熱處理變形，尤其是淬火變形，是當前國內外熱處理行業關注的重要問題。由于引起變形的因素很多，使問題變得很復雜。通常，在新產品設計和工藝方法確定階段，分析和解決變形問題時應全面考慮，以便綜合協調解決方案。在生產中，當鍛件出現變形問題時，應當抓主要原因，分析解決所遇到的變形問題。
    1.工件變形的三要素分析法
    熱處理超差變形三要素指的是：足夠大的應力，足夠好的塑性以及足夠長的作用時間。任何熱處理超差變形都需要這三個要素，只是三者的大小關系是可以互補的。如果應力很大和材料的塑性很好，即使作用時間短，也會引起大的變形。例如，高溫加熱的工件在轉移中受到沖撞引起的變形。塑性好，作用時間很長，即便應力不大，也可能引起大的變形。又如，淬火加熱過程中，鍛件堆放不當，因疊壓或者因自重引起的應力雖然不大，但在長期加熱過程中也會造成超差的變形。再如，在淬火冷卻中，因介質受到的攪動過于強烈，液流沖擊使細長工件發生超差的彎曲變形。這些都是因外力引起的變形。因外力引起的變形問題，其解決辦法相對比較簡單。


 

    因內應力引起的變形，情況要復雜得多。在冷卻過程中，組織應力常和熱應力共同存在，彼此疊加或抵消，而且大小和分布在變化中互相作用。加上工件的形狀因素，它們的作用情況就更加復雜。因此，分析這類變形時首先要注意的是，在液體介質中淬火冷卻時，形狀較復雜的工件不同部位表面溫度差別會很大。冷得快的部分一旦冷到所用液體介質的特性溫度以下時，就立即從蒸汽膜階段進人沸騰冷卻階段。這部分表面獲得的冷卻速度突然大增，和鍛件上仍然處于蒸汽膜階段部分的溫度差異也就會急劇增大，導致熱應力增大。如果該介質的特性溫度偏低，這種應力的作用時間還會很長，故容易引起超差變形。其次，若冷卻速度過快，過冷奧氏體轉變成馬氏體時的體積膨脹，則會引起很大的內應力，從而引起淬火變形。再次，若淬火冷卻的速度不足，在馬氏體組織的百分比急劇變化的區域，因比體積差異常形成大的內應力，最終引起大的變形且還會導致工件淬火硬度不足。高溫下材料的塑性好，容易發生變形。此外，在材料發生相變過程中，由于具有相變超塑性，所以使材料變形更容易。加熱過程中，由珠光體轉變成奧氏體時有超塑性；過冷奧氏體發生馬氏體轉變時有超塑性；馬氏體發生回火轉變時也有超塑性。如前面提到的加壓回火矯直法，靠的主要是回火轉變時的相變超塑性。因此，這種方法只在第一次回火時有效，原因就在于此。
    作用時間長短是第三個值得注意的要素。在熱處理中，為了減小變形量，凡需要比較長的時間才能完成的過程（如工件加熱過程），應當設法把可能出現的內外應力減至最小。為了減小熱應力引起的變形，使用液體冷卻介質時，要設法縮短介質的蒸汽膜階段，以縮短工件冷卻過程中不同部位的表面溫度跨在介質特性溫度上下的時間。
    綜上所述，減小熱處理變形應從上述三要素上采取措施。其原則是：在工件處于塑性好的時期，盡量減小內外因素引起的應力，縮短應力的作用時間。