformacijskog stvrdnjavanja, materijali obično pokazuju ravnomjerno raspoređenu kristalnu strukturu bez defekata. Kada je materijal podvrgnut mehaničkom naprezanju, u kristalnoj strukturi nastaju mikroskopski defekti poznati kao dislokacije. Ako se napon nastavi, te se dislokacije šire i međusobno djeluju, tvoreći nove unutarnje strukture koje se odupiru daljnjem otklonu. Ove formacije – ili točke pričvršćivanja – povećavaju čvrstoću materijala, odnosno sposobnost otpornosti na naprezanje, s naknadnim smanjenjem duktilnosti ili mekoće. Jedan od najčešćih načina namjernog pokretanja procesa deformacijskog stvrdnjavanja je hladno oblikovanje dijelova.
Kao što je prethodno spomenuto, stvrdnjavanje deformacijom može biti poželjan ili nepoželjan proces. Kada je otvrdnjavanje željeni krajnji rezultat, hladna obrada ili oblikovanje dijelova jedan je od najučinkovitijih načina da se to postigne. Ovo je osobito korisno kada se obrađuju metali koji se ne mogu toplinski očvrsnuti. To uključuje čelik s niskim udjelom ugljika, aluminij i čisti bakar. Kada se ovi metali stisnu, vuku, savijaju ili udaraju tijekom oblikovanja, uključena naprezanja induciraju stvaranje kristalnih dislokacija koje očvršćuju materijal.
Nepoželjno stvrdnjavanje deformacijom nastaje kada se duktilni ili mekani materijali neispravno obrađuju ili se pretjerano savijaju tijekom radnog ciklusa. Ako je tijekom obrade dio izložen prekomjerno dubokim rezovima, rezultirajuće naprezanje može uzrokovati stvaranje kristalnih dislokacija s rezultirajućim stvrdnjavanjem. Ovo nenamjerno stvrdnjavanje može spriječiti daljnju obradu ili čak oštetiti nastavke alata. Kada se duktilni dijelovi obrađuju, nastavke alata treba oprezno napredovati kako bi se spriječilo neželjeno stvrdnjavanje.
Metalni dijelovi koji su tijekom redovitog rada savijeni izvan svojih projektnih parametara također mogu doživjeti određeni stupanj stvrdnjavanja. Male otklone unutar tih parametara lako apsorbira materijal koji se vraća u svoj izvorni oblik bez ikakvih promjena u svojoj unutarnjoj strukturi. Međutim, kada se savija izvan tih granica, počinje proces nastanka dislokacija i materijal se stvrdne. To uzrokuje rezultirajuću otpornost na bilo kakvo savijanje, što može dovesti do eventualnog pucanja ili loma dijela.