金属塑性变形的重要特点之一是加工硬化，或称冷作硬化。其表现是：如要继续变形，外力必须增大。显然，这种变化是由塑性变形时金属内部组织结构的变化所引起的。
一、变形金属的加工硬化
金属在某一温度以下进行塑性变形时，随着变形程度的增加， 强度和硬度升高，而塑性下降的现象称为加工硬化。这是由于金属内部各晶粒的晶格位向不一致，当发生塑性变形时，各晶粒内部逐步产生了滑移，使沿滑移面附近的晶格出现扭曲，晶粒此时也被破碎，晶界增多因而阻碍进一步的滑移。因此，要想
再次产生滑移变形，就要增加外力。
加工硬化给金属的进一步变形和以后的切削加工带来了困难。如在过低温度下停锻，由于产生加工硬化，使金属塑性下降, 要继续塑性变形困难，就不得不增加中间退火工艺，而降低了生产率和提高了生产成本，这是不利因素。加工硬化也有其好的实际应用意义，如对一些无法通过热处理强化的金属材料，可采用加工硬化来强化，以提高金属零件的承载能力。另外，冲压金属杯形坯时，因为已变形部分首先产生加工硬化，使变形转移到其它部分继续进行，从而获得壁厚均匀的杯形件。加工硬化还可以用来提高锻件表面粗糙度、耐磨性和强度。
加工硬化现象不仅存在于黑色金属加工过程中，不少有色金属材料（铝、钢等）也常用加工硬化的方法来提高其硬度和强度。金属产生加工硬化后使其某些物理、化学性能也发生显著的变化， 如电阻增加、耐蚀性降低等。
二、金属的软化过程
由于变形金属所产生的加工硬化给后续加工带了一定困难, 所以在生产中常用中间退火来消除加工硬化的影响，以改善其加工性能。而变形后的金属在加热过程中，一般依次经历下述三个阶段：
1.回复。当加热温度不高时，原子活动能力不强，但已能从不稳定位置恢复到稳定位置，使晶格的歪扭得到消除，残余应力也基本消除，而力学性能、物理性能也有所变化，如强度、硬度略有下降，塑性则稍有上升。
2.再结晶。当加热温度较高时，金属原子的活动能力迅速增大，晶粒开始发生改变，沿着各破碎晶界处以及晶格扭曲处重新形成晶核，并生长成等轴晶粒，这而已转变过程称为再结晶。再结晶使力学性能基本恢复到变性前的状态。
3.晶粒长大。经过再结晶后的金属，一般都能得到细小而均匀的晶粒。但如果加热温度过高或加热时间过长，会使某些晶粒的晶界向其周围的其它晶粒扩展，把别的晶粒吞并掉而迅速长大。 粗晶使金属的强度下降，塑性和韧性降低。这种再结晶后晶粒长大的过程称为聚集再结晶，也称二次再结晶。为了避免因新晶粒的长大而使金属材料的力学性能降低，再结晶退火不宜过髙，加热时间也不宜过长。
另外，影响再结晶后晶粒大小的因素还有变形程度。当变形程度很小时，由于金属不发生再结晶，晶粒大小的变化不大。当变形程度稍有增加，再结晶退火后的晶粒急剧长大。所以称***大晶粒度的变形程度为“临界变形度”。临界变形度随金属种类不同而异，随变形温度不同而变化。如钢在低温区临界变形度为5%-10%，高温区为2%-25%。超过临界变形度，因变形增大，再结晶核心数目增加很多，于是形成了较细的晶粒结构。所以为了获得细小的晶粒，应尽童避免在临界变形度内变形。
一般来说，要想获得细小而均匀的组织结构，主要措施有：
（1）采用较低的变形温度（在保证再结晶过程进行的前提下）喝较大的变形程度（避开临界变形度区间），则可获得较细的晶粒结构。
（1）采用较低的变形温度（在保证再结晶过程进行的前提下）喝较大的变形程度（避开临界变形度区间），则可获得较细的晶粒结构。
（2）尽量使变形坯料各部分的温度分布均匀，以便均匀变形。
