工件的热处理畸变，从产生时期来看，有在淬火时产生的畸变，也就是淬火畸变；还有在热处理后放置时间内产生的畸变，即时效畸变。按照产生畸变的形式划分，可分为形状畸变，像几何形状的翘曲、扭曲、弯曲等；以及体积畸变，即体积的胀缩。然而，实际上这两种形式的畸变极少单独存在。因为钢材成分存在差异，工件加工形状有所不同，以及工艺操作等因素会产生影响，所以上述两种形式经常会同时发生。
1.形状畸变
工件热处理时形状会发生畸变，其原因有多种。在加热过程中，残余应力会释放出来；淬火时，会产生热应力和组织应力；同时，工件自身的重量也会对其产生影响。这些因素都会导致工件发生不均匀的塑性变形，进而造成形状畸变。
工件较为细长，炉底并不平整。当工件在炉中以搭桥状态放置时，在加热至奥氏体化温度并进行保温的过程中，常常会由于自身的重量而产生蠕变畸变，并且这种畸变与热处理应力没有关联。在热处理之前，由于各种原因，工件可能会存在内应力，比如细长零件经过校直，采用大进给量进行切削加工，以及预先的热处理操作不当等因素，都会在工件中形成残余应力。热处理加热时，钢的屈服强度会随温度升高而降低。当工件中某些部位的残余应力达到该部位的屈服强度时，就会引发工件的不均匀塑性变形钢材怎么校直，进而导致形状畸变和残余应力的松弛。
加热时产生的热应力，受多种因素影响很大。钢的化学成分会对其产生影响，加热的速度也会有作用钢材怎么校直，工件的大小、形状同样不可忽视。对于导热性差的高合金钢，若加热速度过快，且工件尺寸大、形状复杂，各部分厚薄又不均匀，就会使工件各部分的热膨胀程度不同，进而形成很大的热应力，这会导致工件不均匀塑性变形，最终产生形状畸变。
工件冷却时产生的热应力和组织应力对工件变形的影响比工件加热时的情况更大。热应力引起的变形主要在热应力产生的初期发生，因为冷却初期工件内部处于高温状态，塑性较好，在瞬时热应力作用下，心部由于受多向压缩容易发生屈服，从而产生塑性变形。冷却后期，工件温度逐渐降低。此时，钢的屈服强度会升高。相对而言，塑性变形变得更为困难。冷却至室温后，冷却初期的不均匀塑性变形被保持了下来，从而造成了工件的变形。
2.体积畸变
工件经过热处理后，其金相组织发生了改变。因为各种组织的比体积存在差异，所以会引起工件呈比例地胀缩。然而，体积的变化不会对该工件原来的形状产生影响。例如，齿轮轴会出现轴向伸长或缩短等情况。这类畸变量通常比较小，仅凭肉眼很难进行判断。
工件的体积畸变与各相组织转变时的成分以及合应力相关。它与热处理应力作用的大小没有关系。体积变化的大小和以下因素及条件有关：其一，淬火前后组织比体积差越大，体积的畸变就越大；其二，提升淬火温度，会使奥氏体中合金元素的含量提高，进而让马氏体的比体积增大，残留奥氏体也会增加；其三，全部淬透后的工件，其体积畸变最大。
3.微畸变
热处理后的不稳定组织（如淬火后的马氏体和残留奥氏体）以及不稳定的应力状态（不管是压应力还是拉应力），在常温或零下温度下长时间放置或使用过程中会逐渐发生转变并趋于稳定，而这会伴随有畸变的出现，这种畸变就是微畸变。渗碳或感应淬火后的齿轮，其齿形以及表面形状会发生变化，比如公法线长度和齿厚会有变化，这些变化是造成齿轮在工作时产生噪声的原因之一。
