El endurecimiento por deformación (o "strain hardening") es un comportamiento característico de muchos materiales, y consiste en el incremento de la tensión de fluencia a lo largo de diferentes ciclos de carga y descarga sobre el material.
En un primer ciclo de carga el material llega hasta un punto A situado por encima del límite elástico. La descarga desde A se produce a lo largo de una línea AB que es paralela a la zona elástica lineal (y que tiene por tanto una pendiente igual al módulo elástico E del material). Al final de este primer ciclo de carga - descarga la deformación permanente es OB.
El segundo ciclo de carga sobre el material tendría su origen en el punto en que ha finalizado el anterior (B), y se realiza a lo largo de la línea BA. Hasta el punto A el comportamiento es elástico lineal, y a partir de A comienza de nuevo a aumentar la deformación plástica acumulada en el material. La consecuencia fundamental entre el primer ciclo de carga y el segundo es que la magnitud de la tensión de fluencia ha aumentado. En este segundo ciclo de carga se llega hasta el punto C, desde el cual se produce la descarga a lo largo de la línea CD. Finalizada la descarga, la deformación permanente en el material es OD.
El hipotético tercer ciclo de carga se iniciaría desde D y sería elástico lineal hasta el punto C, a partir del cual seguiría aumentando la deformación plástica si se sigue aumentando la fuerza de tracción.