熱處理變形有兩種類型：一是尺寸的變化，二是零件幾何形狀的變化。熱處理技術(shù)不同，零件尺寸和幾何形狀的變形及防變形方法亦不相同。
熱處理加熱奧氏體化過程中，保溫時(shí)間越長(zhǎng)，溫度越高，則溶入奧氏體的碳越多，馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)產(chǎn)生的膨脹越大。冷卻時(shí)，馬氏體膨脹最大，上貝氏體次之，下貝氏體和屈氏體的體積變化很小。低溫回火時(shí)，馬氏體發(fā)生收縮，收縮量與過飽和的碳含量成正比。在室溫-200℃加熱時(shí)，部分殘余奧氏體會(huì)轉(zhuǎn)變成馬氏體，出現(xiàn)膨脹。但該膨脹因200℃附近馬氏體發(fā)生分解，因此表現(xiàn)上變化不大。
在常規(guī)熱處理中，零件形狀變化的主要原因是熱處理加熱和淬火時(shí)發(fā)生的熱應(yīng)力和相變應(yīng)力。加熱速度過快、相對(duì)于加熱爐而言零件太大、零件各部分的溫度不同，都會(huì)導(dǎo)致熱變形。保溫時(shí)，加工的殘余應(yīng)力會(huì)發(fā)生釋放而產(chǎn)生變形，零件的自重也會(huì)導(dǎo)致變形。冷卻時(shí)，由于零件不同部位的冷卻速度不同，會(huì)形成熱應(yīng)力而使零件變形。即使冷卻速度相同，冷卻總是表面快，心部慢。因此，先相變的表面使未相變的心部發(fā)生塑性變形。如果材料中存在合金成分的偏析，或者表面脫碳，則相變應(yīng)力更不均勻，更易導(dǎo)致零件變形。另外，如果零件厚薄不均，也會(huì)造成冷卻速度不同。
在鍛件的熱處理中，減少變形的零件擺放方式，一是盡可能垂直吊掛，二是垂直放在爐底部，三是用兩點(diǎn)水平支撐，支點(diǎn)位置處于全長(zhǎng)的三分之一與四分之一之間，四是平放于耐熱鋼工裝上。
在零件的冷卻過程中，淬火介質(zhì)的種類、冷卻性能、淬硬性等與變形有關(guān)。冷卻性能的變化可通過改變介質(zhì)的黏度、溫度、液面壓力、使用添加劑、攪拌等進(jìn)行調(diào)節(jié)。淬火油的黏度越高，溫度越高，橢圓形變形越小。在靜止?fàn)顟B(tài)下，變形較小。
以下幾種方式可有效降低變形：1.鹽浴淬火；2.高溫油淬火；3.QSQ法；4.減壓淬火；5.一槽三段淬火。鹽浴淬火和高溫油淬火相似，都是在馬氏體轉(zhuǎn)變溫度處淬火，使馬氏體相變的均勻性增加。QSQ是雙液淬火。減壓淬火是通過降低淬火介質(zhì)的液面壓，從而延長(zhǎng)蒸汽膜階段，高溫區(qū)的冷卻速度下降，使零件各部分的冷卻速度均勻。一槽三段淬火結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，首先將零件從淬火溫度油冷至略高于Ms點(diǎn)的溫度，隨后出爐，在氣氛中保持，使零件整體溫度均勻，然后再油冷，使馬氏體相變均勻進(jìn)行，變形的不規(guī)則性得到極大的改善。
