1、变形原因
钢材变形的主要原因是钢材内部存在应力或外加应力。 内应力是由温度分布不均匀或相变引起的，残余应力也是原因之一。 外应力引起的变形主要是工件自重引起的“塌陷”。 特殊情况下，还应考虑与加热工件的碰撞或装夹工具装夹时产生的凹陷。
变形包括弹性变形和塑性变形。 尺寸变化主要基于组织转变，因此它们表现出相同的膨胀和收缩。 但当工件上有孔或形状复杂的工件时，就会产生额外的变形。 如果淬火时形成大量马氏体，就会发生膨胀。 如果形成大量残余奥氏体，就会产生相应的收缩。 此外，在回火过程中通常会发生收缩，而表现出二次硬化的合金钢则会发生膨胀。 如果进行深冷处理钢材塑性变形，由于残留奥氏体的马氏体，会进一步膨胀。 这些结构的比容随碳含量的增加而增加，因此碳含量的增加也使尺寸变化增大。
2、淬火变形的主要发生时期
1）加热过程：在加热过程中，工件因内应力逐渐释放而产生变形。
2）保温过程：主要是自重作用下的塌陷变形，即塌陷和弯曲。
3）冷却过程：因冷却不均匀而产生变形和组织转变。
3、加热变形
加热大型工件时，残余应力或加热不均匀会引起变形。 残余应力主要来自加工过程。 当这些应力存在时，由于钢的屈服强度随着温度的升高而逐渐降低，即使加热均匀，非常小的应力也会引起变形。
一般情况下，工件外缘处的残余应力较高。 当外部温度升高时，外缘变形较大。 残余应力引起的变形包括弹性变形和塑性变形。
加热过程中产生的热应力和变形应力都是变形的原因。 加热速度越快，工件尺寸越大，截面变化越大，加热变形也越大。 热应力取决于温度分布和温度梯度的不均匀程度，这是造成热膨胀差异的原因。 如果热应力高于材料的高温屈服点，就会发生塑性变形，这种塑性变形就会表现为“变形”。
相变应力主要源于相变的各向异性，即当材料的一部分发生相变而其他部分尚未发生相变时发生。 当材料的结构转变为奥氏体并在加热时发生体积收缩时，就会发生塑性变形。 如果材料的所有部分同时发生相同的结构转变，则不会产生应力。 为此，缓慢加热可适当减少加热变形，最好采用预热。
另外，加热过程中因自重而产生“塌陷”变形的情况也不少。 加热温度越高、加热时间越长，“塌陷”现象就越严重。
4、冷却变形
冷却不均匀会产生热应力，导致变形。 由于工件外缘和内部的冷却速度不同，产生热应力是不可避免的。 淬火时，热应力和结构应力叠加，使变形更加复杂。 另外，组织不均匀、脱碳等也会导致相变点的差异，相变的膨胀量也会不同。
简而言之，“变形”是由相变应力和热应力引起的，但并不是所有的应力都消耗在变形中，而是有一部分作为残余应力存在于工件中。 该应力是时效变形和时效裂纹的原因。
冷却引起的变形有以下几种形式：
1）工件快速冷却初期，淬火面呈凹形，随后又变为凸形。 结果，快速冷却的一侧凸起。 在这种情况下，热应力引起的变形大于相变引起的变形。
2）热应力引起的变形使钢材趋于球形，而相变应力引起的变形使其趋于线轴形。 因此，淬火冷却引起的变形是两者的结合。
3) 仅内孔淬火时，内孔收缩。 当整个环形工件整体加热淬火时，其外径总是增大，而内径则根据尺寸的不同而增大和收缩。 一般内径大时，内孔扩大，内径小时，内孔收缩。
缩管
5、冷处理及变形
冷处理促进马氏体相变，温度较低，产生的变形比淬火冷却小，但此时产生的应力较大，残余应力、相变应力和应力叠加容易引起开裂。热应力。
6、回火与变形
回火过程中，由于内应力的均匀化、减少甚至消失和组织的变化，工件的变形趋于减小。 但同时，一旦发生变形，就很难矫正。 为了纠正这种变形，通常采用压力回火或喷丸强化等方法。
7、反复淬火变形
通常，一次淬火后的工件如果不进行中间退火而重复淬火，变形会增大。 反复淬火造成的变形。 经过多次淬火后，变形积累并趋于球形，容易产生裂纹，但形状相对稳定，不再容易发生变形。 因此，重复淬火前应加中间退火，重复淬火次数应小于等于2次（不包括第一次淬火）。
8、残余应力和变形
在加热过程中，钢在450℃左右由弹性体转变为塑性，因此很容易发生向上的塑性变形。 同时，在大约高于此的温度下，残余应力也会由于再结晶而消失。 因此，在快速加热时钢材塑性变形，由于工件内外温差，外部达到450℃，成为塑性区，受到内部较低温度的残余应力的作用而变形。 冷却后，该区域就是发生变形的地方。 由于在实际生产过程中很难做到均匀、缓慢的加热，因此淬火前进行去应力退火非常重要。 除了通过加热消除应力外，振动对于大型零件消除应力也很有效。
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