钢结构的硬化有三种情况:冷作硬化(或应变硬化)、时效硬化和应变时效硬化。
在常温下对钢结构进行加工称为冷加工。冷拉、冷弯、冲孔、机械剪切等加工使钢结构产生很大塑性变形，产生塑性变形后的钢结构在重新加荷时将提高屈服点，同时降低塑性和韧性的现象称为冷作硬化。由于降低了塑性和韧性性能，普通钢结构中不利用该现象所提高的强度，重要结构还把钢板因剪切而硬化的边缘部分刨去。而用作冷弯薄壁型钢结构的冷弯~钢，是由钢板或钢带经冷轧成型，也有的是经压力机模压成型或在弯板机上弯曲成型的。由于冷成型操作，实际构件截面上各点的屈服强度和抗拉强度都有不同程度的提高，其性能与原钢板已经有所不同了，故冷弯薄壁型钢设计中允许利用因局部冷加工而提高的强度。
在高温时榕子铁中的少量氮和碳，随着时间的增长逐渐由固溶体中析出，生成氮化物和碳化物，对纯铁体的塑性变形起遏制作用，从而使钢结构的强度提高，塑性和韧性下降。这种现象称为时效硬化，俗称老化。产生时效硬化的过程一般较长，但在振动荷载、反复荷载及温度变化等情况下，会加速其发展。
在钢结构产生一定数量的塑性变形后，铁索晶体中的固溶氮和碳将更容易析出，从而使已经冷作硬化的钢结构又发生时效硬化现象，称为应变时效硬化。这种硬化在高温作用下会快速发展，人工时效就是据此提出来的，方法是:先使钢结构产生10%左右的塑性变形，卸载后再加热至250'(，保温一小时后在空气中冷却。用人工时效后的钢结构进行冲击韧性试验，可以判断钢结构的应变时效硬化倾向，确保结构具有足够的抗脆性破坏能力。
