(1)凡是牵涉到加热和冷却的热处理过程，都可能造成工件的变形。工件变形更主要是冷却方面。由于冷却过程中，零件表面与中心的冷却速度不同，从而造成温度差，其体积收缩在表面与中心也就不一样，产生热应力。
另一方面是钢在转变时比体积发生变化（马氏体是各种组织中比体积最大的一个；奥氏体比体积小），由于工件截面上各处转变先后不同，产生组织应力。工件淬火变形就是热应力和组织应力综合作用影响的结果。
(2)工件的结构形状、原材料质量、热处理前的加工状态、工件的自重以及工件在炉中加热和冷却时的支承或夹持不当，冷却投入方向、方法和冷却时在冷却中的动作不当等也能引起变形。
加热温度高，冷却速快，故淬火变形最为严重。
(3)工件热处理后的不稳定组织和不稳定的应力状态，在常温和零下温度长时间放置或使用过程中，逐渐发生转变而趋于稳定，也会伴随引起工件的变形，这种变形称为时效变形。时效变形虽然不大，但是对于精密零件和标准量具也不许的。实际生产中必须予以防止。
(4)热处理过程中产生的内应力有
热应力和相变应力，它们的形成原因和作用是不同的。这种应力在热处理过程中对变形影响是主要的原因。
变形的原因是内部应力的释放，模具的材料在机械加工过程中，由于锻打、切削等加工，使得材料内部集聚了内应力，在热处理时的高温而使得内部的应力释放出来。内部的应力释放出来的好处是，在后面的精加工时，材料的变形就会很小，有利于精加工精度的保持。对于精度要求更高的零件的精加工，在热处理后的加工时，先进行一次粗磨，再进行一次时效，然后再进行最后的精加工，这样加工出来的零件的变形量就会很小，精度就会得到保证。
(1)变形的原因
任何金属加热时都要膨胀，由于钢在加热时，同一个模具内，各部分的温度不均(即加热的不均匀)就必然会造成模具内各部分的膨胀的不一致性，从而形成因加热不均的内应力。在钢的相变点以下温度，不均匀的加热主要产生热应力，超过相变温度加热不均匀，还会产生组织转变的不等时性，既产生组织应力。因此加热速度越快，模具表面与心部的温度差别越大，应力也越大，模具热处理后产生的变形也越大。
(2)预防措施 对
复杂模具在相变点以下加热时应缓慢加热，一般来说，模具真空热处理变形要比盐浴炉加热淬火小得多。采用预热，对于低合金钢模具可采用一次预热(550-620?C)；对于高合金刚模具应采用二次预热(550-620C和800-850C)。
工业生产中实际应用的热处理工艺形式非常多，如退火，正火，回火，淬火等，但是它们的基本过程都是热作用过程，都是由加热、保温和冷却三个阶段组成的。整个工艺过程都可以用加热速度、加热温度、保温时间、冷却速度以及热处理周期等几个参数来描述。在热处理工艺中，要用到各种加热炉，金属热处理便在这些加热炉中进行（如基本热处理中的退火、淬火、回火、化学热处理的渗碳、渗氨、渗铝、渗铬或去氢、去氧等等）。因此，加热炉内的温度测量就成为热处理的重要工艺参数测量。每一种热处理工艺规范中，温度是很重要的内容。如果温度测量不准确，热处理工艺规范就得不到正确的执行，以至造成产品质量下降甚至报废。温度的测量与控制是热处理工艺的关键，也是影响变形的关键因素。
（1）工艺温度降低后工件的高温强度损失相对减少，塑性抗力增强。这样工件的抗应力变形、抗淬火变形、抗高温蠕变的综合能力增强，变形就会减少；
（2）工艺温度降低后工件加热、冷却的温度区间减少，由此而引起的各部位温度不一致性也会降低，由此而导致的热应力和组织应力也相对减少，这样变形就会减少；
（3）如果工艺温度降低、且热处理工艺时间缩短，则工件的高温蠕变时间减少，变形也会减少。
减小热处理变形需要合理的热处理工艺。各种热处理方式相结合，搭配，尽量既满足性能需要同时又减少变形等缺陷。例如经热处理后的20CrNi2MoA钢齿圈齿表面、齿心部硬度及有效硬化层深度均达到要求。图1为模数mn=12mm的齿圈经不同温度球化退火后的硬度梯度曲线。由图1可以看出，在650℃球化退火后的硬度梯度和740℃球化+680℃等温处理的硬度梯度结果相近，未经球化退火的齿轮的硬度较前两个低。这是因为球化退火可使淬火后渗层表面残留奥氏体量减少，从而提高了齿表面硬度，因此20CrNi2MoA钢齿圈渗碳后应采用球化退火工艺，同时为减小热处理变形，在650℃球化退火效果更好。
