W zależności od zasięgu działania naprężenia własne można podzielić na:

• naprężenia pierwszego rodzaju (makronaprężenia). Są to naprężenia międzystrefowe, tj. powstające między poszczególnymi strefami przekroju i między częściami wyrobu. Im większy jest gradient temperatur na przekroju, jak też gradient między poszczególnymi częściami wyrobu (zależny od prędkości i równomierności chłodzenia), tym większe wartości przybierają naprężenia pierwszego rodzaju;

• naprężenia własne drugiego rodzaju. Powstają one wewnątrz ziarn lub między ziarnami sąsiadującymi ze sobą. Przyczyną powstawania tych naprężeń są różne współczynniki rozszerzalności liniowej faz występujących w obrabianych wyrobach lub też powstawanie nowych faz o różnej od wyjściowej objętości właściwej;

• naprężenia własne trzeciego rodzaju. Naprężenia te powstają wewnątrz obszarów nie przekraczających kilku komórek elementarnych sieci krystalicznej metalu.

Głównymi przyczynami powstawania naprężeń własnych i wywołanych przez nie odkształceń są:

• gradient temperatury na przekroju podczas grzania, a zwłaszcza chłodzenia, powodujący nierównomierne dylatacyjne zmiany objętości i wymiarów, czyli naprężenia cieplne,

• przemiany fazowe i związane z nimi zmiany objętości właściwej, tzw. naprężenia strukturalne.

Najmniejszą objętość właściwą ma austenit, a największą martenzyt. Z tego względu procesowi przemiany austenitu w inne struktury towarzyszy wzrost objętości, największy przy przemianie austenitu w martenzyt, a najmniejszy przy przemianie w struktury perlityczne lub bainityczne. Zmiany objętościowe ze względu na swoją wartość, która może wynosić 0,5 ÷ l,5% oraz szybkość, z jaką zachodzą, powodują ogromne naprężenie, przewyższające naprężenia pochodzące od zjawisk rozszerzalności cieplnej i dlatego uważane są za główny powód odkształceń i pęknięć hartowniczych.
Na wartość naprężeń wewnętrznych, a zatem także na skłonność do pęknięć i odkształceń przy hartowaniu, wywierają wpływ następujące czynniki:

• Skład chemiczny, tj. zawartość węgla i składników stopowych oraz struktura, jakość i hartowność stali. Wzrost zawartości węgla, a także dodatków stopowych sprzyja wzrostowi naprężeń. Niejednorodna struktura stali, obecność wtrąceń niemetalicznych są często powodem powstawania i rozprzestrzeniania się pęknięć.

• Wielkość ziarna austenitu; im stal jest bardziej gruboziarnista, tym wyższe powstają w niej naprężenia.

• Temperatura początku chłodzenia; im wyższa, tym większe powoduje naprężenie.

• Rodzaj ośrodka chłodzącego; im szybciej dany ośrodek chłodzi w zakresie temperatur przemiany martenzytycznej, tym większe jest prawdopodobieństwo powstawania naprężeń i pęknięć; natomiast szybkość chłodzenia w zakresie austenitycznym nie odgrywa większej roli.

• Niesymetryczne grzanie i chłodzenie sprzyja również powstawaniu naprężeń.

• Kształt i wielkość przedmiotu; im większy przedmiot, a kształt jego bardziej złożony, tym większa skłonność do powstawania naprężeń.

Ograniczenie naprężeń wewnętrznych:

• poszczególne elementy hartowanego przedmiotu powinny mieć możliwie równomierny przekrój (należy unikać skupień materiału i gwałtownych przejść pomiędzy poszczególnymi częściami przedmiotu),

• należy unikać ostrych pocięć i naroży (działanie karbu),

• przedmioty powinny mieć możliwie symetryczne rozmieszczenie mas,

• należy unikać otworów nieprzelotowych w przedmiotach hartowanych.

Sposoby pomiaru naprężeń:
nieniszczące metody pomiaru: w tej grupie badań ważne miejsce zajmują metody rentgenograficzne wykorzystujące dyfrakcję promieniowania rentgenowskiego, gdzie stosowana jest różnorodna aparatura pomiarowa, np. dyfraktometry rentgenowskie lub specjalne goniometry. Powszechnie stosowana jest metoda sin²φ, która polega na określaniu zmian międzypłaszczyznowych w sieci krystalicznej materiału pod wpływem wewnętrznych sił występujących w elemencie konstrukcyjnym (próbce), a same naprężenia wylicza się ze specjalnych wzorów. Metoda sin²φ umożliwia pomiar i orientację głównych naprężeń, a także przy odpowiednim oprzyrządowaniu - pomiar mechanicznych stałych sprężystości.
Niszczące: metoda Waismana i Phillipsa. Polega ona na pomiarze zmian strzałki ugięcia próbki w funkcji grubości usuwanych warstw materiału. Usuwanie kolejnych warstw materiału odbywa się na drodze trawienia elektrolitycznego lub chemicznego. Wartości naprężeń własnych wylicza się zgodnie z wzorami podanymi przez Waismana i Phillipsa.
Do kontroli pęknięć hartowniczych najczęściej stosowana jest defektoskopia: magnetyczna, ultradźwiękowa i radiograficzna. Metoda magnetyczna służy do wykrywania wad powierzchniowych o grubości większej od 10^-4 do l0^-3 [mm], leżących na głębokości do 5 [mm]; metoda radiograficzna do wykrywania wad wewnętrznych niezbyt dużych przedmiotów, zaś metoda ultradźwiękowa do badania przedmiotów o większych przekrojach
Zapobieganie pęknięciom hartowniczym:

• Wyeliminowanie lub zmniejszenie do możliwego minimum przerwy czasowej w ciągłości procesu

• Dostosowanie składu atmosfery do gatunku stali

• Dostosowanie konstrukcji osprzętu do kształtu części, stosowanie przekładek między częściami

• Zmniejszenie szybkości grzania i zróżnicowanie temperatury w przestrzeni roboczej pieca

• Zmiana konstrukcji lub zmniejszenie asymetrii; należy unikać dużego zróżnicowania przekrojów i jednostronnych wcięć

---