工件熱處理的形狀畸變有多種原因。加熱過(guò)程中殘留應(yīng)力的釋放、淬火時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，以及工件自重都會(huì)使工件發(fā)生不均勻的塑性變形而造成形狀畸變。

工件細(xì)長(zhǎng)，爐底不平，工件在爐中呈搭橋狀態(tài)放置時(shí)，在加熱至奧氏體化溫度下保溫過(guò)程中，常因自重產(chǎn)生蠕變畸變，這種畸變與熱處理應(yīng)力無(wú)關(guān)。工件在熱處理前由于各種原因可能存在內(nèi)應(yīng)力，例如，細(xì)長(zhǎng)零件經(jīng)過(guò)校直，大進(jìn)給量切削加工，以及預(yù)備熱處理操作不當(dāng)?shù)纫蛩?，都?huì)在工件中形成殘留應(yīng)力。熱處理加熱過(guò)程中，由于鋼的屈服強(qiáng)度隨溫度的升高而降低，當(dāng)工件中某些部位的殘留應(yīng)力達(dá)到其屈服強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)引起工件的不均勻塑性變形而造成形狀畸變和殘留應(yīng)力的松弛。

加熱時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力，受鋼的化學(xué)成分、加熱的速度、工件的大小和形狀的影響很大。導(dǎo)熱性差的高合金鋼，加熱速度過(guò)快，工件尺寸大、形狀復(fù)雜、各部分厚薄不均勻，會(huì)致使工件各部分的熱膨脹程度不同而形成很大的熱應(yīng)力，導(dǎo)致工件不均勻塑性變形，從而產(chǎn)生形狀畸變。

與工件加熱時(shí)的情況相比，工件冷卻時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力對(duì)工件的變形影響更大。熱應(yīng)力引起的變形主要發(fā)生在熱應(yīng)力產(chǎn)生的初期，這是因?yàn)槔鋮s初期工件內(nèi)部仍處于高溫狀態(tài)，塑性好，在瞬時(shí)熱應(yīng)力作用下，心部因受多向壓縮易發(fā)生屈服而產(chǎn)生塑性變形。冷卻后期，隨工件溫度的降低，鋼的屈服強(qiáng)度升高，相對(duì)來(lái)說(shuō)塑性變形變得更加困難。冷卻至室溫后，冷卻初期的不均勻塑性變形得以保持下來(lái)造成工件的變形。